2.3.1. Машины для обработки пищевых масс давлением

Классификация машин. В классификации машин для обработки пищевых масс давлением (рис. 44.1) использована классификация по конструктивному признаку, реализующему один из рассмотренных выше характерных процессов. В соответствии с ней данные машины разделены на два класса — прессующие и формообразующие.

К прессующим отнесены отжимные и агрегатирующие прессы. По реализации процесса отжима отжимные прессы разделены на машины с возвратно-поступательным движением пуансона, или поршневые, а также на шнековые зеерные и вальцовые прессы.

Агрегатирующие прессы также разделены на две группы — на машины с механическим сдавливанием измельченного продукта и машины адгезионного действия. К первой из этих групп отнесены брикетировщики, таблетирующие машины и прессовые грануляторы; ко второй — окатывающие и дражирующие машины, адгезионные грануляторы с псевдоожиженным слоем продукта или со встречными закрученными потоками.

К классу формообразующих машин отнесены формообразую­щие прессы (нагнетающие и штампующие), а также прокатываю­щие и округляющие машины. В свою очередь, нагнетающие прессы разделены на вальцовые и шнековые, а штампующие прессы — на машины с возвратно-поступательным движением (поршневые) и ротационные или с вращательным движением.

В формообразующих штампах период выдержки материалов под нагрузкой вводят в циклограмму их работы. В машинах, использующих другие принципы действия (нагнетающих, округляющих), характер приложения внешних усилий задается так, чтобы деформированные элементы материала находились некоторое время под действием внешних нагрузок. Последнее осуществляется медленным снятием нагрузок и многократным повторением внешних воздействий, в результате чего набирается достаточно большая доза внешних воздействий (интеграл от прилагаемых усилий по времени их действия).

Поршневой отжимной пресс. Такие прессы (рис. 44.2) используют, в частности, для отжима масла из семян подсолнечника в небольших производствах.

П ресс действует периодически и приводится в движение гидроцилиндром с пуансоном, перемещающимся под давлением жидкости. Поршень плунжерного типа поднимает нижнюю плиту пресса, которая движется к верхней плите. Прессуемую массу в пакетах из прочной ткани закладывают на поддон, установленный на нижнюю плиту, прокладывая пакеты стальными листами.

Рис. 44.2. Схема гидравлического пресса

для отжима масла: 1 — гидроцилиндр;

2—подъемный стол; 3 — корпус; 4— поршень

Рабочий цикл состоит из предварительного поджатия до давления р около 5 МПа (для растительного масла), выдержки с целью оттока основной массы жидкости, повышения давления до 8 МПа, выдержки и опускания подвижной плиты. Общая продолжительность цикла 20... 25 мин.

Усилие прессования

F=ŋpS

где S— площадь сечения плунжера, м²; η — КПД пресса, учитывающий потери на трение в сальниках и направляющих. Обычно принимаю η = 0,9.

Шнековые отжимные прессы. Кроме описанного пресса, называемого открытым (рабочая зона полностью открыта), применяют полузакрытые и закрытые, или зеерные, прессы. В зеерных прессах пакеты массы закладываются в коробки (зееры), а отжатая жидкость стекает через отверстия в зеерах. В таких прессах возможен ручной винтовой привод.

Рис. 44.3. Схема шнекового зеерного пресса для отжима сока из яблок:

1 — зеер (перфорированный кор­пус); 2 — регулирующий конус; 3— шнек.

Шнековые зеерные прессы схематично изображены на рисунках 44.3 и 44.4. Первый служит для отжима сока из яблок, а второй — воды из сырого жома.

В прессе, изображенном на рисунке 44.3, сырье подается в воронку и поступает в барабан, сечение которого сужается по потоку массы. Шнек продвигает массу к выходу и удаляет жмых через щель регулируемого сечения. Жидкость стекает через отверстия в барабане (зеере). Частота вращения шнека 5...20 об/мин, давление внутри зеера достигает 4 МПа.

В прессе, изображенном на рисунке 44.4, сырой жом поступает в короб 1 по наклонной перфорированной плоскости сползает в шнек 2. Вода, стекающая сквозь перфорацию плоскости, уда

i б

ляется через штуцер 5. Вода, отжатая из жома в шнеке, удаляется как через перфорацию корпуса 3, так и через перфорацию шнека и стекает через щель 4. Жом влажностью 86...88 % удаляется через верхнее правое кольцевое отверстие между корпусом и валом. Производительность шнекового пресса (кг/с)

Шнековые прессы, приспособленные для извлечения сока из плодов и овощей путем их прессования, называют экстракторами. Это название применяют редко, относя его, как правило, к устройствам для разделения твердожидкостных систем с использованием растворителей, в которых фазы разделяемых систем растворяются неодинаково.

В альцовый отжимной пресс. Измельченный продукт на перфорированной прорезиненной ленте (рис. 44.5) проходит между тремя валками, и отжатый сок сливается в емкость под прессом.

Рис. 44.5. Схема вальцового отжимного пресса:

1 — валки; 2—перфорированная резиновая лента

Брикетировщики и таблетирующие машины. Они имеют схожую принципиальную схему действия. Рассмотрим схему карусельного пресса-брикетировщика применяемого для брикетирования сахара-рафинада, пищеконцентратов, жома, топливных и кормовых брикетов, кирпичей, керамических плиток и т. п.

Рис. 44.6. Схема карусельного пресса-брикетировщика:

а, б, в, г — операции в матрице пресса (а — пуансон в нижнем по­ложении; б — заполнение матрицы материалом; в — прессование мате­риала; г — выталкивание брике­тов); 1—карусель-матрица; 2 — корпус; 3 — поршни прессов

Сдавливание продукта осуществляется в специальных формах-матрицах. Вращающийся в горизонтальной плоскости крут 1 несет четыре матрицы с пуансонами. В течение полного оборота круг делает четыре кратковременные остановки, во время которых выполняется определенная операция в каждой из матриц. В положении а пуансон опускается на глубину h₁ в положении б матрицы заполняются кашкой на эту глубину; в положении в пуансон прессует кашку до размера h₂, прижимая ее к неподвижному упору сверху; в положении г пуансон выталкивает брикеты из матрицы. Производительность пресса определяется скоростью вращения круга и числом матриц.