식품 및 사료 압출 스크류 배럴: 스테인레스 스틸, 위생 설계 및 전분 조리


  • 식품 및 사료 압출 스크류 배럴: 스테인레스 스틸, 위생 설계 및 전분 조리

    식품 압출기는 내부에 나사가 있는 화학 반응기입니다. 전분은 젤라틴화되고, 단백질은 변성되며, 배럴은 실행 사이에 미생물학적 표준에 따라 세척되어야 합니다. 이는 합금, 표면 마감, 나사 형상 및 마모 메커니즘을 변경합니다. 이 중 어느 것도 플라스틱 사양에 포함되지 않습니다. 이 가이드는 야금, 위생 설계 기준, 스크류 구성의 특정 기계적 에너지, 스낵, 시리얼, 애완동물 사료 및 질감 있는 단백질의 공정 창을 설명합니다.

  • 식품 압출 스크류 배럴 · 피드 압출 스크류 및 배럴 · 위생 스테인레스 스크류 설계 · 전분 젤라틴화 및 특정 기계 에너지

  • 1. 식품 압출이 다른 문제가 되는 이유

    플라스틱 압출에서는 스크류가 녹아 균질화되고 압력이 가해집니다. 제품은 금형에서 나오는 형태이고, 용융물은 이를 위한 수단이다. 식품 압출에서 용융물은 제품입니다. 전분 과립은 결정질을 잃고, 단백질 분자는 펼쳐지고 재응집되며, 완성된 조각의 질감은 배럴 내부에 얼마나 많은 기계적 에너지와 물을 받았는지에 따라 고정됩니다. 다이는 모양을 형성하지만 나사는 그것을 요리합니다. 동일한 3개 영역 시퀀스가 ​​폴리머에 대해 설명되어 있습니다.단일 스크류 배럴 개요.

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

  • 평행한 트윈 스크류 배럴. 식품 및 공급 라인은 플라스틱 배합과 동일한 동회전 플랫폼에 구축됩니다. 차이점은 운동학이 아닌 합금, 마감 및 세척성에 있습니다.

  • 세 가지 결과가 따르며 이 기사의 모든 디자인 결정은 이에 따라 결정됩니다.

    •물은 오염물질이 아닌 성분입니다.플라스틱 가공업체는 수분을 제거하는 데 비용을 지출합니다. 식품 압출기는 제품에 따라 일반적으로 배럴 내 수분의 14~30%에 맞춰 증기와 물을 의도적으로 주입합니다. 즉, 배럴에는 증기 주입 포트, 통풍구 및 150~180°C에서 지속적인 습식 서비스를 견딜 수 있는 합금이 필요합니다. 옵션은바이메탈 배럴 범위.

    •에너지 투입이 비결입니다.특정 기계 에너지(Wh/kg로 표시되는 SME)는 팽창, 요리 정도 및 질감과 상관관계가 있는 단일 숫자입니다. 이는 스크류 구성, 스크류 속도 및 이송 속도에 의해 설정되며, 이는 스크류 형상을 기계 세부 사항이 아닌 공식 변수로 만듭니다. 요소 패밀리는 다음 위치에 있습니다.나사 요소 카탈로그.

    •기계는 미생물학적 기준에 따라 세척되어야 합니다.플라스틱 라인은 정밀 청소 사이에 몇 달 동안 운영될 수 있습니다. 애완동물 사료나 육류 유사 제품 라인은 매일 물세척을 할 수 있으며, 데드존에서 발견된 병원균은 품질 불만이 아닌 리콜입니다.

    측면플라스틱 압출식품 및 사료 압출
    나사의 목적용융, 균질화, 가압요리하고 질감을 살린 다음 모양을 만듭니다.
    수분처리 전에 삭제됨증기 또는 물로 추가, 14~30%
    배럴 합금질화 38CrMoAlA가 표준입니다.316L, 2205 듀플렉스 또는 표면 경화 스테인리스
    표면 마무리기능성위생 — Ra ≤ 0.8 µm, 종종 전해연마 처리됨
    청소 체제퍼지 화합물드라이클리닝, 웨트클리닝 또는 CIP(종종 매일)
    관리 측정항목출력 및 용융 온도특정 기계적 에너지 및 조리 정도
    주요 실패 모드비행복부식, 번온 및 반죽 블록 마모가 함께 발생합니다.

    하드웨어가 이국적이지 않다는 점은 분명히 말할 가치가 있습니다. 동방향 회전식 이중 스크류 식품 압출기는 다음과 동일한 기계 계열입니다.플라스틱 합성 압출기— 동일한 자체 청소 프로필, 동일한 모듈식 샤프트, 동일한 토크 전달. 변화하는 것은 재료 사양과 그 주변의 위생 공학입니다. 기계 비교는평행 이중 나사 배럴 페이지.

    주요 통찰력— 플라스틱 배럴을 지정하는 방식으로 식품 압출기 배럴을 지정하면 6개월 동안 올바르게 처리된 배럴을 얻게 되며 면봉 테스트를 통과하지 못합니다. 부식 저항성과 청결성은 마감 옵션이 아니라 설계 개요입니다.

  • 2. 야금 문제: 스테인리스는 부드럽고 질화 처리된 것은 세척할 수 없습니다.

    질화는 가격이 저렴하고 표면이 900-1,100 HV이며 마모에 잘 견디기 때문에 플라스틱 나사를 질화합니다. 그만큼질화 가이드이것이 충전 폴리머에 대한 정답인 이유를 설명합니다. 이는 세 가지 이유 때문에 음식에 대한 잘못된 대답입니다. 질화 옵션은 다음에서 자세히 조사됩니다.질화 및 바이메탈 비교.

    •가성 청소가 케이스를 공격합니다.60~80°C에서 1~2% 수산화나트륨 CIP 사이클은 시간이 지남에 따라 질화층을 벗겨내거나 부서지게 하며 손상된 부분은 우선적으로 부식됩니다. 대체 합금은 다음에서 비교됩니다.바이메탈 배럴 가이드.

    •염화물이 그것을 구덩이로 만듭니다.사료 프리믹스에는 0.3~1%의 소금과 미량 미네랄 황산염 및 염화물이 포함되어 있습니다. 케이스가 파손되면 구멍이 기본 강철로 진행되고 구멍이 제품 트랩이 됩니다. 해당 경우의 재료 선택은바이메탈 재료 가이드.

    •위생적인 마무리로 되돌릴 수 없습니다.질화 표면을 다시 연마하면 케이스가 제거됩니다. 스테인리스 배럴은 제자리에서 다시 연마하고 다시 부동태화할 수 있습니다. 케이스 자체는 다음과 같이 적용됩니다.가스 질화.

    따라서 음식 작업은 스테인리스로 옮겨가고 스테인리스는 부드럽습니다. 어닐링된 316L은 대략 150~200HV로 질화 케이스의 5분의 1 미만입니다. 엔지니어링 답변은 마모를 허용하는 것이 아니라 등급과 표면 처리를 함께 선택하는 것입니다. 폴리머측 등가물은표면 경화 합금 등급.

    재료일반적인 경도프렌다음에 좋습니다조심하세요
    304 / 1.4301150~190HV≒ 18건조 제품 라인, 저염화물, 저염분세척수에 약 50ppm 이상의 염화물이 들어있습니다.
    316L / 1.4404150~200HV≒ 25일반적인 식품 접촉, 염분 함유 사료, 대부분의 습식 세정 라인고염화물 CIP에는 여전히 한계가 있습니다. 냉간 가공된 등급이 더 좋습니다.
    2205 듀플렉스 / 1.4462250~300HV≒ 35고염화물 공급, 다이에서의 침식-부식용접 규율; 약 300°C 이상에서는 이상적이지 않음
    17-4PH / 1.4542 (H900)40~44HRC≒ 17내마모성과 내식성이 필요한 나사316L보다 낮은 PREN; 고염화물 서비스용이 아님
    니트로닉 50 / 1.3964≒ 250HV≒ 34샤프트 및 커플링용 내마모성 스테인리스비용; 바 재고 있음
    316L의 Ni 기반 하드페이싱55~60HRC—연마재로 반죽 블록 및 플라이트 랜드열팽창 불일치; 코팅은 식품 접촉에 적합해야 합니다.
    스테인리스의 PVD CrN 또는 DLC1,500~2,000HV(박형)—제품과 접촉하는 슬라이딩 표면, 세척성미크론 규모의 두께; 기판이 마모되면 도움이 되지 않습니다.
  • pipll-bimetallic-alloy-layer-centrifugal-casted-food-extrusion-barrel
  • 표면 경화 합금을 배럴 껍질에 붓는 모습. 식품 가공에서는 내식성과 경도를 위해 하드페이스를 선택해야 하는데, 이는 표준 플라스틱 합금 중 일부를 배제합니다.

  • PREN은 Cr + 3.3 Mo + 16 N으로 계산된 공식 저항 등가 수치입니다. 이는 보증이라기보다는 대략적인 순위이지만 304를 파괴하는 공급 라인에서 316L이 살아남는 이유와 세척수가 재활용되고 염화물 수준이 수년에 걸쳐 올라갈 때 듀플렉스가 지정되는 이유를 설명합니다. 염소화 폴리머는 이 문제와는 정반대입니다.CPVC 압출가장 가까운 폴리머 측 비교입니다.

    선택은 배럴에 관한 것이 아닙니다. 나사, 샤프트, 커플링, 브레이커 플레이트 및 다이 본체는 모두 동일한 환경에 위치하며 질화 나사를 스테인레스 배럴에 혼합하면 부식이 어셈블리의 가장 저렴한 부분으로 이동합니다. 그만큼합금 선택 가이드호환성 규칙을 더 자세히 다루고바이메탈 및 질화 비교플라스틱 사양을 번역하는 경우 올바른 출발점이 됩니다.

  • 3. 표면조도, 데드존, 세척성

    세척성은 상단의 표면 마감에 따른 기하학적 문제입니다. 거친 표면에는 화학적 세척으로 제거되지 않는 생물막이 있습니다. 데드존에는 세척용 화학물질이 전혀 보이지 않는 제품이 있습니다. 둘 다 설계상의 오류이며 더 세게 청소해도 고칠 수 없습니다. 제품 접촉 표면은 다음 페이지에 설명되어 있습니다.내부 라이너 슬리브가 있는 배럴 페이지.

    존타겟 라이유
    배럴 보어, 제품 접촉≤ 0.8 µm, 하이 케어 라인의 경우 0.4 µm생물막 보유; 또한 번온(burn-on)을 감소시킵니다.
    스크류 플라이트 및 반죽 블록≤ 0.8 µm, 가능한 경우 전해연마제품이 연마 자국으로 번지고 탄화됨
    다이 페이스 및 브레이커 플레이트≤ 0.4μm최고 전단력, 최고 온도, 최악의 연소
    비제품 표면≤ 3.2μm청소 가능하지만 제품과 접촉되지 않음
    제품 영역의 용접플러시, 연마, Ra ≤ 0.8 µm, 부동태화용접 스케일은 부식이 시작되는 지점입니다.

    •제품 영역에는 나사산 조인트가 없습니다.스레드는 정의상 틈새입니다. 클램핑형, 플랜지형 또는 위생 커플링을 사용하십시오.

    •최소 3mm의 내부 반경, 사각형 모서리 포켓이 없습니다. 모든 구석구석은 제품이 놓여 있고 아무것도 흐르지 않는 곳입니다.

    •막힌 구멍이나 죽은 다리가 없습니다.써모웰은 보어와 같은 높이에 있거나 외부에서 완전히 용접되어야 합니다.

    •자체 배수 기하학.라인이 습식 세정된 경우 모든 낮은 지점에는 배수구가 필요하며 배럴은 배수구에 맞춰 기울어져야 합니다.

    •구리, 황동 또는 아연이 접촉되지 않습니다.식품산과 세척용 화학물질이 이를 공격하고 부식 생성물은 오염 위험이 있습니다. 합금 옵션은바이메탈 압출 배럴 페이지.

    •식품 접촉 프레임워크를 준수하는 개스킷 및 씰— 파일에 규정 준수 선언이 있는 EPDM, PTFE 또는 백금 경화 실리콘. 나머지 팩에 대한 설명은 다음과 같습니다.문서 체크리스트.

    규제 기준선은 확인되기보다는 가정되는 경우가 많기 때문에 언급할 가치가 있습니다. EU의 프레임워크는 2023/2006에 따라 GMP가 포함된 규정(EC) 1935/2004입니다. 미국에서는 식품 접촉 물질에 대한 FDA 21 CFR Parts 175-177입니다. 중국에서는 GB 4806.1, 금속 재료는 GB 4806.9입니다. 재료 인증서는 규정 준수 선언이 아닙니다. 선언을 요청하고 실제 세척 화학 물질과 온도 범위가 포함되어 있는지 확인하십시오. 해당 서류의 공장 쪽은제조업체 프로필 페이지.

  • 4. 나사 구성: 에너지가 어디서 나오는지

    식품 압출기에서 스크류는 열 교환기입니다. 배럴 히터는 벽 온도를 설정하지만 제품을 요리하는 데 필요한 대부분의 에너지는 점성 소산(기계적 작업이 용융물에서 열로 변환됨)에서 발생합니다. 해당 작업은 특정 기계적 에너지로 측정됩니다.

    SME(Wh/kg) = (토크 × 스크류 속도) / 이송 속도, Nm 단위의 토크, rad/s 단위의 속도 및 kg/s 단위의 공급 속도를 와트시로 변환합니다. 900Nm 및 400rpm에서 800kg/h를 실행하는 라인은 스낵 범위의 중간에 있는 제품에 약 80Wh/kg을 투입합니다. 에너지 입력고속 압출 라인같은 방식으로 계산됩니다.

    제품일반 중소기업(Wh/kg)배럴 내 수분제품온도
    직접 확장 스낵40~12014~22%140~180°C
    아침 시리얼60~15015~25%150~190°C
    애완동물 사료, 건조 확장형50~13020~30%110~150°C
    수생 사료60~14022~30%110~150°C
    질감 있는 식물성 단백질80~20030~50%140~180°C
    변성전분30~10018~28%120~160°C

    이러한 범위는 예시적이며 제품별로 다릅니다. 단일 레시피는 어느 방향으로든 30% 이동할 수 있습니다. 이는 나사가 전달해야 하는 내용과 요소 배열 방법을 알려주기 때문에 유용합니다. 운반 및 반죽 제품군은 다음 목록에 나열되어 있습니다.트윈 스크류 요소 가이드.

    요소식품 라인에서의 기능어디로 가는지
    운반, 60~90° 피치저충진 시 공급 및 운송공급 구역 및 가공 구역 사이
    운반, 30~45° 피치충전 길이 및 체류 시간 구축반죽 블록 앞에서 고의로 굶기거나 물에 잠기게 하는 것
    반죽 블록, 30°부드러운 분배 혼합, 낮은 SME단백질 질감화, 섬세한 제품
    반죽 블록, 60-90°고전단, 전분 젤라틴화중소기업의 주 소스인 쿠킹존
    역방향 비행 요소밀봉을 녹여 충진 및 압력을 높입니다.통풍구 전과 다이 전
    Shearlock / 내로우 디스크집중적인 국소 전단미량성분의 분산

    어떤 단일 요소보다 배열이 더 중요합니다. 고전단 블록을 일찍 놓으면 전분이 수화되기 전에 SME가 증가합니다. 물이 흡수된 후 늦게 넣으면 동일한 에너지 입력에서 다른 제품이 생성됩니다. 그만큼나사 요소 가이드운반 및 반죽 가족을 자세히 다루고 동일한 어휘가 음식 작업에 직접 전달됩니다.

    첫 번째 사양의 경우 압축 없이 운반하는 공급 영역, SME가 생성되는 60~90° 반죽 블록의 조리 영역, 다이 압력을 형성하고 휘발성 물질을 제거하는 역방향 요소가 있는 계량 영역이라는 세 가지 영역을 생각하는 데 도움이 됩니다. 그만큼트윈 스크류 요소 선택 기사플라스틱 측면에서도 동일한 3개 영역 논리를 살펴봅니다.

  • 5. 쌍둥이 나사 또는 단일 나사

    둘 다 사용되며 출력보다는 제품에 따라 선택이 결정됩니다. 기계적 비교는 다음과 같습니다.단일 나사 대 이중 나사.

    동시 회전하는 트윈 스크류단일 나사
    일반적인 L/D24~4020~30
    나사 속도200~600rpm80~300rpm
    내습성높음 - 최대 50%낮추다; 증기로 인해 미끄러지기 쉬운 경향이 있습니다.
    레시피 유연성높은; 모듈식 요소를 재배치할 수 있음고정된 기하학
    혼입분산 및 분산을 포함하여 우수함균질한 레시피에 적합
    착용 패턴고압 구역에서 반죽 블록 팁 및 배럴비행 착륙장, 공급 구역
    대표적인 제품애완동물 사료, TVP, 시리얼, 변성전분스낵, 파스타, 간단한 시리얼, 과자류

    동회전 트윈 스크류는 높은 수분과 유연한 에너지 투입이 필요하기 때문에 애완동물 사료와 질감 있는 단백질을 지배합니다. 그만큼평행 트윈 스크류 제품군그리고원뿔형 범위비교할 두 플랫폼은 무엇입니까? 원추형 기계는 일반적으로 피드가 크고 사용 가능한 바닥 공간이 짧은 경우 선택되며 저속에서 높은 토크를 잘 처리합니다. 플랫폼 차이점은 다음에 설명되어 있습니다.원추형 트윈 스크류 페이지.

    단일 스크류 식품 압출기는 여전히 직접 팽창 스낵을 만드는 가장 저렴한 방법입니다. 그들은 압력을 생성하기 위해 홈이 있는 공급 섹션과 2.0-3.0의 압축비에 의존하고 습기를 위해 하류에 증기 주입을 사용합니다. 그만큼고속 단일 나사파이프와 케이블에 사용되는 것은 다른 동물입니다. 식품 버전은 더 느리게 작동하고 훨씬 낮은 압축비로 작동합니다. 왜냐하면 젖고 끈적한 전분은 폴리머 용융물처럼 거동하지 않기 때문입니다. 플라스틱 비교는고속 HDPE 파이프 가이드.

    주요 통찰력— 플라스틱 나사 도면에서 식품 라인의 크기를 조정하지 마십시오. 공급물이 20% 물이고 제품이 다이에서 팽창한다고 가정하면 압축비, 공급 섹션 및 혼합 전략이 모두 변경됩니다. 그만큼싱글 대 트윈 비교합리적인 출발점이지만 습식 조리 가능한 사료에 대해서는 숫자를 다시 파생해야 합니다.

  • 6. 프로세스 창

    창은 보기보다 좁고, 기계보다는 화학으로 경계를 이루고 있다. 온도 제한PVC 압출 라인이는 화학적 경계 창이 있는 다른 수지이기 때문에 유용한 대비입니다.

    존온도무슨 일이야?한계
    밥을 먹이다40~70°C운반, 1차 수화80°C 이상에서는 사료가 끈적해지며 브릿지 현상이 발생합니다.
    수화 / 혼합70~110°C수분 흡수, 전분이 부풀어 오르기 시작합니다램프가 너무 빠르면 입자 내부에 건조한 코어가 남습니다.
    요리120~180°C젤라틴화, 단백질 변성약 190°C 이상에서는 메일라드 갈변과 연소가 가속화됩니다.
    배출 / 탈휘발화100~140°C증기 및 휘발성 물질 제거제품은 포화 온도 이상이어야 하며, 그렇지 않으면 통풍구가 넘치게 됩니다.
    주사위130~190°C최종 쿡, 종료 시 확장다이 압력 2–10MPa; 더 높은 붕괴 확장

    두 개의 숫자가 대부분의 문제를 지배합니다. 첫 번째는 전분-물 시스템의 유리 전이입니다. 그 아래에서는 제품이 유리이고 팽창하지 않습니다. 충분한 물과 함께 젤라틴화 온도 이상에서는 용융물이 됩니다. 두 번째는 다이 압력입니다. 출구에서의 팽창은 압력 강하와 과열된 물의 플래시오프에 의해 발생하므로 너무 제한적인 다이는 SME가 정확하더라도 조밀하고 유리 같은 제품을 제공합니다. 다이 및 브레이커 플레이트 세부 사항은교체 가이드.

    환기에는 그 자체로 주목할 가치가 있습니다. 식품 압출기는 증기와 휘발성 향료 화합물을 제거하기 위해 통풍구를 사용하며, 식품 압출기에 적용되는 것과 동일한 기계적 규칙을 사용합니다.배출된 플라스틱 배럴여기에 적용하십시오. 단, 식품 라인의 통풍구는 제품 구역으로 들어가는 통로이기 때문에 위생상 위험할 수도 있습니다. 범람하는 통풍구는 공정 실패이자 오염 사건입니다.

  • 7. 사용 중 마모 및 부식

    식품 및 사료 흐름은 유리 섬유 화합물보다 마모성이 적지만 부식성은 더 높으며, 이 조합은 플라스틱의 어떤 것과도 다른 마모 패턴을 생성합니다. 플라스틱 베이스라인은기대 수명 가이드.

    기구그것이 작동하는 곳무엇이 그것을 주도하는가완화
    염화물 피팅CIP 습식 영역, 배출구, 다이 페이스사료의 염분, 세척수의 염화물최소 316L, 고염화물용 듀플렉스, 수질관리
    사건의 가성 ​​공격모든 젖은 표면60~80°C에서 1~2% NaOH제품 영역에 질화 부품 없음
    연마반죽 블록 팁, 비행 토지석회석, 뼛가루, 미네랄 프리믹스하드페이싱 또는 양면; 재건축보다는 블록 교체
    연소 및 탄화다이 페이스, 최종 반죽 블록, 벤트160 °C 이상의 단백질 및 환원당표면온도 저하, 광택, 체류시간 단축
    침식-부식다이랜드, 역방향 요소고속 습식 슬러리이중 또는 그 이상 PREN; 국지적 속도를 감소시키다
    피로첫 번째 반죽 블록의 샤프트공급이 부족한 토크 사이클링토크 제한, 이송 제어, 샤프트 반경
  • pipll-alloy-layer-section-food-extrusion-screw-barrel-hardfacing-diagram
  • 단면의 합금층. 식품 서비스에서 라이너는 두께와 부식 허용량을 모두 기준으로 판단해야 합니다. 왜냐하면 마모될 만큼 두꺼운 라이너라도 구멍이 난 부분을 고려하면 여전히 너무 얇을 수 있기 때문입니다.

  • 식품 공장에서 가장 비용이 많이 드는 고장은 마모가 아니라 화상입니다. 뜨거운 표면에서 160~190°C의 단백질과 설탕은 탄화되어 어두운 침전물로 변합니다. 그러면 침전물이 부서지고 제품에 검은 얼룩이 나타납니다. 리콜을 유발하는 소매 식품 라인에서 실제 원인이 국지적인 핫스팟이나 스크류의 데드존인 경우 청소 실패로 진단되는 경우가 많습니다. 그만큼검은 반점 검사 절차ABS 압출용으로 작성된 내용은 거의 변경되지 않고 적용됩니다.

    부식은 느린 것입니다. 틈새의 변색으로 시작하여 구덩이가 되고, 구덩이는 청소 주기를 통해 제품을 고정합니다. 면봉 테스트에서 배럴이 보일 때쯤에는 일반적으로 배럴이 다시 패시베이션을 거쳐 교체됩니다. 그만큼유지 관리 가이드더 일찍 발견할 수 있는 검사 간격을 다루고,마모 점검 방법셧다운 사이의 보어 및 플라이트 치수를 기록하는 데 적합한 템플릿입니다.

  • 8. 위생 설계 체크리스트

    도면 검토 단계에서 합격/불합격 목록으로 활용하세요. 모든 품목을 위탁 라인보다 종이에 고치는 것이 더 저렴합니다. 동일한 검토 원칙이 적용됩니다.맞춤형 나사 프로젝트.

    #요구 사항합격 기준
    1제품 접촉 합금 선언최소 316L, 파일에 공장 인증서, 식품 접촉 신고서 발행
    2표면 마무리보어와 플라이트에서 측정한 Ra ≤ 0.8 µm; 다이 페이스에서 ≤ 0.4 µm
    3내부 반경제품 경로의 모든 곳에서 ≥ 3mm
    4나사형 패스너제품 영역에는 없음
    5죽은 다리와 막힌 구멍없음; 써모웰은 매립형 또는 완전 용접됨
    6배수성모든 낮은 지점이 배수됩니다. 배럴이 출구쪽으로 기울어짐
    7배럴 분할선작동 온도에서 간격 ≤ 0.05mm; 제í’

    Contact us