При разработке конструкции надо руководствоваться основными требованиями:

1) Производственное оборудование должно быть безопасно при монтаже, эксплуатации и ремонте как отдельно, так и в составе комплексов и технологических схем, а так же при транспортировании и хранении.

2) Все виды производственного оборудования должны охранять окружающую среду (воздух, почву, водоемы) от загрязнения выбросами вредных веществ выше установленных норм.

3) Непременным условием является обеспечение надежности, а также исключение опасности при эксплуатации в пределах установленных технической документацией. Нарушение надежности может возникнуть в результате воздействия влажности, солнечной радиации, механических колебаний, перепадов давлений и температур, агрессивных веществ, ветровых нагрузок, обледенения.

4) Материалы, применяемые в конструкции производственного оборудования (особенно в пищевой отрасли), не должны быть опасными и вредными. Не допускается использование веществ и материалов, не прошедших проверки на пожаробезопасность.

5) Составные части оборудования должны исключать возможность их случайного повреждения, вызывающего опасность.

6) Конструкции технологического оборудования, имеющие газо -, паро -, гидро -, и другие системы, выполняются в соответствии с требованиями безопасности, действующими для этих систем.

7) Конструкция оборудования должна исключать возможность случайного соприкосновения работающих с горячими и переохлажденными частями.

8) Выделение и поглощение оборудование тепла, а также выделение им влаги в производственных помещениях не должны превышать предельно допустимых концентраций в рабочей зоне.

9) Концентрация оборудования должна предусматривать защиту от поражения электрическим током, включая случаи ошибочных действий обслуживающего персонала.

10) Конструкция оборудования должна обеспечивать исключение или снижение до регламентированных уровней шума, ультразвука, вибрации, а так же вредных излучений.

11) Для обеспечения безопасности основного оборудования при его эксплуатации дополнительно предусматривают защитные устройства (специальные и общие). Специальные – объединяют защитные установки от радиоактивных излучений, электрического тока и т. п. Общие защитные устройства включают ограждения, блокировки, тормоза и другие приспособления.

При эксплуатации производственного оборудования в результате действия опасных факторов создается возможность травматизма.

Опасные зоны могут возникать у различных механических передач: ременных, цепных, зубчатых и т. п.; конвейеров, режущих инструментов, рабочих органов технологических машин и т. д.

В расчете принимаем, что расход топлива и электрической энергии на 1 т томатной пасты не изменился. Тогда:

1) Годовой прирост мощности предприятия, цеха: ∆М= М2— М1∙ См∙Д= 8000-7550∙3∙244=329,4 т

где М2и М1 — производительность линии до и после реконструкции, кг/смену;

См – количество смен работы оборудования, применяемого при расчете мощности;

Д – количество рабочих дней в году;

2) Годовой прирост выработки в натуральном измерении ∆А= М2— М1∙ Ср∙Д∙ Ки= 8000-7550∙3∙244∙0,85

∆А=186,7 т

где Ср – количество смен работы оборудования по утвержденному режиму;

Ки – коэффициент интенсивности использования мощности;

3) Увеличение выработки в денежном выражении ∆Вд= Пп∙∆А=186,7 ∙33000=6159780,00 руб

где Пп – средняя оптовая цена 1 т томатной пасты, руб

4)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

45

КПТО 465. 000. 000 ПЗ

Годовой выпуск продукции в натуральном выражении после реконструкции

А2= А1+∆А=186,7 +3684=3871,1 т 5) Экономия сдельной (основной) заработной платы за счет снижения расценки за 1 т томатной пасты Э з01= ∆Рс∙ А2=0,0125∙3871=3871,1 руб. где ∆Рс – изменение расценки за единицу выпускаемой продукции на данном участке в результате внедрения мероприятий, руб.; 6) Экономия основной заработной платы за счет доплат к заработной плате, выплачиваемой из фонда заработной платы, руб.; Э з02= Э з01∙ d1100= 48,39∙20100=967,77 руб где: d1 – доплаты к сдельной заработной плате рабочих данного участка, выплачиваемые из фонда зарплаты, руб.; 7) Экономия по основной заработной плате Зз. о= Э з01+ Э з02=48,39+967,77=1016,15 руб. 8) Экономия по дополнительной заработной плате Эз. д= Эз. д∙ d2100= 1016,15 ∙7100=71,13 руб. где d2 дополнительная заработная плата, %; 9) Экономия по заработной плате производственных рабочих Эз. п= Зз. о+ Эз. д=1016,15 +71,13=1087,28 руб. 10)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

46

КПТО 465. 000. 000 ПЗ

Экономия по отчислениям на социальное страхование

Эо. с.= Эз. п.∙ Ос100= 1087,28∙6,8100=73,94 руб. 11) Число относительно высвобожденных рабочих

Рв= Р1∙ Ср∙ А2 А1— Р2∙ Ср= 38,71∙2∙83684— 7∙1016,15=3 человека

12) Экономия по сан одежде высвобождаемых рабочих Эс. о.= Цс. о.∙ Ор∙ Рс=3∙10∙2=60 руб. где Цс. о. – расходы на комплект сан одежды (цена, стирка, починка), руб, Ор – потребность в сан одежде, комплектов в год;

13) Стоимость оборудования после внедрения мероприятия

З о2= З о1+ Зр=1700000+80000=1780000 руб. где: З о1 – стоимость оборудования до внедрения мероприятия, руб; Зр – затраты на реконструкцию, руб; 14) Изменение затрат по амортизационным отчислениям на оборудование

И3.о.= З о1 А1— З о2А∙ А2∙ А0100= 4719203800— 4747203976∙3976∙ 14,8100=2822 руб.

где А0 – норма амортизационных отчислений на оборудование, %

15) Изменение затрат по амортизационным отчислениям на стоимость зданий Иа. п.= Цп∙ Р п1 А1— Цп∙ Р п2 А2∙ А2∙ А3100== 17000003684— 17800003871,1∙8∙ 14,8100=906,62 руб. где Цп – стоимость 1 м2 производственной площади, руб; Р п1и Р п2 — производственная площадь, используемая для данного участка до и после внедрения мероприятия, м2 ; А3 – норма амортизационных отчислений на здания, %; 16) Изменение затрат на содержание и текущий ремонт оборудования

Ир. о.= З о1 А1— З о2 А2∙ А2∙ Н0100= 17000003684— 17800003871,1∙3871,1∙ 15100=918,87 руб.

где Н0 – норма расхода на содержание и текущий ремонт оборудования %,

17) Измерение затрат на содержание и текущий ремонт здания (производственной площади) Ир. о.= Р о1 А1— Р о2 А2∙ А2∙ Зпл= 503684— 503871,1∙3871,1∙8,4==21,28 руб.

где Зпл – затраты на содержание и текущий ремонт 1м2 производственной площади, руб;

18)

Экономия на условно – постоянной части накладных расходов

Эс. у.= Ну А2— А1 А1=150000 3871,1-36843684=7599,34 руб.

19) Снижение себестоимости продукции (условно – годовая экономия)

Эу. с.=Эз. п.+ Эо. с.+ Эс. о.+ Иа. о.+ Иа. п.+ Ир. о.+ Эс. у.

Эу. с.=1087,28+73,94+906,62+8,75+918,87+7599,34=10594,81 руб.

20) Годовой рост прибыли в результате увеличения производства томатной пасты

∆ Пу. п.=n∆А=186,7∙3300=615978 руб.

где n – прибыль на 1 т печенья, руб.

21) Общий годовой рост прибыли

Пу. г.= Эу. с.+∆ Пу. п.=10594+615978=626572 руб.

22) Срок окупаемости затрат

То= Зр∙12∆ Пу. г.= 80000∙12626572,81=1,5

23)

Экономия до конца планируемого года за счет снижения себестоимости

Эс= Эу. с.12∙ Мр= 7599,3412∙1=633,28 руб.

24) Рост прибыли до конца планируемого года за счет увеличения производства томатной пасты ∆Пу= Пу. п.12= 61597812=51331,50 руб 25) Общий рост прибыли до конца года

∆Пг= Эс+ ∆Пп=633,28+51331,50=51964,78 руб.

26) Коэффициент общей абсолютной экономической эффективности

Эа = ∆ Пу. г. Зр= 626572,8180000=7,8

27) Годовой экономический эффект К1= 1700000+ 50∙30003684=502,1

К2= 1700000+ 50∙3000+800003871,1=498,6

Эг= С1— С2— Ен К2— К1+ Ку А2∙ А2== 29700-29695,91-0,15 498,6-502,1∙3976==18364,21 руб.

28) Прирост производительности труда на участке

∆ Вв= Рв∙100 Чср— Рв= 3∙1009-3=45,4%

где Чср — расчетная среднесписочная численность рабочих на участке, в присчёте на объеме производства после внедрения.

В виду проведенных расчетов технико – экономических показателей модернизации экструдера – измельчителя: сократились затраты: на электроэнергию, численность обслуживающего персонала, увеличился прирост производительности труда и количество и повысилось качество выпускаемой продукции – следовательно снизилась себестоимость продукции и как следствие цена продукции на рынке.

The post Разработка экструдеров first appeared on 3Д БУМ.

1. Антиоксиданты. + АН → RH + В результате этого механизма водород переходит к свободному радикалу, в результате чего образуется малоподвижная, слабореакционноспособная молекула антиоксиданта. Слабореакционной молекула антиоксиданта является за счет распределения заряда.

τ – период индукции, по которому можно посчитать активность стабилизатора (это для критической системы). ПП от 120 до 160°С.

Как высчитать активность стабилизатора или антиоксиданта? Строят 3 кривые при разных температурах.

Можно отметить уменьшение периода индукции, действия антиоксиданта или стабилизатора. Затем определяют скорость окисления при разных температурах (см. формула 1). Затем строятся следующие кривые:

Т измеряется в К. Кривые строятся минимум по 5 температурным точкам. По кривым вычисляют тангенс угла наклона. Берем 2 любые точки на кривой и вычисляем энергию активации:

Кб – константа Больцмана. Чем выше энергия активации, тем эффективнее стабилизатор. С повышением температуры скорость окисления резко падает.

2. Ингибиторы окисления – обрывают реакцию окисления на стадии образования перекисей и перекисных радикалов, тем самым восстанавливают структуру полимера по следующей реакции:

RO + IH → RH + IO Образовавшиеся радикалы с ингибитором вступают в реакцию между собой, образуя «сшитые» структуры, затем структура разрушается за счет насыщения и образуются стабильные или малореакционноспособные рад-лы след. состава: IȮ, İ (ингибитор или ингибитор с кислородом). По подобному механизмуобычно действуют сажи, лигнин, ароматические амины.

3. Восстановители – реагируют с гидроперикисными группами без образования или с незначительным выходом свободных радикалов. По такой схеме обычно работают органические сульфиды и фосфиты:

4. Дезактиваторы – это вещества, обычно ионы металлов переменной валентности, способные легко окисляться. В основном используются железосодержащие дезактиваторы, т. к. самые дешевые.

5. Стабилизаторы общего типа – это стабилизаторы, способные взаимодействовать на поверхности полимера с О2, не пропуская его во внутрь полимера. В результате образуются малореакционноспособные радикалы стабилизаторов, которые содержат группы О – О.

G + O2 → GO После расхода стабилизаторов (антиоксидантов) происходит ускорение процесса окисления, что в результате также приводит к образованию низкомолекулярных компонентов.

The post Способы стабилизации полимеров first appeared on 3Д БУМ.

На этой кривой можно выделить несколько процессов: когда давление не меняется – r инд (период индукции) – скорость поглощения О2 приближается к 0, т. е. не происходит изменение Р в сторону поглощения О2. В этом случае действует стабилизатор или антиоксидант. Или в некоторых случаях сам полимер обладает стойкостью к О2.

— скорость процесса окисления.

В зависимости от фактора, ускоряющего процесс окисления, сопровождающейся дестукцией, можно выделить следующие типы деструкций: окислительная, термоокислительная, гидролитическая, фотоокислительная, механохимическая.

Также для определения кинетики окисления полимеров можно пользоваться методом ЭПР

The post Методы определения кинетики окисления полимеров first appeared on 3Д БУМ.

Привод экструдера должен обеспечивать плавное регулирование частоты вращения червяка и стабильность выбранного скоростного режима. Чаще других применяют электромеханические приводы, состоящие из электродвигателя и механической редуцирующей передачи. Для регулирования скорости вращения используют электродвигатели постоянного или переменного тока.

The post Питатели first appeared on 3Д БУМ.

Одночервячный осциллирующий смеситель типа ЧОС-200 (рис. 15) представляет собой сложный агрегат, состоящий из фундаментной плиты 1, на которой на специальных стойках 2 монтируется корпус 3 с перемешиваю­щими зубьями 4, загрузочным устройством 5 и специальным редуктором 6 привода червяка. В связи с тем, что данный тип машины имеет раскрывающийся корпус, на станине монтируется устойство 7 для раскрытия корпуса и шарнир 8 для поворота корпуса. Корпус снабжен нагревателями.

Загрузка компонентов смеси осуществляется через загрузочный бункер, внутри которого на одном валу расположены лопастная мешалка и червяк с самостоятельным приводом, установленным на крышке бункера. Привод мешалки бункера-питателя осуществляется от электродвигателя постоян­ного тока через конический редуктор. Скорость вращения питающего чер­вяка регулируется бесступенчато в пределах 7—35 об/мин. Бункер уста­новлен над приемной воронкой червячного осциллирующего смесителя на специальной стойке, которая может перемещаться в пределах 140 мм по вер­тикали с помощью гидравлического домкрата, помещенного в основании колонны. Грузоподъемность домкра­та 5 т. Одновременно бункер может вручную поворачиваться вокруг стойки-колонны, описывая дугу 180°. Колонна устанавливается на корпусе осциллирующего смесителя. Съемная конструкция бункера позволяет со­кратить время на чистку и ремонт смесителя.

1 — фундаментная плита; 2 — стойки; 3 — кор­пус машины; 4 — зубья для перемешивания;5 — загрузочное устройство; 6 — редуктор; 7 — устройство для раскрытия корпуса; 8 — шарнир

Рис. 15. Одночервячныйосциллирующий смеситель:

Корпус смесителя, разъемный по вертикальной оси, футерован ли­стами из стали 38ХМЮА с азотированием. Внутри каждой половины корпуса установлены зубья, которые входят в пазы винтовой нарезки червяка. Корпус имеет две зоны обогрева и одну зону охлаждения в области загрузочной воронки. Зоны обогреваются жидким теплоносите­лем, который циркулирует по кана­лам между наружной стенкой и обкладками корпуса. Зона загрузоч­ной воронки охлаждается водой. Подвод и отвод теплоносителя в каждую зону индивидуальный. Управление температурным режимом по зонам авто­матическое.

Корпус устанавливается на станине с помощью шарнирых опор и спе­циальных винтовых пар с маховичками. Половины корпуса соединяются между собой специальными охватывающими разъемными хомутами, затяги­ваемыми с одной стороны болтами и со второй стороны скрепляемые с по­мощью шарнира. Подобное устройство обеспечивает быстрое открытие кор­пуса на время чистки или ремонта и плотное закрытие на время работы.

Осциллирующий червяк выполнен из стали марки 38ХМЮА и термообработан. Винтовая линия червяка образована из двух резьб — правой резьбы с шагом 90 мм и левой двухзаходной резьбы с шагом 180 мм. Кроме того, в профиле витков произведена подрезка каждого четвертого зуба чер­вяка шагом 120 мм по всей длине червяка и шагом 150 мм каждого удлинен­ного зуба в зоне загрузочной воронки. Между гильзой и внутренней поверх­ностью корпуса вмонтирован коллектор, который предназначен для цирку — лирования теплоносителя. Наружная поверхность витков червяка азоти­рована на глубину 0,4—0,5 мм. При работе червяк осуществляет сложное движение; за один оборот он совершает возвратно-поступательное движение с ходом 45 мм. Скорость вращения червяка может регулироваться бесступен-чато в пределах 25—60,7 об/мин. Для получения вращательного и возвратно-поступательного движения червяк соединен с выходным валом специального редуктора.

Привод червячного смесителя осуществляется от электродвигателя по­стоянного тока через клиноременную передачу и коническо-цилиндрический редуктор. Кинематическая схема привода показана на рис. 16.

Редуктор привода предназначен для осуществления вращательного и возвратно-поступательного движения червяка. Передаточное число вра­щательного движения 9,52. В приведенной схеме быстроходный вал редук­тора соединен с электродвигателем с помощью клиноременной передачи. В практике полимерного машиностроения применяется, кроме того, соедине­ние быстроходного вала редуктора с электродвигателем с помощью предохра­нительной упругой пальцевой муфты со срезающимися штифтами.

Рис. 16. Кинематическая схема привода.

В одночервячных смесителях фирмы «Бусс и К°» (Швейцария) враща­тельное и возвратно-поступательное движение достигается также с помощью коробки передач (редуктора), приведенной на рис.17.

Червяк 1 жесткой муфтой 2 соединен с валом 3, который получает вра­щение от червячного колеса 7, смонтированного в подшипнике скольжения, установленном в разъемном корпусе 5. От осевого перемещения червячное колесо предохраняется стальным упорным кольцом 4. Шейка вала 3 через два радиально-упорных подшипника 6, затянутых гайкой 8, связана с пол­зуном 9, цапфа которого находится в подпятнике 14. Ползун 9 получает воз­вратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости от вала 10 с двумя эксцентриками, на которых смонтированы кулисы 13 и 12, переме­щающиеся в бронзовых направляющих 11 ползуна. Направляющие кре­пятся к щекам ползуна 9. Эксцентриковый вал приводится во вращение чер­вячным колесом 75, находящимся в зацеплении с тем же червяком, что и колесо 7.

Величина эксцентриситета в таких редукторах в зависимости от раз­мера червяка достигает 40 мм, что соответствует перемещению червяка за один ход на 80 мм.

Для сообщения возвратно-поступательного движения червяку в неболь­ших машинах с диаметром червяка около 20—32 мм применяются более простые устройства (рис. 18). Возвратно-поступательное движение червяку 2 сообщается двумя кулачками 7 и 8, закрепленными на червяке шпонками.

Кулачки имеют спиральные канавки трапецеидальной формы с наклоном в разные стороны. В эти кулачки входят два шпинделя 6, смонтированные на радиально-упорных подшипниках и затянутые гайкой 5 в стаканах 4.

1 — червяк; 2 — муфта; 3 — вал; 4 — упорное кольцо; 5 — корпус; б — подшипник; 7 — червячное колесо; 8 — гайка; 9 — ползун; 10 — вал с эксцентриками; 11 — направляющие; 12, 13 — кулисы;14 — подпятник; 75 — червячное колесо

Рис. 17. Коробка передач смесителя с дополнительным возвратно-поступательным движением червяка:

Стаканы ввернуты в корпус 3. Такой способ крепления обеспечивает возмож­ность регулирования положений конусов шпинделей относительно спи­ральных канавок кулачков, что необходимо для устранения излишнего осевого люфта червяка при его возвратно-поступательном движении.

При вращении червяка кулачок 8 перемещает червяк вдоль оси вправо, а кулачок 7 влево. За каждый оборот червяк совершает один двойной ход вдоль оси вращения.

В гребнях витков червяка прорезаны пазы а, сквозь которые при осевом перемещении червяка проходят сухари 1, закрепленные в корпусе цилиндра по всей его длине в соответствии с шагом червяка. За один оборот червяка сухари дважды проходят в пазах витков, чем достигается дополнительное растирание и перемешивание перерабатываемого материала.

Сырье загружается в смеситель через воронку с питающим червяком, а ввод в цилиндр жидких ингредиентов (растворов красителя, пластифика­торов) может быть осуществлен из трубопровода через боковое отверстие в цилиндре.

1 — сухари; 2 — червяк; 3 — корпус; 4 — ста­кан; 5 — гайка; 6 — шпиндель; 7,8 — кулачки; а — пазы

Рис. 18. Устройство для осциллирующего движения червяка небольших смесителей:

Достоинством этих машин является отсутствие в них «мертвых» зон, вследствие чего они пригодны для переработки легко разлагающихся термо­пластичных композиций, а также для пластикации чувствительных к пере­греванию термореактивных масс.

The post Одночервячные осциллирующие смесители first appeared on 3Д БУМ.

Поли-ε-капролактон является биоразлагаемым полимером. Этот полимер может легко разлагаться под действием ферментов липазы, холестерол эстеразы. Данный полимер легко разлагается бактериальными культурами. Скорость его минерализации меньше, чем у полибутиролактона.

Поли-ε-капролактон имеет низкую температуру плавления 57°С и температуру стеклования -62°С. Получен продукт как линейного строения, так и нелинейного. Можно получить блоксополимеры с полиэтиленгликолем, с гексаметилентерефталатом, изобутиленом, с полиэтилентерефталатом, полиэтиленсукцинатом и т. д. Можно получить тройные блоксополимеры: полистирол-полиэтиленоксид-поликапролактон. Поли-ε-капролактон хорошо совмещается полиэтиленоксодом, поливинилметиловым эфиром, простыми эфирами целлюлозы и ограничено совмещается с ПС и полибутиленсукцинатом.

The post Поликапролактон. Получение и св-ва first appeared on 3Д БУМ.

Старение – это самопроизвольный процесс, изменения свойств во времени. Наибольшее влияние на процесс старения оказывает кислород, другие факторы, такие как температура, свет, влажность, мех. воздействия и т. д. ускоряют процесс старения. Реакция окисления протекает по свободно-радикальному механизму.

Рассмотрим реакцию окисления ПВХ: 1)Реакция инициирования.

2) Развитие цепи.

3) Разветвление.

4)Обрыв цепи.

The post Окисление ПВХ. Особенности переработки first appeared on 3Д БУМ.

2. Развитие цепи.

3. Разветвление.

4. Обрыв цепи.

Стабилизация – это процесс восстановления определенного комплекса свойств полимеров. Часто восстановление связано с восстановлением структуры и молекулярной массы.

1. Антиоксиданты. + АН → RH + В результате этого механизма водород переходит к свободному радикалу, в результате чего образуется малоподвижная, слабореакционноспособная молекула антиоксиданта. Слабореакционной молекула антиоксиданта является за счет распределения заряда.

τ – период индукции, по которому можно посчитать активность стабилизатора (это для критической системы). ПП от 120 до 160°С.

Как высчитать активность стабилизатора или антиоксиданта? Строят 3 кривые при разных температурах.

Можно отметить уменьшение периода индукции, действия антиоксиданта или стабилизатора. Затем определяют скорость окисления при разных температурах (см. формула 1). Затем строятся следующие кривые:

Т измеряется в К. Кривые строятся минимум по 5 температурным точкам. По кривым вычисляют тангенс угла наклона. Берем 2 любые точки на кривой и вычисляем энергию активации:

Кб – константа Больцмана. Чем выше энергия активации, тем эффективнее стабилизатор. С повышением температуры скорость окисления резко падает.

2. Ингибиторы окисления – обрывают реакцию окисления на стадии образования перекисей и перекисных радикалов, тем самым восстанавливают структуру полимера по следующей реакции:

RO + IH → RH + IO Образовавшиеся радикалы с ингибитором вступают в реакцию между собой, образуя «сшитые» структуры, затем структура разрушается за счет насыщения и образуются стабильные или малореакционноспособные рад-лы след. состава: IȮ, İ (ингибитор или ингибитор с кислородом). По подобному механизмуобычно действуют сажи, лигнин, ароматические амины.

3. Восстановители – реагируют с гидроперикисными группами без образования или с незначительным выходом свободных радикалов. По такой схеме обычно работают органические сульфиды и фосфиты:

4. Дезактиваторы – это вещества, обычно ионы металлов переменной валентности, способные легко окисляться. В основном используются железосодержащие дезактиваторы, т. к. самые дешевые.

5. Стабилизаторы общего типа – это стабилизаторы, способные взаимодействовать на поверхности полимера с О2, не пропуская его во внутрь полимера. В результате образуются малореакционноспособные радикалы стабилизаторов, которые содержат группы О – О.

G + O2 → GO После расхода стабилизаторов (антиоксидантов) происходит ускорение процесса окисления, что в результате также приводит к образованию низкомолекулярных компонентов.

The post Окисление полимерных пленок методом стабилизации first appeared on 3Д БУМ.

The post Цилиндр first appeared on 3Д БУМ.

Наиболее распространенное направление совершенствования технологии экструзионных продуктов связано с обогащением рецептурного состава физиологически необходимыми нутриентами пищи.

Новые воздушные зерновые продукты с обогащенным аминокислотным, минеральным и витаминным составом получены за счет добавления к кукурузной крупке 5-20% сырья пшеничных зародышей. При хороших органолептических показателях в продукте повышено содержание лизина и серосодержащих аминокислот, железа и цинка (5).

Представления о механизме формирования экструдатов различной структуры, полученных термопластической экструзией, открывают широкие регулирования их функциональных свойств. Эти возможности определяются в основном гетерофазной природой экструдатов, когда их функциональные свойства зависят от свойств не только непрерывной, но и дисперсной фаз.

Рис.10. Зависимость индекса расширения экструдатов изолята белков бобов сои от содержания в них картофельного крахмала (экструзию проводили в условиях «взрывного» испарения воды с использованием структурирующей фильеры диаметром 3 мм)

Исследования индекса расширения экструдатов пористой макростуктуры, полученных на основе смесей биополимеров различной структуры, показывают, что существенное влияние на его величину, помимо взрывного испарения воды, оказывает состав экструдируемой смеси. Как видно из рис. 10, индекс расширения экструдатов, полученных на основе смесей биополимеров, всегда больше индекса расширения экструдатов, полученных на основе индивидуальных компонентов экструдируемой смеси. Такое поведение, при прочих равных условиях, обусловлено увеличение вклада эластических свойств дисперсных частиц гетерофазного расплава биополимеров.

Аналогичные результаты были получены при исследовании экструлатов рисовой крупки с казеинатом натрия. В отличие от последних, индекс расширения экструдатов, полученных на основе рисовой крупки с сухим обезжиренным молоком и концентратом сывороточных белков, падает при увеличении их содержания в экструдируемой смеси. Различия в поведении индекса расширения экструдатов могут быть обусловлены двумя причинами: во-первых, отличием в соотношении вязкостей фаз и, во-вторых, отличием в эластических свойствах дисперсной фазы.

Анализ работ, посвященных изучению функциональных свойств экструдатов, полученных на основе смесей изолята белков сои с различными полисахаридами и желатиной, показывает, что эти свойства зависят от природы и содержания последних в экструдируемой смеси. Так, например в зависимости от состава экструдируемой смеси и природы её отдельных компонентов общее содержание воды в подвергнутых гидротермической обработке экструдатах может быть как больше, так и меньше содержания воды в вареной мышечной ткани коровы, свиньи, трески. Эти результаты дают возможность подобрать состав экструдируемой смеси таким образом, чтобы общее содержание воды в экструдатах и мышечной ткани было одинаковым. Аналогичный вывод получен при анализе характера распределения воды в мышечной ткани и экструдерах, а также их водо — и жиросвязывающей способности (1).

В работе (3) Касьянова Н. И. были проведены исследования по обработке смесей для рецептур экструдированных продуктов на зерновой, мясной и рыбоовощной основах, было отдано предпочтение оборудованию английской фирмы APV Baker.

Была разработана схема производства подушечек с начинкой:

— смешивание основного сырья с добавками;

— приготовление жидких компонентов;

— изготовление продуктов методом экструзии;

— глазирование;

— фасование;

— упаковывание.

Табл. 3. Рецептурный состав «Подушечки с начинкой»

Экструзионной обработке можно подвергать не только многокомпонентное сырье, но и моносырье, например, сорго, соевые бобы, из которых затем можно получать растительное «молоко» и другие продукты.

Также в работе Касьянова Н. И. была рассмотрена оригинальная технология производства рыборастительных крипсов. Рецептурный состав этой продукции включает, %: измельченное зерно сорго 65, картофельное пюре 10, сухое соевое молоко 3, морковь 5, лук 3, сушеный фарш прудовых рыб 8, соль и СО2 – экстракты горького черного перца, душистого перца и лаврового листа.

Рыборастительные крипсы получали при параметрах: частота вращения шнеков 4 с, диаметр фильеры 4мм, начальная температура экструзии 160 С, влажность смеси 18-20%.

Соотношение белков, жиров и углеводов в крипсах было близким к оптимальному; минеральный состав: кальций-магний 1:1,06, кальций-фосфор 1:2,35, содержание эссенциальных жирных кислот 5,5% (3).

В работе 5 предложены способы производства снеков с высоким содержанием белка из крахмала тапиоки, мяса рыбы и частично обезжиренной муки арахиса.

Рыбный фарш (в исследованиях использовали свежую мелкую канальную рыбу) герметизируется в пластиковых морозильных мешках и хранится при — 18 С, а перед использованием размораживается при 7С в течении 12 часов. Крахмал тапиоки и рыбный фарш смешивается в массовом соотношении 60:40. Содержание влаги в смеси доводится до 40% (влажная основа) добавлением воды при перемешивании ленточным смесителем в течении 30 мин. Далее смесь упаковывается в полиэтиленовые пакеты и хранится при – 18 С до использования. Перед использованием смесь размораживается при 7 С в течение 12 часов.

В Испании разработана технология производства муки для детского питания, получаемая экструдированием смеси рисовой и соевой муки (70:30) с влажностью 18%. Скорость подачи смеси в двухшнековый экструдер составляет 20,8 кг/ч, частота вращения шнека – 100 мин, диаметр выходных отверстий – 5мм. Наилучшее качество продукта достигается при температурах в 1-4-й зонах экструдера 30-80-80-160 и 30-80-100-120 С. Пробы муки после экструдирования не содержат активного ингибитора трипсина.

Фирмой «Nestle» предлагался способ производства термообработанных и экструдированных рисовых гранул, восстанавливаемых в холодной и теплой воде. В состав гранулированного продукта входит рисовая мука со степенью клейстеризации 50…95% (предпочтительно 75…85%), 5…30% воды, 3…9% жиров и 0,1…3,0% полипропиленгликольальгината. Дополнительно в состав продукта включают 0,1…1,0% эмульгатора или эмульсионной смеси. Степень полимеризации полипропиленгликольальгината соответствует вязкости 0,01…0,10 Па*с, предпочтительно 0,01…0,05 Па*с, при температуре 20…30С в 0,5…1,5% растворе. Смесь рисовой муки, воды, жиров и полипропиленгликольальгината подвергают тепловой обработке в варочном экструдере при температуре 70…150 С с целью частичной клейстеризации крахмала, получая гранулированный экструдат, который затем подсушивают с целью доведения содержания влаги в нем до 5…7%.

В Японии разработана лапша, содержащая 20…50% пюре тофу (соевый творог), отличающаяся улучшенной текстурой и хорошими вкусовыми свойствами. Средний диаметр частиц пюре 35 мкм. Экструдат нарезают в виде элементов длиной 25 см и подвергают сушке в течение 12 мин при 105С, после чего продукт охлаждают до 20С, получая 5 кг спагетти с содержанием влаги 8%.

Французской фирмой «Clextral» предложен способ непрерывного производства закусочного пищевого продукта в виде шариков с увеличиваемым объемом из натурального крахмалосодержащего сырья. Содержание влаги в готовом продукте составляет 9…14%. Сырье предварительно кондиционируют путем добавления воды или водяного пара с целью доведения содержания влаги до 15…40%; непрерывно подают материал в экструдер, где он подвергается тепловой обработке до достижения температуры 70…150С. На выходе масса дегазируется и охлаждается до 50…95С. Экструдированный жгут, ориентированный в вертикальном направлении, вводится в камеру разделения, нарезается на полосы с целью изготовления из них шариков (5).

В работе Бурцева А. В. (2) усовершенствована технология производства экструдированных продуктов на основе растительного и животного сырья. Разработаны рецептурные композиции экструдатов, сбалансированные по аминокислотному составу, имеющие высокую пищевую ценность.

Исходными данными для выполнения первого этапа моделирования явилась совокупность ингридиентов, выбранных автором в качестве наиболее соответствующих требованиям экструзионной технологии в целом, а также аминокислотный состав эталонного белка. Для расчета рецептур использовали программный пакет расчета рецептур пищевых продуктов GENERIC 2.1., разработанную канд. техн. Наук А. А. Запорожским и В. А. Запорожским. В качестве определяющего выбрали белковый модуль этой программы, как наиболее важный для моделирования высокобелковых экструдированных продуктов. В резуальтате моделирования аминокислотного состава получили четыре базовые рецептурные композиции, приведенные в таблице 4. Выбор рецептур производили из пятидесяти вариантов, распределенных по значению обобщенного показателя функции желательности Харрингтона. В дальнейшем состав этих рецептур отрабатывали на экструзионной установке.

Табл. 4. Рецептурный состав по белковым ингредиентам базовых композиций, полученных при моделировании белкового модуля

Табл. 5. Общий химический состав рецептурных смесей до экструдирования

Табл.6. Химический состав экструдатов после проведения процесса экструзии.

В таблице 7 приведен компонентный состав рецептурных композиций, обработкой которых в лабораторной экструзионной установке были получены исследуемые образцы экструдированных продуктов.

Табл.7. Компонентный состав рецептурных композиций

Использование в модельных рецептурах СО2-экстракты представляли собой растворы в растительном масле, соотношение масла и экстракта 5:1.

Комплексную оценку экструдированных образцов проводили по следующим показателям: общий химический состав, характеризуемый массовыми долями влаги, белков, липидов, и углеводов, аминокислотный состав белков, относительная биологическая ценность, показатели безопасности, органолептическая оценка.

Экспериментальные данные, полученные при изучении химического состава опытно-промышленных образцов экструдированных продуктов с повышенным содержанием протеинов приведены в таблице 8.

Табл. 8. Пищевая и энергетическая ценность экструдированных продуктов с повышенным содержанием протеинов.

Усвояемость экструдированных продуктов с повышенным содержанием протеинов составила 96,5%, что близко к эталонному значению, намного превосходящую усвояемость аналогичных экструдированных продуктов, например зерновых «Сухих завтраков» (2).

Обработка растительного сырья термопластической экструзией обеспечивает большой объем и разнообразие производимой продукции и высокий экономический эффект, обусловленный прежде всего тем, что один экструдер может заменить целый комплекс машин и механизмов, необходимых для производства продуктов. Его использование позволяет сделать процесс непрерывным, легко контролируемым, универсальным по видам перерабатываемого сырья и готовых продуктов.

Экструзионная обработка растительного сырья – универсальный, экологически безопасный и ресурсосберегающий процесс, позволяющий получать легкоусвояемые стерилизованные продукты с улучшенными вкусовыми свойствами.

Экструзия – идеальный технологический процесс для обогащения продуктов белками, волокнами, витаминами и другими веществами. Возможность регулирования состава продуктов в сторону увеличения содержания белков, витаминов или минеральных веществ играет важную роль в профилактике многих заболевания человека.

Малый вес при большом объеме обуславливает два основных недостатка экструдатов: для их хранения требуются значительные площади, их транспортировка требует значительных расходов.

The post Совершенствование технологии экструдатов first appeared on 3Д БУМ.