На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
Технология экспандирования комбикормового сырья, разработанная фирмой «Каль», в настоящее время все шире применяется в комбикормовом производстве во многих странах.
Экспандер фирмы «Каль» представлен на рисунке 1. Конструкция его во многом аналогична экструдеру: корпус шнека (червяка) 11 выполнен из толстостенной смесительной трубы со сменными вставками - в связи с значительным износом, обусловленным интенсивным трением продукта. Шнековый вал 13 выполнен секционным. Под приемным патрубком дозирующая часть, а далее смесительная. Вал смонтирован в шпинделе 2, на выходной конец вала 3 устанавливается приводной шкив. С противоположной стороны установлен выходной патрубок 9, в котором смонтирован конус 6 и шток гидроцилиндра 8, перемещающий конус по оси экспандера. Экспандер снабжен паровым коллектором 10 для дополнительной подачи пара в рабочие секции через форсунки 5.
Положение конуса б изменяется в процессе работы экспандера с помощью гидроцилиндра. При этом кольцевой зазор между концом рабочей камеры и конусом задается в зависимости от программируемых значений давления и температуры нагрева продукта, а также продолжительности обработки продукта в рабочей камере экспандера.
Максимальное давление в рабочей камере составляет 4 МПа, температура нагрева продукта - 90-140 °С.
При выходе продукта из кольцевой щели за счет резкого снижения давления до атмосферного происходит вспучивание продукта, влага частично испаряется. Размеры частиц экспандата задаются с помощью измельчающего устройства, устанавливаемого на экспандере со стороны выхода продукта.
Рис. 1. Устройство экспандера фирмы «Каль», Гамбург:
1 - станина; 2 - шпиндель; 3 - приводной конец вала; 4 — патрубок подачи продукта; 5 - паровые форсунки; 6 - регулировочный конус; 7 - шток конуса; 8 - опора подвижного штока; 9 - патрубок выпускного экспандата; 10 - паровой коллектор; 11 - корпус шнека экспандера; 12 - трубопроводы; 13 - шнековый (червячный) вал
Фирма «Каль» выпускает экспандеры пяти типоразмеров с диаметрами рабочего шнека от 150 до 450 мм, с длиной 1900-3000 мм. Установленная мощность электродвигателя 30-600 кВт, производительность 2-60 т/ч.
На рисунке 2 представлена технологическая линия экспандирования комбикормового сырья, разработанная фирмой «Каль». Линия включает в себя шнековый питатель 1, смеситель 2, экспандер 3, дробилку 4, пресс-гранулятор 5, горизонтальный охладитель б и валковый измельчитель 7 для получения крупки из экспандата. Жидкие компоненты и пар 9 вводятся в смеситель. В экспандер вводится только дополнительное количество пара 9.
В технологической линии предусмотрено получение кускового экспандата (рис. 2, б), крупки (рис. 2, г) или гранул (рис. 2, в). Для этого используют или исключают из процесса дробилку, пресс-гранулятор и измельчитель.
Рис. 2. Технологическая схема экспандирования комбикормов и конечные продукты:
а - схема; б — экспандат; в - гранулы; г - крошка; 1 - шнековый дозатор; 2 — смеситель (кондиционер) непрерывного действия; 3 - экспандер с кольцевым зазором; 4 - дробилка; 5 - пресс-гранулятор; 6 - горизонтальный охладитель; 7 - валковый измельчитель; 8 - подача жидких добавок, мелассы, жира, воды; 9 - подача пара
Экспандеры фирмы «Каль» могут комплектоваться сменными головками (рис. 3), когда вместо конуса 5 на шток 2 гидроцилиндра 1 устанавливается плоская матрица 3 с фильерами и конусной внешней поверхностью. В этом случае экспандер по существу превращается в экструдер и может быть использован в соответствующих технологических линиях.
Рис. 3. Сменные головки экспандера фирмы «Каль»: 1 - гидроцилиндр; 2 - шток; 3 - матрица с фильерами; 4 - шнек экспандера; 5 - конус
В линиях производства кормов повышенного качества и специальных требований применяются также установки с добавлением жидкостей и микрокомпонентов в распыленном состоянии, а также гидротермические стерилизаторы отдельных компонентов. Установки для нанесения жидкостей и микрокомпонентов (ферменты, аминокислоты, растительные экстракты масла, жиры, витамины, ароматические вещества) устанавливают как правило, перед охладителями. Жидкости и микрокомпоненты впрыскиваются без давления. Этот метод получил название «Ротоспрей» и используется как при малой, так и при достаточно высокой (20 т/ч) производительности соответствующей единичной мощности грануляторов, экструдеров и экспандеров. На рис. 4 представлена функциональная схема и общий вид установки «Ротоспрей».
Сухой корм I (гранулы, крошка, экспандат) подается дозирующим шнеком 16 в приемно-распределительное устройство 15 и через внутреннюю направляющую трубу 17 направляется на распределительный конус 8, разрыхляясь по распылительной камере 4. Жидкость к микрокомпоненту, в соответствии с рецептурной фазой, через штуцер 6 направляется в зону ротационной форсунки-распылителя 10, где равномерно распыляется по сечению камеры, покрывая поток продукта перемещающегося по сборному конусу к выпускному отверстию. Эффективность покрытия, как показала практика эксплуатации, достаточно равномерна, а энергозатраты на процесс незначительны.
Для получения гранулированной крошки размером от 0,1 до 2 мм фирмой «Каль» выпускаются валковые измельчители с различной компоновкой секций (модулей).
На рис. 5 показан один из вариантов измельчителя с рабочими вальцами 1000x250 мм. Вальцы изготавливаются из чугуна или стальными с рифленой поверхностью. Измельчитель установлен на основании 11, к которому через боковины 13 крепится корпус 5 сварной конструкции. В боковинах 13 монтируются опорные подшипники рабочих вальцов.
По бокам измельчителя смонтированы механизмы регулировки межвальцового зазора, им же регулируется и параллельность валков. Штурвалы 1 выведены на боковые лицевые стороны измельчителя и имеют стрелочный указатель величины межвальцового зазора.
Рис. 4. Установка «Ротоспрей» для нанесения жидкостей и микрокомпонентов на поверхность гранул в распыленном состоянии:
а - функциональная схема; б - общий вид установки; I - подача сухого продукта (гранулы, крошка, экспандат); II - выход обработанного продукта; 1 - выпускной патрубок; 2 - датчик уровня; 3 - сборный конус; 4 - распылительная камера; 5 - верхняя крышка; 6 — подача дозированной жидкости; 7 - подвод энергопитания; 8 - распределительный конус; 9 — привод форсунок; 10 - ротационный распылитель с форсунками; 11 — приводной электродвигатель; 12 - люк; 13 - шкаф управления; 14 - фортка; 15 - приемно-распределительное устройство; 16 - дозирующий шнек; 17 - направляющая труба
Вальцы для более эффективного измельчения имеют разные окружные скорости (аналогично вальцовым мельничным станкам). Привод питающих валиков 4 осуществляется мотор-редуктором 7. Крепление редуктора осуществляется консольно к кронштейну, жестко связанному с корпусом. Для доступа в рабочие зоны питающего механизма и рабочих вальцов имеются фортки 5 и б. Привод вальцов осуществляется от электродвигателя 8 через клиноременную передачу 9 и редуктор 10. При необходимости обеспечить более точное измельчение применяется двукратное последовательное измельчение.
В этом случае измельчители компонуются вертикально, причем с нижнего снимается вся приемно-распределительная камера, а вместо нее устанавливается сборник-питатель 12, подающий продукт на второе измельчение непосредственно в рабочие вальцы.
Измельчители, поставляемые фирмой «Каль», могут компоноваться как по вертикали, так и по горизонтали, т. е. тыльными продольными стенками (рис. 5).
Следует отметить различные варианты конструктивных решений как привода, так и других основных узлов измельчителя. На рис. 5 показан измельчитель, где все вращающиеся узлы имеют индивидуальный электропривод 8, 10, 12 с частотным регулированием. Применяются разные конструкции и механизмов регулирования межвальцового зазора 9.
а
Рис. 5. Валковые измельчители фирмы «Каль»:
а - односекционный; б - двухсекционный; 1 - штурвал регулировки межвальцового зазора с его индикацией; 3 - фортка питающего механизма; 4 - питающий механизм; 5 — корпус; 6 - фортка рабочих вальцов; 7 - мотор-редуктор привода питающего ватка; 8 - электродвигатель привода рабочих вальцов; 9 - ограждения; 10 -редуктор межвальцовой передачи; 11 - основание; 12 - сборник-питатель
[thumb|Горизонтальная блокировка измельчителей (для параллельной работы)]https://mppnik.ru/uploads/posts/2015-02/1423856337_image011.png[/thumb]
Рис. 6. Горизонтальная блокировка измельчителей (для параллельной работы):
1 - приемное отверстие; 2 - стыковочные стенки; 3 - фортка питающего устройства;
4 - приемно-распределительное устройство; 5 - корпус; б - боковина; 7 — стрелочный указатель межвальцового зазора; 8 - электродвигатель питающих валиков; 9 - механизм регулирования межвальцового зазора; 10 - электродвигатель привода быстрого рабочего вальца; 11 - ограждения; 12 - электродвигатель привода медленного рабочего вальца; 13 - пружина; 14- хвостовик под ключ
Быстрый валок традиционно установлен в неподвижных подшипниковых опорах, а медленный - в подвижных, фиксируемых достаточно жесткой пружиной 13.
Регулирование межвальцового зазора осуществляется винтовой парой, связанной с опорой подвижного вальца, ключом, насаживаемым на хвостовик 14. А отсчет зазора производится по стрелочному индикатору 7, установленному на боковине 6. Разнообразные конструкции измельчителей показывают, что фирма «Каль» уделяет большое внимание гранулометрическому составу продукта измельчения, объясняя это разными требованиями потребителя.
Аналогичны по рабочему процессу и основным техническим решениям экспандеры, выпускаемые фирмой «Бюлер» под маркой DFEA (рис. 7) и DEFB. От экспандеров фирмы «Каль» они отличаются в основном головкой 2 для обработки выходящего через кольцевой зазор экспандата, приводом главного вала 7 и отдельными конструктивными элементами. В экспандерах фирмы «Каль» эта функция выполняется регулируемым конусом, а в экспандерах DFEA и DEFB имеется приводная головка (рис. 7, 6) с ножевыми лопастями 12 и подвижный диск 16 с наружной фильерной поверхностью. Внешняя фильерная поверхность диска также обработана на конус. Экспандеры DFEA выпускаются двух типоразмеров, отличающихся в основном диаметром рабочего шнека (220 и 315 м) и приводом: модель 220 (рис. 8) имеет в качестве привода клиноременную передачу 2, а в модели 315 рабочий шнек приводится от электродвигателя через одноступенчатый цилиндрический редуктор 12. Принципиальная компоновка экспандеров показана на рисунке 8.
Рис. 7. Экспандер модели DFEA-220:
а - общий вид; б - головка; 1 - гидроцилиндр; 2 - головка; 3 - привод головки; 4 - продольная связь; 5 - трубопроводы; б - приемно-дозирующая секция; 7 - приводной шкив; 8 - станина экспандера; 9 - форсунки; 10 - паровой коллектор; 11 - контрольно-измерительные приборы; 12 - откидные шарниры головки; 13 - выпускной патрубок; 14 - аспирационные патрубки; 15 — откидная часть головки; 16 - подвижной диск; 17 - ножевые лопасти; 18 - клиноременная передача
Рис. 8. Компоновка эспандеров фирмы «Бюлер»: а - DFEA-220; б - DEFB-315; 1 — приводной электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - шпиндель; 4 - приемное устройство; 5 — секция экспандера (приемно-дозирующая); 6 - рабочая секция; 7 - аспирационный патрубок; 8 - головка с приводом; 9 - гидроцилиндр; 10 - паровой коллектор; 11 - муфты; 12 -редуктор; I- поступление продукта; II— выход экспандата
