RU220806U1 - Экструдер для переработки биологических материалов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к обработке давлением и может быть использована при переработке биологических материалов. Экструдер содержит корпус, выполненный с зонами питания, сжатия и дозирования. В корпусе расположен сборный шнек, выполненный в зоне питания корпуса в виде конической секции, в зоне сжатия – в виде последовательно расположенных барьерной секции и секции декомпрессии, а в зоне дозирования – в виде конической и смешивающей секций. Виток лопасти смешивающей секции выполнен с полукруглой частью с зубцами, высота которых равна шестой части глубины канала витка. Радиус полукруглой части равен половине ширины витка. Между корпусом и внутренней частью шнека образован входной канал для биологического материала, между зубцами витка и корпусом – выходной канал, а между витком и корпусом – зазор для перемещения через него биологического материала из входного канала в выходной. В результате обеспечивается качественное смешивание твердого и мягкого биологического материала. 2 ил., 1 пр.

Description

Техническое решение относится к области обработки материалов давлением и может быть использовано при переработке биологических материалов с получением качественной продукции.

Известен экструдер для переработки термопластов (патент UA №5779, опубл. 15.03.2005, Бюл. №3), выбранный в качестве прототипа. Экструдер содержит корпус, захватное устройство, шнек, зону питания, зону сжатия, которая состоит из барьерной секции и секции декомпрессии, зону дозирования, выполненную из последовательных конической и цилиндрической секции.

Недостатком известной конструкции является то, что в случае переработки биологических материалов, состоящих из вторичного, первичного биологического сырья, наполнителей, красителей и других компонентов, необходимых для биологических материалов (биологическая смесь) необходим комплект дорогостоящего оборудования для предварительной подготовки исходного сырья (смесители, пресса). Использование же напрямую неподготовленного предварительного сырья для известной конструкции не дает хорошего качества получаемых вторичных изделий из-за недостаточных смесительных способностей конструкции.

Задачей технического решения является усовершенствование экструдера за счет новой конструкция шнека в зоне дозирования, для обеспечения качественного смешивания твердого и мягкого биологического материала.

Сущность технического решения: экструдер для переработки биологических материалов, включающий корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования, захватное устройство, шнек, выполненный сборным, в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции, в зоне сжатия шнек выполнен в виде последовательно расположенных барьерной секции и секции декомпрессии, причем в зоне дозирования шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и смешивающей секции, выполненной с витком лопасти, содержащей зубцы, высота и глубина зубцов равна шестой части глубины канала витка, радиус полукруглой части витка равен половине ширины витка.

При меньшей высоте и глубины зубьев не обеспечивается равномерное перемешивание крупных фракций биологических материалов, а при большей высоте и ширине зубьев не обеспечивается равномерное перемешивание мелких фракций материала, а также возможно создание застойных зон материала, что может привести к его деструкции. При переходе из барьерной секции 7 и секции декомпрессии 8 происходит уменьшение давления, что способствует эффективному удалению легколетучих соединений. Использование витков лопасти полукруглой зубчатой формы обеспечивает качественное смешивание мягких и твердых биологических материалов за счет создания дополнительной разности давления между зубьями и корпусом.

Общими с прототипом признаками являются:

корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования,

захватное устройство,

шнек, выполненный сборным,

в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции,

в зоне сжатия шнек выполнен в виде последовательно расположенных барьерной секции и секции декомпрессии.

Отличительными признаками устройства являются:

в зоне дозирования шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и смешивающей секции с витком полукруглой лопасти, содержащей зубцы,

высота и глубина зубцов равна шестой части глубины канала витка,

радиус полукруглой части витка равен половине ширины витка.

Использование заявленного экструдера при переработке биологических смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, прессование, смешивание) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии и соэкструзии.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства.

На фиг. 2 представлена смешивающая секция зоны дозирования с витком лопасти полукруглой зубчатой формы.

Экструдер для переработки биологических материалов (фиг. 1) содержит корпус 1, захватное устройство 2, шнек 3, выполненный в виде сборной конструкции. Корпус состоит из зоны питания 4, зоны сжатия 5, зоны дозирования 6. В зоне питания 4 шнек выполнен в виде конической секции. В зоне сжатия 5 шнек состоит из барьерной секции 7 и секции декомпрессии 8. В зоне дозирования 6 шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической 9 и смешивающей 10 секции с витком полукруглой лопасти, содержащей зубцы.

На (фиг. 2) представлена смешивающая секция 10 с витком полукруглой лопасти 11 содержащей зубцы 12, при этом смесь биологических материалов переходит из входного канала с низкими сдвиговыми деформациями 13, образованный между корпусом и внутренней частью шнека в выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями 14, образованный между зубцами витка шнека и корпусом, через зазор между витком и корпусом 15. Отверстие 16 выполненное в секции декомпрессии 8 зоны сжатия 5 для удаления легколетучих соединений, которые содержатся в биологических материалах.

Экструдер для переработки биологических материалов работает следующим образом.

Различные биологические материалы мягкие и повышенной твердости (первичные и вторичные) одновременно подаются отдельными дозаторами в загрузочное устройство 2, захватывается шнеком 3, который вращается в корпусе 1, в твердом виде транспортируются, смешиваются, и уплотняются в зоне питания 4, потом в зоне сжатия 5 в барьерной секции 7 происходит создание давления и продвижение биологической смеси в цилиндрической секции 8 зоны сжатия 5, коническая секция 9 зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительность, которые развивает экструдер, смешивающая секция 10 зоны дозирования 6 с зубцами обеспечивает равномерное смешивание компонентов в размолотом виде.

Пример. При глубине канала витка шнека в зоне дозирования 24 мм и ширине витка 10 мм, зубцы имеют высоту и глубину 4 мм, радиус полукруглой части витка равен 5 мм. Количество зубцов может быть от 5 штук до 7 штук. При меньшем количестве зубцов не обеспечивается равномерное перемешивание мелких фракций биологических материалов, а при большем количестве зубцов возможно создание застойных зон крупных фракций биологического материала, что может привести к его деструкции.

В процессе переработки мягких и твердых биологических смесей, например: грецкий орех, арахис, виноградная косточка использование в конструкции экструдера, выполненной с витком полукруглой лопасти, содержащей зубцы, обеспечивает качественное смешивание мягкого и твердого биологического материала за счет увеличения сдвиговых деформаций, а также создания дополнительной разности давления между витком лопасти и корпусом. Эта конструкция обеспечивает увеличение на 14% однородности перемешивания крупных фракций мягкого и твердого материала (например: грецкий орех, виноградная косточка) и увеличение на 16% однородности перемешивания мелких фракций мягкого и твердого материала (например: отходы грецкого ореха, отходы виноградной косточки), за счет чего улучшается продвижение биологической смеси в 2 раза, а также исключается возможность создания застойных зон материала, что приводит к улучшению качества продукции в 2 раза.

Использование заявленного экструдера при переработке биологических смесей, позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, смешивание, прессование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии и соэкструзии.

Claims (1)

1. Экструдер для переработки биологических материалов, содержащий корпус, выполненный с зоной питания, зоной сжатия и зоной дозирования, и расположенный с возможностью вращения в корпусе сборный шнек, выполненный в зоне питания корпуса в виде конической секции, в зоне сжатия корпуса – в виде последовательно расположенных барьерной секции и секции декомпрессии, а в зоне дозирования корпуса – в виде двух последовательно расположенных конической и смешивающей секций, отличающийся тем, что виток лопасти смешивающей секции шнека выполнен с полукруглой частью с зубцами, высота которых равна шестой части глубины канала витка, при этом радиус полукруглой части равен половине ширины витка, образующего между корпусом и внутренней частью шнека входного канала для биологического материала, выходного канала между зубцами витка и корпусом и зазора между витком и корпусом для перемещения через него биологического материала из входного канала в выходной с обеспечением создания дополнительной разности давления между зубцами витка и корпусом.