Вијчано буре за екструзију хране и хране: нерђајући челик, санитарни дизајн и кување скроба


  • Вијчано буре за екструзију хране и хране: нерђајући челик, санитарни дизајн и кување скроба

    Екструдер за храну је хемијски реактор са завртњем унутар њега. Скробне желатине, денатуре протеина и буре морају се очистити до микробиолошког стандарда између циклуса. То мења легуру, завршну обраду површине, геометрију завртња и механизам хабања — ниједан од њих није покривен спецификацијом пластике. Овај водич поставља металургију, критеријуме санитарног дизајна, специфичну механичку енергију која стоји иза конфигурације вијака и прозор процеса за грицкалице, житарице, храну за кућне љубимце и текстуриране протеине.

  • БУРЦЕ ЗА ИСПУЊАВАЊЕ ХРАНЕ · ПУЊАК И БУРЦЕ ЗА ЕКСТРУЗИЈУ ХРАНЕ · ДИЗАЈН САНИТАРНОГ НЕХРЂАЈУЋЕГ ПУТА · ЖЕЛАТИНИЗАЦИЈА ШКРОБА И СПЕЦИФИЧНА МЕХАНИЧКА ЕНЕРГИЈА

  • 1. Шта чини екструзију хране другачијим проблемом

    У екструзији пластике, пуж се топи, хомогенизује и притиска. Производ је облик који излази из калупа, а растоп је средство за постизање тог циља. У екструзији хране топљење је производ: грануле скроба губе свој кристални ред, молекули протеина се отварају и поново агрегирају, а текстура готовог комада је фиксирана колико је механичке енергије и воде примио унутар бурета. Матрица га обликује, али шраф га кува. Иста трозонска секвенца је описана за полимер упреглед цеви са једним завртњем.

  • pipll-parallel-twin-screw-barrel-food-feed-extrusion-sanitary-stainless-steel

  • Паралелна цев са два вијка. Линије за храну и храну су изграђене на истој коротирајућој платформи као и пластичне мешавине — разлика је у легури, завршној обради и могућности чишћења, а не у кинематици.

  • Следе три последице, које утичу на сваку одлуку о дизајну у овом чланку.

    •Вода је састојак, а не загађивач.Прерађивачи пластике троше новац на уклањање влаге; екструдери за храну намерно убризгавају пару и воду, обично до 14–30 % влаге у бурету у зависности од производа. То значи да су цеви потребни отвори за убризгавање паре, отвор за ваздух и легура која толерише континуирано мокро коришћење на 150–180 °Ц. Опције су наведене удомет биметалних цеви.

    •Унос енергије је рецепт.Специфична механичка енергија — СМЕ, изражена у Вх/кг — је јединствени број који је у корелацији са експанзијом, степеном печења и текстуром. Подешава се конфигурацијом завртња, брзином завртња и брзином помака, што геометрију завртња чини променљивом формулације, а не детаљом машине. Породице елемената су укаталог вијчаних елемената.

    •Машина се мора очистити до микробиолошког стандарда.Линија за пластику може да ради месецима између дубинског чишћења. Храна за кућне љубимце или аналогна линија меса може се свакодневно мокро чистити, а налаз патогена у мртвој зони је опозив, а не притужба на квалитет.

    АспецтЕкструзија пластикеЕкструзија хране и сточне хране
    Намена завртњаОтопити, хомогенизовати, под притискомКувајте, текстурирајте, а затим обликујте
    ВлагаУклоњено пре обрадеДодато као пара или вода, 14–30 %
    Легура буретаНитрирани 38ЦрМоАлА је стандард316Л, 2205 дуплекс или тврди нерђајући материјал
    Завршна обрадаФункционалниХигијенски — Ра ≤ 0,8 µм, често електрополиран
    Режим чишћењаПрочистите једињењеХемијско чишћење, мокро чишћење или ЦИП, често свакодневно
    Управљачка метрикаИзлаз и температура топљењаСпецифична механичка енергија и степен кувања
    Доминантни режим квараОдећа за летКорозија, пригоревање и блок за гњечење се троше заједно

    Вреди јасно рећи да хардвер није егзотичан. Коротирајући екструдер за храну са два вијка је иста фамилија машина као и аекструдер за мешање пластике— исти самобришући профил, иста модуларна осовина, исти пренос обртног момента. Оно што се мења је спецификација материјала и хигијенски инжењеринг око тога. Поређење машина је напаралелне странице цеви са два завртња.

    КЕИ ИНСИГХТ— Ако наведете буре екструдера за храну на начин на који наводите пластичну, добићете буре које се правилно обрађује шест месеци, а затим пада на тесту бриса. Отпорност на корозију и могућност чишћења нису опције за завршну обраду – они су сажетак дизајна.

  • 2. Проблем металургије: нерђајући материјал је мекан, нитриран се не чисти

    Пластични шрафови су нитрирани јер је нитрирање јефтино, даје површину од 900–1100 ХВ и добро је отпорно на абразију. Тхеводич за нитрирањеобјашњава зашто је то прави одговор за пуњени полимер. То је погрешан одговор за храну, из три различита разлога. Нитрирана опција је детаљно испитана унитрирано и биметално поређење.

    •Каустично чишћење напада кућиште.Циклус ЦИП од 1–2 % натријум хидроксида на 60–80 °Ц ће временом откинути или ломити нитрирани слој, а оштећена подручја ће тада првенствено кородирати. Алтернативне легуре се пореде убиметална водилица цеви.

    •Хлориди га испразне.Премикси за храну садрже 0,3–1 % соли, плус минералне сулфате и хлориде у траговима. Када се кућиште пробије, удубљење се наставља у основни челик и јаме постају замке производа. Избор материјала за тај случај је уводич за биметални материјал.

    •Не може се вратити у хигијенски финиш.Поновно полирање нитриране површине уклања кућиште. Буре од нерђајућег челика се може поново полирати и поново пасивирати на месту. Сам случај се примењује одгасно нитрирање.

    Дакле, рад са храном прелази на нерђајући - а нерђајући је мекан. Жарени 316Л ради на отприлике 150–200 ХВ, мање од петине нитрираних кућишта. Инжењерски одговор је да се не прихвати хабање, већ да се заједно одаберу степен и површински третман. Еквивалент на страни полимера је укласе легура за тврдо наваривање.

    МатеријалТипична тврдоћаПРЕНДобро заПази на
    304 / 1.4301150–190 ХВ≈ 18Линије сувих производа, мало хлорида, мало солиУ води за чишћење удубљење изнад око 50 ппм хлорида
    316Л / 1.4404150–200 ХВ≈ 25Општи контакт са храном, храна која садржи со, већина мокро очишћених линијаЈош увек маргинално за ЦИП са високим садржајем хлорида; хладно обрађене оцене су боље
    2205 дуплекс / 1.4462250–300 ХВ≈ 35Пуњење са високим садржајем хлорида, ерозија-корозија на матрициДисциплина заваривања; није идеално изнад око 300 °Ц
    17-4ПХ / 1.4542 (Х900)40–44 ХРЦ≈ 17Вијци којима је потребна отпорност на хабање плус отпорност на корозијуМањи ПРЕН од 316Л; није за сервис са високим садржајем хлорида
    Нитрониц 50 / 1.3964≈ 250 ХВ≈ 34Нерђајући материјал отпоран на хабање за осовине и спојницеЦост; доступност на залихама бара
    Наваривање на бази Ни на 316Л55–60 ХРЦ—Блокови за гњечење и лет слијећу у абразивној храниНеусклађеност термичке експанзије; премаз мора бити квалификован за контакт са храном
    ПВД ЦрН или ДЛЦ на нерђајућим материјалима1.500–2.000 ХВ (танак)—Клизне површине у контакту са производом, могућност чишћењаДебљина микронске скале; нема помоћи када се подлога истроши
  • pipll-bimetallic-alloy-layer-centrifugal-casted-food-extrusion-barrel
  • Уливање легуре за тврдо наваривање у шкољку бачве. У раду са храном, тврдоћа мора бити одабрана за отпорност на корозију, као и тврдоћу, што искључује неколико стандардних пластичних легура.

  • ПРЕН је еквивалентни број отпорности на питтинг, израчунат као Цр + 3,3 Мо + 16 Н. То је грубо рангирање, а не гаранција, али објашњава зашто 316Л преживљава линију напајања која уништава 304, и зашто је дуплекс специфициран када се вода за чишћење рециклира и ниво хлорида расте током година. Хлоровани полимери су друго место које је важно, иЦПВЦ екструзијаје најближе поређење на страни полимера.

    Избор није само око бурета. Завртњи, осовине, спојнице, плоче за разбијање и тела матрице се налазе у истом окружењу, а мешање нитрираних завртња у нерђајуће буре само помера корозију на најјефтинији део склопа. Тхеводич за избор легуредетаљније покрива правила компатибилности ипоређење биметалних и нитриранихје права полазна тачка ако преводите спецификацију пластике.

  • 3. Завршна обрада, мртве зоне и могућност чишћења

    Могућност чишћења је проблем геометрије са завршном обрадом површине на врху. Груба површина држи биофилм који хемијско чишћење неће уклонити; мртва зона садржи производ који уопште не види хемикалије за чишћење. И једно и друго су грешке у дизајну, и ниједно се не може поправити јачим чишћењем. Контактне површине производа су описане нацев са унутрашњом страницом чауре.

    ЗонаТаргет РаРазлог
    Отвор цеви, контакт са производом≤ 0,8 µм, 0,4 µм за линије високе негеЗадржавање биофилма; такође смањује горење
    Вијчани летови и блокови за гњечење≤ 0,8 µм, електрополиран где је то могућеПроизвод се размазује у трагове полирања и карбонизира
    Лице матрице и плоча за разбијање≤ 0,4 µмНајвећи смицање, највиша температура, најгоре пригоревање
    Непроизводне површине≤ 3,2 µмМоже се чистити, али не долази у контакт са производом
    Завари у зони производаУједначено, млевено, Ра ≤ 0,8 µм, пасивираноСкала завара је место иницирања корозије

    •Нема навојних спојева у зони производа.Нити су по дефиницији пукотине. Користите стегнуте, прирубничке или санитарне спојнице.

    •Унутрашњи радијуси најмање 3 мм, и без џепова са четвртастим угловима. Сваки угао је место где производ стоји и ништа не тече.

    •Нема слепих рупа или мртвих ногу.Заштитни омотачи треба да буду у равни са отвором или потпуно заварени споља.

    •Геометрија која се самопразни.Ако је конопац мокро очишћен, свака доња тачка треба одвод, а цев треба да буде нагнута према њој.

    •Без бакра, месинга или цинка у контакту.Прехрамбене киселине и хемикалије за чишћење их нападају, а производи корозије представљају ризик од контаминације. Опције легуре су наведене набиметална екструзиона бачва страница.

    •Заптивке и заптивке у складу са оквиром за контакт са храном— ЕПДМ, ПТФЕ или силикон очвршћен платином, са декларацијом о усклађености у фајлу. Остатак паковања је описан уконтролна листа документације.

    Регулаторну основу вреди навести јер се често претпоставља, а не проверава. У ЕУ оквир је Уредба (ЕЦ) 1935/2004 са ГМП под 2023/2006; у Сједињеним Државама то је ФДА 21 ЦФР делови 175–177 за материјале који су у контакту са храном; у Кини је ГБ 4806.1 са ГБ 4806.9 за металне материјале. Сертификат материјала није изјава о усаглашености – затражите декларацију и проверите да ли покрива стварне хемикалије за чишћење и температурни опсег. Фабричка страна те папирологије је настраница профила произвођача.

  • 4. Конфигурација завртња: одакле долази енергија

    У екструдеру за храну пуж је измењивач топлоте. Грејачи у буради постављају температуру зида, али већина енергије која кува производ долази од вискозног распршивања — механичког рада који се претвара у топлоту у топљењу. Тај рад се мери као специфична механичка енергија:

    СМЕ (Вх/кг) = (момент × брзина завртња) / брзина помака, са обртним моментом у Нм, брзином у рад/с и брзином кретања у кг/с, прерачунато у ват-часове. Линија која ради 800 кг/х при 900 Нм и 400 о/мин ставља отприлике 80 Вх/кг у производ, који се налази у средини распона ужине. Уложена енергија на алинија за екструзију велике брзинеизрачунава се на исти начин.

    ПроизводТипично МСП (Вх/кг)Влага у буретуТемпература производа
    Грицкалице са директном експанзијом40–12014–22 %140–180 °Ц
    Житарице за доручак60–15015–25 %150–190 °Ц
    Храна за кућне љубимце, сува експандирана50–13020–30 %110–150 °Ц
    Водена храна60–14022–30 %110–150 °Ц
    Текстурирани биљни протеин80–20030–50 %140–180 °Ц
    Модификовани скроб30–10018–28 %120–160 °Ц

    Ови распони су индикативни и специфични за производ — један рецепт може да се помери за 30% у оба смера. Они су корисни јер вам говоре шта шраф мора да испоручи, а самим тим и како елементи треба да буду распоређени. Породице транспортера и гњечења су каталогизоване уводич за елемент са два завртња.

    ЕлементФункција у линији хранеГде иде
    Преношење, нагиб 60–90°Храњење и транспорт при малом пуњењуЗона напајања, и између зона обраде
    Преношење, нагиб 30–45°Гради дужину пуњења и време боравкаПре блока за гњечење, да га намјерно изгладњујете или потопите
    Блок за гњечење, 30°Нежно дистрибутивно мешање, ниско МСПТекстуризација протеина, деликатни производи
    Блок за гњечење, 60–90°Високо смицање, желатинизација скробаЗона за кување, главни извор МСП
    Елемент обрнутог летаЗаптивање топљења, повећава пуњење и притисакПре отвора, и пре мртве
    Схеарлоцк / уски дискИнтензивно локално смицањеДисперзија мањих састојака

    Аранжман је важнији од било ког елемента. Рано постављање блокова са високим смицањем подиже МСП пре него што скроб буде хидриран; ако их касните, након што се вода апсорбује, добија се другачији производ од истог уложеног енергије. Тхевођица вијчаног елементадетаљно покрива породице транспорта и гњечења, а исти речник преноси директно на рад са храном.

    За прву спецификацију, помаже размишљање у смислу три зоне: зона за напајање која преноси без сабијања, зона за кување од 60–90° блокова за гњечење где се ствара СМЕ и зона за мерење са обрнутим елементима која ствара притисак у калупу и уклања испарљиве материје. Тхечланак за избор елемената са два завртњапролази кроз исту трозонску логику са стране пластике.

  • 5. Двоструки или један завртњи

    Оба се користе, а избор је вођен производом, а не излазом. Механичко поређење је уједноструки вијак наспрам двоструког завртња.

    Двоструки завртањ заједно са ротацијомЈедноструки вијак
    Типичан Л/Д24–4020–30
    Брзина завртња200–600 о/мин80–300 о/мин
    Толеранција влагеВисоко — до 50 %Ловер; пара има тенденцију да изазове клизање
    Флексибилност рецептаХигх; модуларни елементи се могу преуредитиФиксна геометрија
    МешањеОдлично, укључујући дистрибутивну и дисперзивнуПогодан за хомогене рецепте
    Носите образацВрхови блока за гњечење и буре у зони високог притискаЛет слете, зона храњења
    Типични производиХрана за кућне љубимце, ТВП, житарице, модификовани скробГрицкалице, тестенине, једноставне житарице, слаткиши

    Двоструки шраф који се заједно ротира доминира храном за кућне љубимце и текстурираним протеинима јер је за оба потребна висока влажност и флексибилан унос енергије. Тхепаралелни распон са два завртњаанд тхеконусни опсегда ли су две платформе за поређење; конусне машине се обично бирају тамо где је храна гломазна, а расположиви подни простор кратак, и добро подносе велики обртни момент при малој брзини. Разлике у платформи су наведене наконусне странице са два завртња.

    Екструдери за храну са једним вијком су и даље најјефтинији начин за прављење ужине са директном експанзијом. Ослањају се на жлебљени део за довод и степен компресије од 2,0–3,0 за стварање притиска, а на убризгавање паре низводно за влагу. Тхебрзи појединачни вијаккоја се користи за цеви и кабл је друга животиња — верзија за храну ради спорије и са много нижим степеном компресије, јер се влажни, лепÑ

    Contact us