4. Виды экструдеров. Принцип работы одношнекового экструдера.
Экструдер состоит из нескольких основных узлов – корпуса, оснащенного нагревательными элементами, рабочего органа (шнека, диска, поршня), размещенного в корпусе, узла загрузки перерабатываемого продукта, привода, системы задания и поддержания температурного режима и других контрольно-измерительных приборов.
Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили шнековые (одно- и двухшнековые) экструдеры. В двухшнековых экструдерах обеспечивается более быстрый пуск шнека и работа на повышенной скорости, в них реже возникают подъемы давления, так как не происходит накопление продукта, однако он более подвержен износу.
Дисковые экструдеры основаны на использовании двух плоскопараллельных дисков, один из которых вращается, создавая напряжения, а другой неподвижен, в нем имеется отверстие, через которое продавливается продукт.
Поршневой экструдер используется в основном в непищевой промышленности и имеет низкую производительность.
В одношнековом экструдере продукт загружается в корпус, где установлен шнек, масса перемешивается и передвигается к матрице, температура и давление при этом возрастают за счет уменьшающегося шага шнека, после продавливания массы через матрицу вращающимися ножами отсекаются куски заданного размера.
5. Технология получения зерновых взорванных зерен
Воздушные (взорванные) зерна. Их получают путем взрывания в специальных аппаратах — «пушках». В качестве сырья могут быть использованы как цельные зерна, так и предварительно сформованные гранулы.
Технологическая схема производства взорванных зерен злаковых культур представлена на рис. 3.1.
Очистка. Поступившие в цех зерно или крупу очищают от посторонних примесей на зерновом сепараторе. Для зерна и круп отдельных видов применяют сита с различным диаметром отверстий. Качество просеивания зерна и круп оказывает существенное влияние на дальнейшие технологические операции и на качество готового продукта, в частности на внешний вид.
Калибрование. Это выравнивание продукта путем отбора зерен по размерам, превышающим стандартные. Данная операция улучшает технологические свойства сырья, повышает качество готовой продукции и позволяет избежать потери сырья.
В этих целях используют сита с диаметрами отверстий, указанными в табл. 3.2.
Кондиционирование. Очищенное сырье подают в шнек для кондиционирования и затем направляют в промежуточные бункера, где хранят до дальнейшей переработки. Для получения взорванных зерен нормального качества термическую обработку необходимо проводить при определенной влажности.
При взрывании крупы или зерна с недостаточной влажностью резко возрастает процент невзорвавшихся зерен. Если используется крупа с повышенной влажностью, наблюдается сильное комкование материала после взрыва.
Целью кондиционирования является создание оптимальной влажности, при которой можно получить наибольший выход взорвавшихся зерен. Для кукурузной крупы влажность должна быть 13%, рисовой — 12... 13,5, пшеничной — 14... 15,5%.
Термическая обработка в «пушке». Сырье из бункеров подают в объемные дозаторы и из них в аппараты для термической обработки — «пушки». В цилиндр загружают 7 кг крупы и плотно закрывают крышку, запирая ее специальным затвором. Затем цилиндр устанавливают с помощью фиксатора в горизонтальном положении горловиной вверх, зажигают газовые горелки и включают электродвигатель. При нагреве цилиндра до температуры 220...240°С сырье в нем начинает испарять влагу; воздух, находящийся в цилиндре, расширяется, и давление вследствие этого поднимается до 1... 1,2 МПа.
Достигнув заданного давления, прекращают подачу газа; продолжительность цикла 12... 15 мин.
По окончании цикла цилиндр освобождают от фиксатора и опускают горловиной вниз под утлом 58° к горизонтальной оси. При этом защелка затвора и крышка открываются и крупа из цилиндра давлением выбрасывается в приемный бункер.
Сущность данного технологического процесса заключается в том, что при повышении давления в «пушке» создается высокое давление и в воздушных прослойках внутри зерен. Ткани зерна в результате нагревания размягчаются. Когда давление достигает требуемого уровня, крышка цилиндрической камеры автоматически открывается, давление в камере мгновенно падает, но в зерне высокое давление сохраняется. В силу создавшейся разницы давлений внутри зерна и в окружающей среде воздух, находящийся под высоким давлением в порах зерна, взрывает его. Зерно увеличивается в 4... 6 раз, приобретая мягкую, ватообразную структуру. При обработке в камере продукт проходит глубокую тепловую обработку, после которой он готов к употреблению.