Экспериментальное исследование процесса экструдирования древесных опилок в модели фильеры

0

Кафедра машин и аппаратов химических и пищевых производств

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Экспериментальное исследование процесса экструдирования древесных опилок в модели фильеры

Пояснительная записка

Аннотация

В данной дипломной работе проведено исследование процесса получения топливных гранул из древесных опилок экструдированием на шнековом пресс-экструдере, которые можно использовать в качестве экологически чистого топлива.

В связи с этим в дипломной работе был проведен обзор современных конструкций шнековых пресс-экструдеров, выпускаемых как зарубежными, так и российскими производителями. Рассмотрены современные теоретические и экспериментальные исследования процесса прессования различных материалов.

Для проведения исследований по экструдированию было установлено, что перспективно использование математического аппарата теории пластичности, в том числе деформационной теории пластичности для области интенсивной объемной деформации. Для параметрического синтеза системы следует использовать методологию математического моделирования.

Представлены данные экспериментальных исследований в виде графиков и таблиц.

Реализация результатов работы предполагает создание методики проектирования грануляторов древесных опилок, модернизацию гранулятора. Оптимизацию режимов сушки, кондиционирования полуфабриката и охлаждения готовых гранул. Разработку на основе проведенных исследований технологической линии, рассчитанной на переработку до 500 м³ древесных отходов в год.

Пояснительная записка содержит 95 страниц, в том числе 54 рисунка и 24 таблицы, 84 источника. Графическая часть выполнена на 7 листах формата А1.

Annotation

Pressing process has the big economic value and is applied in various industries. Most widely used car for pressing is shnekovy a press-ekstruder, allowing to receive various materials, including the fuel granules used as biologically pure fuel. In this connection in the thesis the review of modern designs shnekovy a press-ekstruderov, let out both foreign, and the Russian manufacturers has been spent. Are considered modern theoretical and pressing experimental researches. According to the spent researches of various modes of humidity of process of a granulation of wood sawdust, the help data is obtained. The analysis of the data is presented in the form of graphic dependences.
For carrying out of researches on a granulation use of mathematical apparatus of the theory of plasticity, including the deformation theory of plasticity for area of intensive volume deformation is perspective. For parametrical synthesis of system it is necessary to use methodology of mathematical modeling.

Realization of results of work assumes creation of a technique of designing granylation wood sawdust, modernization Optimization of modes of drying, air-conditioning of a semifinished product and cooling of ready granules. Working out on the basis of the spent researches of the technological line calculated for processing to 500 м³ of wood waste in year as such quantity of a waste has to 95 % of the woodworking enterprises of Russia.

The explanatory note contains 95 pages, in that числе54 drawing and 24 tables, 84 sources. The graphic part is executed on 7 sheets of format А1.

Содержание

Введение……………………………………………………………….…..6

1 Исторические сведения о машинах для прессования………………...7

2Современные машины для прессования грубодисперсных материалов…………………………………………………………………….....10

3 Машины, выпускаемые современной промышленностью………….21

3.1 Экструдеры, выпускаемые для полимерной промышленности....21

3.2 Экструдеры, выпускаемые для пищевой промышленности….…..32

3.3Экструдеры, выпускаемые промышленностью для создания топливных брикетов……………………………………………………………..44

4 Современные теоретические и экспериментальные исследования прессования……………………………………………………………………....53

5 Экспериментальные исследования процесса гранулирования древесных опилок……………………………………………………………......77

6 Результаты экспериментов и их анализ……………………………...79

6.1 Обработка экспериментальных данных…………………………....82

6.2 Определение основных параметров гранулятора опилок…….......90

7 Заключение…………………………………………………………….91

Список использованных источников…………………………………..92

Введение

Выдавливание, или экструзия, вязких материалов известно как способ их обработки уже около 150 лет. Первоначально этот процесс применялся при изготовлении изделий из цветных металлов (в основном из свинца), некоторых пищевых продуктов (макароны), строительных материалов (глина для кирпича, керамика), а также мыла. Для этой цели пользовались прессами поршневого типа, приводимыми в движение мускульной силой человека. В середине XIX в. в Англии и Германии произошел переход от ручного привода прессов к механическому или гидравлическому. В начале 70-х годов прессы с паровым обогревом и водяным охлаждением стали применяться и для переработки резины [1].

В настоящее время прессование широко применяется в различных отраслях промышленности для переработки разнообразных материалов - пищевых продуктов и кондитерских изделий, комбикормов, топливных брикетов, металлов, керамики, бетонов, полимеров и композиционных материалов. Достоинство прессования состоит в непрерывности процесса, обеспечивающего высокую производительность и решающего проблему массовости производства. Данная технология позволяет совмещать процессы перемешивания и продавливания через фильеры для придания материалам определенной формы [2]. В последнее время наиболее актуальной темой является прессование как способ получения топливных гранул. Гранулы из древесных опилок находят все большее применение в качестве возобновляемого вида топлива. Ежегодная мировая потребность в топливных гранулах оценена в 120 млн. тонн. Россия является одним из основных источников сырья. Построены заводы по производству топливных гранул единичной мощностью до 500 тыс. тонн в год.

Достоинства топливных гранул: не увеличивают содержания оксида углерода в атмосфере (Киотский протокол); не образуют экологически вредных веществ при сгорании; при влажности 6…8 % имеют высокую теплотворную способность, сопоставимую с традиционными видами топлива. Топливные гранулы, это облагороженный, доведённый до идеального, вид биотоплива. В европейских домах «топливо будущего» стало привычным делом, самым экологически чистым и дешёвым видом топлива. Использование прессов гранулирования опилок позволяет содержать лесопильное производство в чистоте, уменьшить количество отходов лесопильного производства, а кроме того, экономить электроэнергию, лесоресурсы, так как гранулированные опилки служат качественным, экологичным топливом.

1 Исторические сведения о машинах для прессования

Старейшим техническим документом, относящимся к шнековому прессу, является чертеж 1873 г. (из архива немецкой фирмы «Феникс»), на котором изображен «винт для шланговой машины»[1].

Рисунок 1.1 – Старейший технический документ, относящийся к шнековому прессу 1873 г

Первый патент на шнековый пресс был получен, насколько известно, английской фирмой М. Грей в 1879 г. Почти одновременно в Англии были построены шнековые прессы фирмой Шоу и Иддон, а в США фирмой Роял. Кроме природных полимеров — резины и гуттаперчи — переработке на прессах подвергалась и искусственная термопластичная масса — нитроцеллюлоза, правда, только при комнатной температуре и с добавкой растворителя. Перед началом первой мировой войны в производство вошел галалит, из которого изготавливались стержневые полуфабрикаты для производства пуговиц и хозяйственные предметы. На рисунке 1.2 показан разрез шнекового пресса для галалита, на котором видны шнек с убывающим шагом, фильтрующая решетка между шнеком и инструментом, охлаждаемый и обогреваемый участки цилиндра пресса, т. е. элементы, не устаревшие и поныне.[2]

Рисунок 1.2 – Шнековый пресс для резины, сконструированный фирмой Шоу и Иддон (1879 г.)

В начале XIX века всеобщее распространение в производствах масел получили так называемые ситчатые («цедильные») шнек-прессы. Следует упомянуть о первом шнек- прессе для отжима масел из семян, который был изготовлен в 1900 г. американской фирмой «V. D. Anderson Со».

Рисунок 1.3 – Ситчатый кожух из планок для отжимных шнек-прессов

Эта машина служила для переработки копры, земляных орехов (арахиса), льняных, кунжутовых и хлопковых семян [3].

Темпы развития перерабатывающих машин не всегда совпадали с ростом производства материалов, которое расширялось год от года.К концуXIX столетия были упорядочены и систематизированы опыт и знания в области шнековых прессов, а также проведены многие теоретические исследования, дополнившие и подкрепившие практику. Проведенная подготовительная работа явилась основой дальнейшего развития шнековых прессов со вспомогательными устройствами и превращения их в универсальный и рациональный агрегат современной промышленности [1].

В настоящее время прессование широко применяется в различных отраслях промышленности для переработки разнообразных материалов - пищевых продуктов и кондитерских изделий, комбикормов, топливных брикетов, металлов, керамики, бетонов, полимеров и композиционных материалов. Достоинство прессования состоит в непрерывности процесса, обеспечивающего высокую производительность и решающего проблему массовости производства. Данная технология позволяет совмещать процессы перемешивания и продавливания через фильеры для придания материалам определенной формы[4].

Прессование (от лат. presso - давлю, жму), процесс обработки давлением разных материалов с целью уплотнения, изменения формы,отделения жидкой фазы от твёрдой, изменения механических и других свойств материала. Осуществляется прессование обычно при помощи прессов высокого давления [5].

Различают изостатическое прессование (порошкообразных материа-лов в замкнутом объёме жидкостью под высоким давлением), газостатическое прессование (порошкообразных материалов газом под высоким давлением при высоких температурах), гидростатическое прессование (металлических материалов жидкостью под высоким давлением для изменения их формы; аналогично прессованию металлов), импульсное прессование(взрывом, магнитоимпульсной обработ-кой, высоковольтным разрядом в жидкости) и другие виды прессования[5].

Типы прессования

изостатическое прессование

гидростатическое прессование

газостатическое прессование

импульсное прессование

прессование порошкообраз-ных материалов в замкнутом объеме жидкостью под высоким давлением

прессование порошкообразных материалов газом под высоким давлением при высоких температурах

прессование металлических материалов жидкостью под высоким давлением для изменения их формы

прессование взрывом, магнитоимпульс-ной обработкой, высоковольтным разрядом в жидкости

Рисунок1.4 – Типы прессования

2 Современные машины для прессования грубодисперсных материалов

В настоящее время существует большое количество машин для прессования, и все они отличаются как областью применения, так и конструктивными признаками.

Прессование по отраслям промышленности

Металлургия

Химическая промышлен-ность

Пищевая промышлен-ность

АПК

Лесная промышлен-ность

Рисунок2.1 – Прессование в отраслях промышленности

Прессование металлов, способ обработки давлением, заключающийся в выдавливании (экструдировании) металла из замкнутой полости (контейнера) через отверстие матрицы, форма и размеры которого определяют сечение прессуемого профиля. При прессование металлов создаётся высокое гидростатическое давление, вследствие чего значительно повышается пластичность металла. Прессованием можно обрабатывать многие хрупкие материалы, неподдающиеся обработке другими способами (прокаткой, ковкой, волочением). Широко используют прессование для производства прутков, труб, различных профилей из алюминиевых, медных, никелевых сплавов. В сравнении с прокаткой прессование обеспечивает быстрый переход от одного размера и формы изделий к другим, возможность получения сплошных и полых профилей самых сложных очертаний [6].

Прессование металлов осуществляют на горизонтальных гидравлических прессах; реже, в основном при прессовании труб и гидроэкструзии, используют вертикальные гидравлические прессы(состоит из двух сообщающихся гидравлических цилиндров (с поршнями) разного диаметра, цилиндр заполняется гидравлической жидкостью водой, маслом или другой подходящей жидкостью). В некоторых случаях для холодного прессования труб из легкодеформируемых металлов используют прессы с механическим приводом. Так же применяют механические кривошипные прессы (устройство с кривошипно-ползунным механизмом, предназначенное для штамповки различных деталей под давлением); балансирные прессы, листоштамповочные прессы, кривошипные горячештамповочные прессы, машины для литья под давлением, шнековые прессы и т.д.

1 –механизм управления, 2 – стол, 3 – ползун с шатуном, 4 – тормоз,

5 –муфты включения, 6 – система смазки, 7 – привод, 8 – станина

Рисунок 2.2 – Механический кривошипный пресс

А — камера для заряжения, которая может по удалении поршня повертываться на цапфах DD; C — матрица с круглым отверстием;

В — пустотелый поршень.

Рисунок 2.3- Гидравлический пресс (горизонтальный разрез)

Производство топливных брикетов. В основе технологии производства топливных брикетов лежит процесс прессования шнеком отходов (шелухи подсолнечника, гречихи и т. п.) и мелко измельченных отходов древесины (опилок)под высоким давлением при нагревании от 250 до 350 С°. Опилки являются отходами деревообрабатывающей промышленности, однако они нашли широкое применение в качестве топлива, для изготовления прессованных промышленных изделий, подстилки для животных (зачастую при смешивании с торфом или соломой), в качестве мульчирующего материала или как субстрат для мицелиев. Широкое распространение получило их использование в качестве дешевого древесного топлива в виде брикетов без применения связующих веществ [7].

Топливные брикеты, это облагороженный, доведённый до идеального, вид биотоплива. Такое топливо производится из чистых древесных опилок, соломы, шелухи подсолнечника и других отходов агрокультур, предварительно высушенных, спрессованных под большим давлением при высокой температуре, без добавления каких-либо химических связующих добавок. Склеивание происходит за счёт выделения лигнина, природного компонента, содержащегося в биомассе. После этого брикеты остужаются и упаковываются. Опилки содержат около 70 % углеводов (целлюлоза и гемицеллюлоза) и 27 % лигнина. Баланс химических веществ: 50 % углерод, 6 % водород, 44 % кислород и около 0,1 % азот. Использование прессов брикетирования опилок позволяет содержать лесопильное производство в чистоте, уменьшить количество отходов лесопильного производства, а кроме того, экономить электроэнергию, лесоресурсы, так как брикетированные опилки служат качественным, экологичным топливом [8].

Для прессования опилок применяют в основном такие машины как поршневой пресс, гидравлический ишнековый пресс, пресс-гранулятор, брикетпресс.

Рисунок 2.4 – Поршневой пресс

Поршневой пресс работает циклически – при каждом ходе поршня продавливают определенное количество материала через коническое сопло, на брикетах четко различимы соответствующие циклам слои, в приводе всегда применяется маховик, позволяющий выровнять нагрузку двигателя[9].

Рисунок 1.5 – Пресс шнековый

Шнековый пресс легче поршневого, поскольку отсутствуют массивные поршни и маховики. Продукция выходит непрерывно, поэтому ее можно разрезать на нужные куски. Плотность выше, чем у поршневых прессов. Шнековые прессы менее шумные, благодаря отсутствию ударных нагрузок [9].

Шнековый пресс состоит из: корпуса с нагревательными элементами; рабочего органа (шнека (винт Архимеда), диска, поршня), размещённого в корпусе; узла загрузки перерабатываемого материала; силового привода; системы задания и поддержания температурного режима, других контрольно-измерительных и регулирующих устройств [10].

.

1 – вертикальный подпрессовщик; 2 – валки пресса; 3 – привод.

Рисунок 2.6 – Брикетный пресс

Прессование торфа. Первоначально торф использовался исключительно в энергетических целях, как топливо. Это направление сохранилось и развивается до сих пор. Россия обладает от 40 до 60% мировых запасов торфа и имеет будущее для решения проблем местной энергетики. Торфяные пеллеты (гранулы) представляют собой прессованные цилиндры диаметром 6-14 мм и длиной 1-2 см, которые упаковываются как в Биг-Бэги (большие мешки весом 750-1500 кг.), так и мешки по 25, 10 и 5 кг. В таком виде гранулы удобно транспортировать и хранить – необходима площадь в 2 раза меньшая, чем при транспортировке и хранении дров. Торфяной брикет представляет собой довольно прочные куски одинаковой формы, которые получают из фрезерного торфа путем его первоначального измельчения и рассева, а затем сушки в специальных сушилках и прессования высушенной торфяной крошки в брикетировочных прессах. Полученный таким образом торфяной брикет имеет размер 150/70/60 мм.

При переработке торфа в торфяной брикет его теплотворная способность значительно повышается и приближается к уровню лучших сортов каменного угля, а поскольку производство происходит в непосредственной близости от залежей торфа, торфяной брикет является одним из самых дешевых и доступных видов топлива [11].

Торфяной брикет имеет устойчивый органический состав и содержит незначительное количество вредных примесей. Образующиеся при сгорании брикетов дымовые газы практически не содержат экологически вредных веществ, а торфяная зола аналогична древесной. Теплота сгорания торфяного брикета равна 5500-5700 кКал/кг и приближается к теплоте сгорания бурого угля [12].

Для прессования торфа так же применяют шнековые прессы, поршневые прессы.

В области АПК процесс прессования применяется, например, для прессования сена и соломы. Прессование сена позволяет максимально снизить потери при перевозке и укладке на хранение. Объём прессованного сена в 5-8 раз меньше рассыпного, в нём лучше сохраняются наиболее ценные части растений (листья, соцветия), ароматичность, цвет и витамины (каротин). Прессованное сено менее гигроскопично, поэтому меньше подвергается порче от атмосферных осадков, чем рассыпное. Прессовать сено можно с влажностью до 25% [13].

Прессование является одним из эффективных методов подготовки кормов к скармливанию, способствует улучшению поедаемости кормов, переваримости и использованию питательных веществ рационов. Применение прессованных кормов ведет к увеличению продуктивности животных и качества получаемой от них продукции, снижению затрат кормов. Экономия значительно повышается, если перед прессованием в зерно добавлять лузгу, мучку от переработки зерна в крупу, измельчённые солому и сено. [14].

В последние годы во многих странах солома используется не только в сельском хозяйстве, но и является перспективным материалом для некоторых отраслей промышленности, в таких, как целлюлозно-бумажной, строительной, в плодородном субстрате для выращивания грибов. Солома обладает значительным энергетическим потенциалом -14,3 МДж на 1 кг сухой массы (энергетический потенциал мазута 42,7 МДж/кг; природного газа – 31,7МДж/кг). При урожайности соломы 30 ц/га ее энергетический потенциал с 1 га, равен потенциалу 1 т мазута. Солому, с учетом цен на нефть и газ, экономически выгодно использовать в качестве топлива. Несмотря на большой энергетический потенциал, заложенный в соломе, и втрое меньшие затраты на получение 1Кв/ч энергии по сравнению с котельным топливом существуют определенные трудности ее использования. А именно, сложность погрузки, транспортировки, хранения и сжигания в топках, в связи с низкой объемной массой (50 ц. соломы в непрессованном виде занимают объем до 200 м³)[13].

Для прессования сена и соломы применяют в основном шнековые и поршневые прессы.

В пищевой промышленности метод экструзии применяется намного шире. Прессование используют для получения таких продуктов как макароны. Макаронные изделия универсальный и широко распространенный продукт питания. Производство макаронных изделий осуществляется на макаронных прессах, сочетающих два процесса: смешивание и прессование, в результате которых происходит формирование структуры макаронных изделий, в большой степени обеспечивающей качество получаемого продукта. Так же прессование применяют при производстве кукурузных палочек, хлебцев и соломки, хлопьев, сухих завтраков, сухариков, соевого текстурата и многого другого. Все эти продукты производятся на шнековых прессах (или пресс-экструдерах). В пищевой промышленности нашли применение два типа прессов - одношнековые и двухшнековые, которые имеют различные технические особенности и специфические рабочие параметры режимов переработки сырья. Одношнековые предназначены для переработки крахмалсодержащего сырья, а также растительного сырья, содержащего белки, и имеют как достодостоинства, так и недостатки. Они проще в изготовлении, относительно дешевы, возможно восстановление изношенного рабочего органа, но при этом плохо смешивается обрабатываемый продукт, отсутствуют принудительное транспортирование и самоочистка, а также затруднен переход с одного сырья на другое. На двухшнековых экструдерах можно перерабатывать большой ассортимент сырья - от муки до целого зерна - и при этом значительно снижаются затраты на подготовку исходного сырья, исключается необходимость в подсушивании продукта [15].

Таблица 2.1 – Машины, применяемые в различных отраслях промышленности

Промышленность	Получаемый продукт	Применяемое оборудование
Металлургия	прутки, трубы, профили, листы	гидравлические прессы, механические прессы, балансирные прессы, шнековые прессы, прессы для ударной экструзии
Химическая промышленность	пластифицированный ПВХ, пигменты для пластмасс «выпускные формы»	экструдеры с планетар-ными рабочими органа-ми*
Химическая промышленность	пластиковые трубы, профили, гранулы, листы, пленки	прессы одношнековые, двухшнековые
Пищевая промышленность	карбамидный концентрат, взорванное зерно, крупы, макароны, сухие завтраки, кукурузные палочки, хлопья, соломка и т.д.	прессы одношнековые, двухшнековые
Лесная промышленность	топливные брикеты	шнековые прессы, пресс-гранулятор, поршневые прессы, брикетпрессы
АПК	комбикорма, прессованное сено, прессованная солома	шнековые и поршневые прессы

* червячная система состоит из одного центрального червяка и еще, как правило, 6 дополнительных шнеков, расположенного вокруг основного на одинаковом радиальном расстоянии. Эти шнеки называют планетарными, отсюда и название экструдера.)

Таким образом, мы видим, что в рассмотренных нами отраслях наиболее широкое применение нашли шнековые прессы (или в дальнейшем мы будем называть их пресс-экструдеры), так как эти машины являются наиболее универсальными

За последние десятилетия были запатентованы, воплощены и испытаны бесчисленные варианты компоновки экструдеров. Созданы и применяются на практике шнеки цилиндрические и конические, компрессионные и декомпрессионные, барьерные и термосбалансированные. Активно применяются многошнековые схемы, различные смешивающие элементы, разнообразные устройства подачи и плавления материала. Проводились исследования с использованием экструдеров, снабженных прозрачными окнами, многочисленными датчиками давления по ходу движения расплава. Испытаны перемещаемые вдоль оси шнеки и переменная геометрия каналов. Продолжают предприниматься попытки отказа от шнека, как универсального устройства, комбинирующего три основные функции пресса. Для этого используются различные сочетания шестерённых насосов, нагревателей, подвижных и неподвижных смесителей. Однако винт Архимеда, хотя и претерпел ряд метаморфоз, всё же остался основным элементом абсолютного большинства машин для переработки различных материалов[16].

Экстру́зия (от позднелат. extrusio - выталкивание) технология получе-ния изделий путем продавливания расплава материала через формующее отверстие. Обычно используется в производстве полимерных (резиновых смесей, пластмасс, крахмалсодержащих и белоксодержащих смесей),ферритовых изделий (сердечники), а также в пищевой промышленности(макароны, лапша и тп.), путем продавливания расплава материала через формующее отверстие экструдера[17].

Экструзия и литье под давлением являются на сегодняшний день основными способами изготовления полимерных изделий. Экструзия полимеров производится на экструзионной линии, главным составляющим которой является экструдер, чаще всего – шнековый (червячный) [18].

Шнековый экструдер представляет собой стальной цилиндр с нагревателями, внутри которого вращается винтовой шнек. Через бункер путем принудительной подачи в экструдер загружается полимерное сырье в виде гранул, порошка или лент. Перед началом экструзии сырье должно быть тщательно просушено для улучшения сыпучих свойств. Для предотвращения спекания сырья в зоне загрузки в цилиндре предусмотрены полости для водяного охлаждения. Загруженное сырье захватывается витками шнека, перемещается вдоль цилиндра и попадает в зону нагрева, где расплавляется, пластифицируется и, перемещаясь, гомогенизируется. Затем однородная расплавленная смесь проходит сквозь чистящие сетки и продавливается сквозь экструзионную головку, образуя заданный профиль. Выходящая из экструдера часть изделия подвергается калибровке, охлаждению, маркировке, обрезке или намотке и другим необходимым операциям, обеспечиваемым технологическим оборудованием, входящим в состав экструзионной линии. Процесс экструзии происходит в непрерывном режиме, который обеспечивается принудительными дозаторами непрерывного действия[19].

Существуют следующие типы экструдеров:

Червячные экструдеры, которые, в свою очередь, можно разделить на одношнековые, двухшнековые и многошнековые. Одношнековый (одночервячный) экструдер без зоны дегазации является наиболее простым оборудованием для экструзии. Такие экструдеры широко применяются для производства пленок, листов, труб, профилей, в качестве одной из составных частей линий-грануляторов и т.д.
Двухшнековые экструдеры применяются как в тех же случаях, что и одношнековые, так и в специальных условиях, когда одношнековые экструдеры не справляются с задачами. Обычно, двухшнековые экструдеры используются для экструзии ПВХ (поливинилхлорида) в изделия строительного назначения. Как правило, двушнековые экструдеры в обязательном порядке оснащаются устройством дегазации. Двухшнековые экструдеры различают двух основных типов:

- экструдеры со шнеками, находящимися в зацеплении (с однонаправленным или противоположно направленным вращением шнеков);

- экструдеры со шнеками, не находящимися в зацеплении (с однонаправленным или противоположно направленным вращением шнеков).

Многошнековые экструдеры применяются сравнительно редко. Они бывают двух типов:

- четырехшнековый экструдер

- также планетарный экструдер (червячная система последнего состоит из одного центрального червяка и еще, как правило, 6 дополнительных шнеков, расположенного вокруг основного на одинаковом радиальном расстоянии. Эти шнеки называют планетарными, отсюда и название экструдера).

Дисковые экструдеры - довольно редкий тип экструзионных машин. Работа такого экструдера основана на перемещении полимерного материала и создании давления за счет адгезии полимера к подвижным частям экструдера. Такие экструдеры могут быть [20]:

- однодисковыми

- многодисковыми

Экструдеры

ПО ТИПУ ОСНОВОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА

Шестеренчатые

Валковые

Дисковые

С кольцевой матрицей

Поршневые

Шнековые

ПО КОЛИЧЕСТВУ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

Одношнековые

Многшнековые

Двухшнековые

ПО ПАРАМЕТРАМ РАБОЧЕГО ОРГАНА ШНЕКА

Угол подъема винтового канала

Одно и

многозаходные

Величина шага винтового канала

Цилиндрический или конический шнек

С переменным или постоянным шагом

ПО ФОРМЕ ВЫХОДНОГО СЕЧЕНИЯ

Группа отверстий

Круглое единое отверстие

Кольцевое отверстие

Нецилиндрическое отверстие

Рисунок 2.7 – Классификация пресс-экструдеров

3 Машины, выпускаемые современной промышленностью

3.1 Экструдеры, выпускаемые для полимерной промышленности

В настоящее время экструдеры являются наиболее перспективными устройствами. Экструзионные технологии позволяют совместить и проводить быстро, непрерывно и практически одновременно в одной машине (экструдере) ряд операций. В наиболее экономически развитых государствах экструзионные технологии являются одним из приоритетных направлений развития химической и пищевой промышленностей.

Нами был проведен анализ рынка производителей экструзионной техники, предназначенной для пищевой и химической промышленности, для данного анализа было просмотрено и изучено более 400 сайтов. На рынке представлены как страны Европы, так и Азии.

Из рассмотренных компаний производящих экструдеры для химической промышленности (рисунок 3.1.1) получены следующие данные: на первом месте по производству экструдеров Китай – 18,6 %, на втором месте Италия - 17 % и на третьем месте Германия – 12 %. В число прочих вошли: Украина – 2,2 %; Швейцария, Корейская республика – по 1,6 %; Канада, Франция, Индия, Нидерланды, Испания – по 1,1 % и Польша, Словения, Словакия, Таиланд, Португалия, Болгария – по 0,6 %. На долю России приходится 9 % производства, она занимает пятое место по производству экструдеров для химической промышленности.

Наиболее известными фирмами, поставляющими экструдеры в Россию являются: AmericanMaplanCorporation, BattenfeldGmbH, BAUSANO&FIGLIS.P.A., Berstorff GmbH, COSTRUZIONE MECCANICHE LUIGIBANDERA SpA, ENTEK Manufacturing, Inc., ENTEX Rust & Mitschke GmbH, ERMAFA Kunststofftechnik Chemnitz GmbH, Gamma Meccanica SpA , KUHNE GmbH., Ferromatik Milacron Mashinenbau Gmbh, Hans Weber Maschinenfabrik, Macchi, и другие [21]-[27]

В России экструдеры производятся такими фирмами как: Тригла, ЗПИ, Златоустовский машиностроительный завод ФГУП ПО, КЗТМ, Костромской завод полимерного машиностроения имени Л.Б.Красина ЗАО, КСД – Экструдер, ООО, Маяк-93 НПП, ЗАО, Алеко и другие [21, 22, 27-31].

Таким образом, из анализа видно что, большое количество оборудования для химической промышленности поставляется в Россию в основном из-за границы. Из рассмотренных компаний, работающих в сфере химической промышленности только 15 % сами разрабатывают и производят экструдеры, используя собственные технологии производства полимерных материалов.

Анализ технических характеристик производимых экструдеров, предназначенных для химической промышленности, приведен в таблице 3.1.1. Из таблицы видно, что Китай как крупнейший производитель выпускает экструдеры с производительностью от 400 до 750 кг/ч и установленной мощностью от 160 до 240 кВт, что характерно для крупных предприятий. Экструдеры с производительностью менее 400 кг/ч представлены на рынке в основном странами Западной Европы. Необходимо отметить, что предпочтение отдается одношнековым экструдерам. У экструдеров, производимых российскими компаниями нет информации о системе охлаждения. В основном все современные экструдеры имеют наличие управления компьютером.

Рисунок 3.1.1 – Фирмы, производящие экструдеры для химической промышленности

Таблица 3.1.1 – Экструдеры для химической промышленности

Марка экструдера (страна производи-тель)	Количество шнеков			Наличие управле-ниякомпью-тером	Система охлаждения			Производительность, кг/ч			Мощность двигателя, кВт			Диа-метр шнека L/D, мм
Марка экструдера (страна производи-тель)	Одно-шнековые	Двух-шнековые коничес-кие	Двух-шнековые параллель-ные	Наличие управле-ниякомпью-тером	Мас-лом	Вод-ное	Охлаж-дение вентиля-тором	400-750 кг/ч	Более 750 кг/ч	Менее 400 кг/ч	160-240 кВт	До 100 кВт	Более 300 кВт	Диа-метр шнека L/D, мм
SJSZ92/188 (Китай)	-	+	-	+	+	-	-	+	-	-	+	-	-	92/188
XQ SJ-165 (Китай)	+	-	-	+	-	+	+	-	+	-	-	-	+	32-34
XQ SJ-95 (Китай)	-	-	+	+	-	-	-	-	+	-	+	-	-	28-48
SJ-165 (Китай)	+	-	-	+	-	-	-	+	-	-	+	-	-	35
ES 60 N (Германия)	+	-	-	+	-	-	+		-	+	-	+	-	25
FSJSZ-92/188 (Китай)	-	+	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	92/188
Weber DS 15.22 (Германия)	-	-	+	+	-	-	+	-	+	-	+	-	-	22
ЭПК 75x30 (Россия)	+	-	-	+	-	-	-	-	-	+	-	+	-	75
BWE-170 (Великобри-тания)	+	-	-	+	-	-	+	+	-	-	-	-	+	35

Продолжение таблицы 3.1.1

Марка экструдера (страна производи-тель)	Количество шнеков			Наличие управле-ниякомпью-тером	Система охлаждения			Производительность, кг/ч			Мощность двигателя, кВт			Диа-метр шнека L/D, мм
Марка экструдера (страна производи-тель)	Одно-шнековые	Двух-шнековые коничес-кие	Двух-шнековые параллель-ные	Наличие управле-ниякомпью-тером	Мас-лом	Вод-ное	Охлаж-дение вентиля-тором	400-750 кг/ч	Более 750 кг/ч	Менее 400 кг/ч	160-240 кВт	До 100 кВт	Более 300 кВт	Диа-метр шнека L/D, мм
Мах (Италия)	-	+	-	+	-	-	-	-	-	+	-	-	-	28
QT-130S (Тайвань)	-	-	+	+	-	-	-	-	+	-	+	-	-	34
E-MAX (США)	-	+	-	+	-	-	-	-	+	-	-	-	-
НЕ – 80 (Тайвань)	-	-	+	+	-	-	-	-	-	+	-	+	-	28
AdvantageSeries (США)	-	-	-	+	-	+	+	-	-	-	-	-	-	50:1
ЭКМ 150Х30 (Россия)	+	-	-	+	-	+	-	+	-	-	+	-	-	30
EMS-120 (Тайвань)	+	-	-	+	-	-	-	-	+	-	+	-	-	28
PSM92A (Тайвань)	-	-	+	+	-	+	-	-	+	-	-	-	+	40
NE 12 (Германия)	+	-	-	+	-	-	+	-	+	-	-	-	+	30
«-» - по данным показателям информация отсутствует

Экструдер, применяемый в химической промышленности имеет следующую конструкцию (рисунок 3.1.2):

Рисунок 3.1.2 – Экструдер, применяемый в химической промышленности

Рассмотрим экструдеры, производимые для полимерной промышленности наиболее известными компаниями.

«ЦиньдаоСиньцюань пластиковый машинострой» - Циндайоская компания по пластмассовому механизму ООО имени Синьцюань (Китайг.Цзяочжоу) производит одношнековые экструдеры серии XQ SJ с диаметром шнека от 30 до 165 мм, производительность от 8 до 100 кг/ч. Высокая жесткость, высокая частота, сверхнизкий шум. Строгая чистота управления температуры, сочетание охлаждения вентилятором с водоохлаждением. Шнек с канавной питательной гильзой имеет функцию повышения питания, поставляет обеспечение для высокоскоростного и высокопроизводительного выталкивания.

Рисунок 3.1.3 – Одношнековые экструдерысерии XQ SJ

SJSZ серия конических двухшнековых экструдеров подходит для всех типов порошковой экструзии ПВХ специального оборудования. Оснащен

различными пресс-формами и вспомогательным оборудованием, которые могут производить все виды пластиковых труб из ПВХ, профилей, плит,

листов, бары, и грануляции. Шнек с системой охлаждения масла. Ствол со специальной воздушной системой охлаждения. Система управляется компьютером. Различные формулировки в соответствии с потребностями пользователей, составление структуры, наиболее разумный шнек в целях достижения наилучшего качества пластика и материально-технического положения. Специально разработанная система охлаждения, точное регулирование температуры ± 1 ℃. Двухшнековые конические экструдеры серии SJSZ выпускаются с диаметром шнека от 45 до 188 мм[32].

Рисунок 3.1.4 – Экструдер с коническим двойным шнеком серии SJSZ

Экструдер с параллельным двойным шнеком серии ХQ SJ. Ствол и шнек применяет структуру “кирпичиков”, зацепление шнекового типа. Взаимозаменяемость, широкая приспособленность, эффект смешения, пластифицирование и выхлопные эффекты по техническому требованию клиента в зависимости от веществ. Ствол материалов, обработка материалов может быть выбрана на основе 38CrMoALA, азотистая обработка или использование сплава втулки, хорошая износостойкость. Применяется ствол нагреватель литой алюминий, и водоохлаждение. Машина постоянного тока, регулятор тиристора или английский 590 регулятор EUROTHERM; или регулятор трансформирования частоты машины переменного тока. Японский RKC или отечественный прибор управления температуры. Экструдеры с параллельным двойным шнеком серии ХQ SJ выпускаются с диаметром шнека от 57 до 92 мм и производительность от 100 до 1000 кг/ч [32].

Рисунок 3.1.5 – Экструдер с параллельным двойным шнеком

Компания ООО «ЦиньдаоСиньцюаньпластиковыймашинострой» с многолетним производственным опытом продолжает поглощать иностранные современные технологии, прислушиваться к мнению пользователей. На основе этого разработан ряд одношнековых экструдеров, используются различные структуры (отдельный тип, тип перемешивания, барьерного типа, шунтирующие типы и различные структуры), высокое исполнение шнека, выхлопных газов, применимые к ПП, ПЭ, HIPS, АБС, ПММА, ПК и другим экструдируемым материала. Экструдер одношнековый с выхлопным типом серии SJ выпускаются с диаметром шнека от 45 до 165 мм и производительность от 15 до 700 кг/ч [32].

Рисунок 3.1.6 – Экструдер одношнековый с выхлопным типом

AMUT (Италия, г. Novara) производит стандартную серию одношнековых экструдеров AMUT SpA, включающую базовые машины с диаметром шнека от 20 до 180 мм, и длиной шнека от 24D до 40D.

Одношнековые экструдеры нового поколения гарантируют выпуск большого объема изделий высокого качества, в том числе профилей, труб, пленки, плит, листов, гранул и прочих изделий [33].

Рисунок 3.1.7 – Одношнековый экструдер AMUTSpA

Компания «Amut» намерена внедрить новую серию двухшнековых экструдеров Мах.

Рисунок 3.1.8 – Двухшнековый экструдер Max

Двухшнековый экструдер ВА 76 Сетах с диаметром шнеков 76 мм и отношением длины к диаметру 28, вызвал исключительный интерес своими отличными характеристиками, максимальной производительностью до 300кг/час и эксплуатационной гибкостью, что позволяет сохранять качественные параметры профиля, в частности, цвет, яркость и ударопрочность, при невысокой производительности (120 кг/час) [33].

Hans Weber Maschinenfabrik GmbH (Германия, г. Bamberger) производит Одношнековые экструдеры WEBER ES / ES-SE / N. Одношнековые экструдеры WEBER ES характеризуются компактными размерами, невысокой стоимостью. Модификация ES-SE является упрощенной версией с базовыми функциями. Также существуют модификации с нарезной зоной, которые обозначаются дополнительно буквой N. Модели ES N предназначены для переработки полиэтилена и полипропилена, отличаются повышенной производительностью. Экструдеры WEBER ES / ES-SE обычно используются в экструзионной линии для производства небольших технических профилей из ПВХ, таких как короба, кабель-каналы, окантовочные профили или для производства небольших технических труб, трубочек, тубусов из полиолифинов и др. термопластов. В качестве сырья используется готовый гранулят [34].

Рисунок 3.1.9 - Одношнековый экструдер WEBER ES

Экструдеры моделей ES / ES-SE выпускаются с диаметром шнека от 20 до 60 мм и производительностью от 4 до 100 кг/ч.Одношнековые экструдеры с нарезным цилиндром WEBER NE предназначены для экструзии полипропилена (РР) или полиэтилена (РЕ). Они обладают более высоким давлением и производительностью по сравнению со стандартными одношнековыми экструдерами [34].

ООО «Полипром Кузнецк» (Россия г. Кузнецк) производит экструдеры для переработки полиэтилена, полипропилена, ПВХ-пластиката и других полимерных материалов. Экструдеры, предназначенные для работы в составе

трубных и плёночных линий, оснащаются барьерными шнеками, обеспечивающими наивысшее качество расплава и отличную производительность. Шнековые пары азотируются. Экструдеры ЭПК выпускаются с диаметром шнека от 36 до 75 мм и производительностью от 40 до 260 кг/ч [35].

Рисунок 3.1.10 – экструдер ЭПК 45x30

Экструдеры одношнековые, производимые ООО «Полипром Кузнецк», имеют оптимальную компоновку. Шнек вставляется непосредственно в выходной вал редуктора. Такая схема расположения элементов позволяет сократить размеры экструдера, что упрощает его транспортировку и обслуживание.Система тепловой автоматики включает в себя температурные зоны экструдера, а так же дополнительные зоны для управления нагревом головок или фильер. Экструдеры, предназначенные для работы в составе трубных и плёночных линий, оснащаются барьерными шнеками, обеспечивающими наивысшее качество расплава и отличную производительность. Принцип действия барьерного шнека состоит в разделении твердого материала и расплава в зоне плавления. На данном участке шнек имеет дополнительный виток, который не касается стенки цилиндра. Таким образом, образуются два канала шнека: вначале — небольшого объема для расплава и значительного — для гранул, а в конце наоборот: большой объем — для расплава и небольшой — для нерасплавленного полимера. Через барьерный виток расплав из канала с гранулами перетекает в канал с расплавом [35].

Американская фирма EntekExtruders (подразделение EntekManufacturingInc.) усовершенствовала линию двушнековых экструдеров,

вращающихся в одном направлении, для древесно-полимерных композитов. Машины поступили в продажу под торговой маркой E-MAX. При их разработке основной упор делался на достижении максимальной производительности (от 350 до 3350 кг в час) и обеспечении высокой степени перемешивания компонентов. Согласно пресс-службе компании, экструдеры выдерживают высокоабразивные материалы и условия производства [36].

Рисунок3.1.11 – Advanced Extruder Technologies (АЕТ) США

3.2 Экструдеры выпускаемые для пищевой промышленности.

Из рассмотренных компаний производящих экструдеры для пищевой промышленности (рисунок 3.2.1) получены следующие данные: на первом месте по производству экструдеров Китай – 28,10 %, на втором месте Германия – 14,6 % и на третьем месте Украина - 13,5 %. В число прочих вошли: Литва, Англия, Пакистан – 2,3 % и Дания, Чехия, Турция, Тунис, Филиппины, Шри-Ланка, Перу – по 1,1 %. На долю России приходится 10 % производства, она занимает четвертое место по производству экструдеров для пищевой промышленности.

Наиболее известными фирмами, поставляющими экструдеры в Россию являются: «ЧеркасыЭлеваторМаш», ООО «Тронка - Агротех», «Уманьферммаш» (Украина), «Insta – Pro», «Wenger» (США), «AmandusKahlGmbH», «F. H. SCHULEMUHLENBAU» (Германия) и другие [37]-[42].

Рисунок 3.2.1 – Фирмы, выпускающие экструдеры для пищевой промышленности

В России экструдеры для пищевой промышленности производятся такими фирмами как: ООО «Агропром», «Пензтекстильмаш», «Жаско», ООО «Продсельмаш», ООО «Апрель» и другие [37, 38, 43-45].

Анализ технических характеристик производимых экструдеров, предназначенных для пищевой промышленности, приведен в таблице 3.2.1. Из таблицы видно, что в основном преобладают экструдеры с производительностью от 100 до 250 кг/ч, что характерно для малых предприятий. Китай как крупнейший производитель выпускает экструдеры как для крупных, так и для малых предприятий, производительностью от 100 до 600 кг/ч и более. Большинство экструдеров, предназначенных для пищевой промышленности, не имеют компьютерного управления. Наличие управления компьютером присутствует только у германских и китайских производителей. В пищевой промышленности, так же как и в химической предпочтение отдается одношнековым экструдерам. Следует отметить, что для рассмотренных экструдеров также нет информации о системе охлаждения. В результате проведенного анализа видно, что в свете модернизации экономики, провозглашенной правительством и президентом России необходимо более активно продвигать на рынок отечественного производителя, выпускающего экструдеры разработанные на основе собственной технологии, так как данный сегмент рынка занят в основном иностранными фирмами, а в данной сфере существует много российских наработок, которые требуют внедрение в производство.

Таблица 3.2.1 – Экструдеры для пищевой промышленности

Марка экструдера (страна производитель)	Количество шнеков		Наличие управле-ниякомпью-тером	Производительность, кг/ч				Мощность, кВт				Диаметр основного шнека, мм
Марка экструдера (страна производитель)	Одно-шнек-овые	Двух-шнеко-вые	Наличие управле-ниякомпью-тером	100-250	500-600	1000-1500	Более 1500	15-30	40-55	75-95	Более95	Диаметр основного шнека, мм
Insta-Pro (США)	+	-	-	-	+	+	+	-	+	+	-	-
SBX Master (Англия)	-	+	-	-	-	-	+	-	-	-	-	-
ПЭ-КМЗ (Россия)	+	-	-	+	+	-	-	-	-	-	+	121, 123
ПЭ-1, 100, 150У, 300У (Россия)	+	-	-	+	+	-	-	+	+	-	-	121
ПЭ-1250, 1250У (Россия)	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	-
ЭЗ-150, 210М, 310М (Украина)	+	-	-	+	+	-	-	+	+	-	-	-
Е-1500 (Украина)	+	-	-	-	-	+	-	-	-	-	+	-
ЭТР (Россия)	+	-	-	+	+	-	-	+	+	-	-	-
Э1-4, Э1-4.1 (Россия)	+	-	-	-	+	+	-	-	+	+	-	-
УЭ-3 (Россия)	+	+	-	+	-	-	-	+	-	-	-	38, 60
Э2-1 (Россия)	-	+	-	+	-	-	-	+	-	-	-	50
ШТАК (Россия)	+	+	-	-	-	-	+	+	+	+	+	80, 180, 60, 88
ЭК-100/2 (Украина)	+	-	-	+	-	-	-	-	+	-	-	-

Продолжение таблицы 3.2.1

Марка экструдера (страна производитель)	Количество шнеков		Наличие управле-ниякомпью-тером		Производительность, кг/ч						Мощность, кВт				Диаметр основного шнека, мм
Марка экструдера (страна производитель)	Одно-шнек-овые	Двух-шнеко-вые	Наличие управле-ниякомпью-тером		100-250		500-600	1000-1500	Более 1500		15-30	40-55	75-95	Более95	Диаметр основного шнека, мм
SCHULE (Германия)	-	-	+	-		-		+	-	-		-	-	-	-
CF 85-II (Китай)	-	+	+	-		+		-	-	-		-	-	+	-
LT (Китай)	+	-	+	+		-		-	-	+		-	-	-	-
Zh (Китай)	+	+	+	+		+		-	-	+		-	+	-	-
LT65L (Китай)	+	-	+	+		-		-	-	-		+	-	-	-
Continua (Германия)	+	-	+	+		+		+	+	-		-	-	-	-
«-» - по данным показателям информация отсутствует

Экструдер, применяемый в пищевой промышленности имеет следующую конструкцию (рисунок 3.2.2)

1 — основание (рама); 2 — основной привод; 3 — бункер;4 — питающий шнек-дозатор; 5 — приемная камера;6 — нагнетающий шнек; 7— сборный корпус; 8 — матрица; 9 — привод питающего шнека; 10 — термометр;11 — электродвигатель постоянного тока; 12 — редуктор[46].

Рисунок 3.2.2 – Экструдер, применяемый в пищевой промышленности

Рассмотрим экструдеры, производимые для пищевой промышленности наиболее известными компаниями.

SHANDONGLIGHTM&ECO., LTD.(Китай) производит экструдер пищевой одношнековый. Данное экструзионное оборудование является идеальным для использования в пищевых производственных линиях и в технических линиях по производству корма. Благодаря надежной производительности и конкурентоспособной стоимости, наш экструдер пищевой одношнековый является популярным среди клиентов таких стран, как Малайзия, Индонезия, Пакистан и многие другие страны [47].

Таблица 3.2.2 – Параметры экструдера

Модель	LT100	LT80
Вместимость	100кг/ч	60-80кг/ч
Энергопотребление	32КВ	25КВ
Основной двигатель	30КВ	22КВ

Рисунок 3.2.3– Экструдер LT100

ООО «Агропром»(Россия, г. Самара) выпускает – пресс-экструдеры ПЭ-КМЗ-2, ПЭ-КМЗ-2М, ПЭ-КМЗ-2У.На сегодняшний день экструдеры КМЗ-2М и КМЗ-2У являются наиболее востребованными, потому что универсальность этого оборудования позволяет использовать его во многих областях и отраслях производства и переработки различных продуктов, среди них:

- производство амидоконцентратных добавок;

- производство экструдированных комбикормов для крупно- и мелко-рогатого скота;

- производство кормов для собак;

- производство сухого корма для пушных зверей;

- переработка зерновых и бобовых культур с охлаждением в струе воздуха (при помощи специальной установки);

- переработка ржи и сорговых культур;

- переработка сои;

- производство органо-минеральных удобрений;

- переработка биологических отходов методом экструдирования;

- и многое другое [48].

Рисунок 3.2.4 – Пресс-экструдер ПЭ-КМЗ

Передача вращения от основного вала привода сборному шнеку происходит с помощью шпонок. Сборный шнек закрыт корпусами, состоящими из двух половин каждый, и цельным корпусом. Последний присоединяется болтами к несущему корпусу пресса-экструдера. На внутренних поверхностях корпусов предусмотрены продольные пазы для перемещения смеси вдоль оси шнека. Для уменьшения износа корпусов в местах над греющими шайбами установлены сменные изнашиваемые кольца (три штуки).На выходном участке шнековой части расположен регулятор-гранулятор (в зависимости от комплектации может быть установлено обычное выходное устройство или маслоотделяющая приставка), состоящий из носового корпуса, регулировочного диска (матрицы) с рукояткой, приводного валика с отрезным ножом, прижимаемым к регулировочному диску пружиной. Вращение приводному валику с ножом передается через поводок и пальцы. Уплотнение по приводному валику торцевое, состоящее из сменных бронзовых деталей: втулки в носовом корпусе и кольца на приводном валике. Выход экструдата осуществляется по совмещенным отверстиям в носовом корпусе и регулировочном диске. Поворот регулировочного диска изменяет проходное сечение, тем самым регулируя температуру и давление. Регулировочный диск фиксируется в заданном положении болтом и прижимается к носовому корпусу диском. Термопара в корпусе служит для замера температуры в зоне прессования [48].

Таблица 3.2.3 - Технические характеристики пресс-экструдеров ПЭ-КМЗ

Показатель	Значение
Показатель	ПЭ-1	ПЭ-КМЗ-2	ПЭ-КМЗ-2М	ПЭ-КМЗ-2У
Производительность, при плотности исходного сырья 0,65 кг/л:
Карбамидного концентрата, кг/ч	не менее 500	не менее 500	не менее 650	не менее 650
Взорванного зерна из зерна, крупы и зерновых смесей (в зависимости от вида зерна и крупы, их влажности и требований к качеству продукта), кг/ч	250–330	250–330	250–330	250–450
Диапазон рабочих температур, ° С	110–135	110–135	110–135	110–135
Частота вращения основного шнека, об/мин	345	385	345	345–385
Частота вращения шнека дозатора, об/мин	100	120	100	100–120
Диаметр основного шнека, мм	121	121	121	123
Удельные затраты энергии на 1 кг продукта, кВт	0,11–0,28	0,085–0,22	0,085–0,22	0,085–0,22

Компания «Жаско» (Россия, г. Волгоград) производит экструдеры серии ПЭ. Экструдер ПЭ-100 предназначен для приготовления полноценных кормов путем экструдирования пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, гороха [49].

Рисунок 3.2.5 - Пресс-экструдер ПЭ-100

Таблица 3.2.4 – Технические характеристики пресс – экструдера ПЭ-100

Производительность, кг/час	100
Мощность электродвигателя, кВт	11,12
Температура процесса, °С	110-140

Пресс-экструдеры ПЭ-150, ПЭ-150У предназначены для приготовления полноценных кормов путем экструдирования: ПЭ-150 - пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, гороха. Может поставляться с комплектом для переработки сои [50].

Рисунок 3.2.6 – Пресс-экструдер ПЭ-150

Таблица 3.2.5 – Технические характеристики пресс-экструдера ПЭ-150

Производительность, кг/час	150
Мощность электродвигателя, кВт	18,62
Температура процесса, °С	100-140
Габаритные размеры, мм	928 x 665 x 1545
Масса, кг	390

Пресс-экструдеры ПЭ-300, ПЭ-300У Предназначены для приготовления полноценных кормов путем экструдирования:

ПЭ-300 - пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, гороха;

ПЭ-300У - пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, гороха и сои [51].

Рисунок 3.2.7 - Пресс-экструдеры ПЭ-300, ПЭ-300У

Таблица 3.2.6 – Технические характеристики ПЭ-300, ПЭ-300У

Производительность, кг/час	350
Мощность электродвигателя, кВт	37
Температура процесса, °С	115-190
Габаритные размеры, мм	1670х1550х1600
Масса, кг	520

Предприятие «ЧеркасыЭлеваторМаш» (г. Черкассы, Украина) выпускает экструдеры под торговой маркой “BRONTO”. Экструдеры BRONTO модели ЭЗ-150, ЭЗ-210М и ЭЗ-310М широко применяются в комбикормовой и пищевой промышленности. Предназначены для экструзионной обработки зерна пшеницы, ячменя, кукурузы, гороха, ржи, бобов и сои при получении высококачественных комбикормов для свиней и жвачных. В экструдере осуществляется выдавливание жгутов перерабатываемой массы через формирующие фильеры матрицы. За счет высокой температуры 110-160 ⁰С, давления 50 атм и сдвиговых усилий происходят структурно-механические и химические изменения. Также за счет резкого падения давления при выходе разогретой зерновой массы происходит “взрыв” (увеличение в объеме) продукта, что делает его более доступным для воздействия ферментов желудка животных, повышение усваиваемости до 90% [52].

Рисунок 3.2.8 – Экструдер Рисунок 3.2.9 – Экструдер

ЭЗ-150 ЭЗ-210М

Функции:

Плавная регулировка подачи зерна при помощи вибропитателя.
Цифровая индикация температуры в зоне гомогенизации.
Контроль нагрузки двигателя по индикатору “Ток нагрузки”.
Механизм отсекателя делит непрерывную струю экструдата на мерные батончики.
Извлечение металлических включений магнитоуловителем.
Подстройка температуры процесса и коэффициента взрыва зерна осевым перемещением фильеры [52].

Таблица 3.2.7 – Модельный ряд экструдеров ЭЗ

Модель	Перерабатываемое сырье
ЭЗ-150	кукуруза, бобовые, зерно
ЭЗ-210М	кукуруза, бобовые, зерно
ЭЗ-210М	соя
ЭЗ-210М	универсальный (кукуруза, бобовые, зерно, соя)
ЭЗ-310М	универсальный (кукуруза, бобовые, зерно, соя)

Таблица 3.2.8 - Технические характеристики экструдеров ЭЗ

Параметры	ЭЗ-150	ЭЗ-210М	ЭЗ-310М
Производительность, кг/ч	150	250	500
Мощность привода, кВт	19	37	55
Длина, мм	1700	2000	2000
Ширина, мм	705	1550	1550
Высота, мм	2000	1650	1650
Масса, кг	700	1000	1120

Компания "Insta-Pro, International®", (США) выпускает экструдеры для пищевой промышленности по переработке сои. Данной компанией выпускаются экструдеры марок: Insta-Pro 600, Insta-Pro 2000RC, Insta-Pro 2000/ 2094, Insta-Pro 2500 производительностью от 270 до 1600 кг/ч [53].

Рисунок 3.2.10 - Экструдер Insta-Pro модель 600

3.3 Экструдеры, выпускаемые промышленностью для создания топливных брикетов

Тема энергосбережения, как следствие, тема использования вторичного сырья, и, в частности производство топливных брикетов, очень актуальна сейчас. Это и понятно. Отходов от переработки леса много. Более рационально, когда опилки перерабатываются. Спрос на топливные брикеты из опилок в странах Европы постоянно высокий и нет предпосылок к насыщению.

Нами был проведен анализ рынка производителей экструзионной техники для получения топливных брикетов.

Из рассмотренных компаний производящих экструдеры для получения топливных брикетов (рисунок 3.3.1) получены следующие данные: на первом месте по производству экструдеров Китай – 29 %, на втором месте Россия – 21%, на третьем месте Германия – 15,3 % и Украина – 15,3 %. В число прочих вошли: Болгария, Латвия, Швеция, Таиланд – 1,3 %; Варшава, Эстония, Великобритания, Чехия – 0,6 %.

Рисунок 3.3.1 – Фирмы производящие экструдеры для получения топливных брикетов

Наиболее популярны на российском рынке экструдеры таких фирм как WEIMAGmbH, MuenchEdelstahiGmdH (Германия), ЧеркасыЭлеваторМаш (Украина), ЗАО «БиоСтарИнжиниринг», «Экобрик» (Беларусь) и некоторые другие[55], [56].

В России экструдеры для получения топливных брикетов производятся такими фирмами как: «Брикпресс», «Жаско», ООО «Биогран», АОЗТ «ПРОГРЕСС» и другие [57], [58].

Таким образом, из анализа видно, что в России развито производство экструдеров для создания топливных брикетов, а так же на достаточно высоком уровне находится сфера деятельности направленная на утилизацию отходов деревообрабатывающей промышленности, так как Россия богата лесными ресурсами.

Анализ технических характеристик производимых экструдеров, предназначенных для получения топливных брикетов приведен в таблице 3.3.1. Из таблицы видно, что на рынке преобладают экструдеры для производства топливных брикетов из древесных опилок. Исходная влажность сырья в основном от 4 до 7 %. Сырье с более высокой влажностью перерабатывает ограниченное количество стран: Китай, Украина, Италия, Болгария, Германия, Беларусь. Температура переработки лежит в интервале от 50 до 600⁰С, чаще всего перерабатывают при температуре 250-350⁰С. Выпускаемые экструдеры предназначены в основном для малых и средних предприятий, производительностью от 250 до 600 кг/ч и установленной мощностью 20-30 кВт.

Таблица 3.3.1 – Экструдеры для производства топливных брикетов

Марка экструдера (страна производитель)	Перера-ботка древес-ных опилок	Перера-ботка лузги подсол-нечника	Влажность, %		Температура обработки, ⁰С			Производительность, кг/ч				Мощность, кВт				Крупность частиц, мм
Марка экструдера (страна производитель)	Перера-ботка древес-ных опилок	Перера-ботка лузги подсол-нечника	4-7	8-12	50-200	250-350	400-600	100-200	250-350	400-600	Более1000	15-20	22-30	35-50	90 и более	1-3	4-7	8-10
ПБЭ – 180 (Россия)	+	+	+	-	-	+	-	+	-	-	-	+	-	-	-	-	-	+
УБО-2 (Россия)	+	+	+	-	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	+	-	-
ЕВ-350 (Украина)	+	+	-	+	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+
Э-2 (Украина)	+	+	+	-	-	-	+	+	-	-	-	+	-	-	-	-	+	-
SKJ (Китай)	+	-	-	-	+	-	-	+	+	+	-	+	-	-	-	-	+	-
ЭБО – 300 (500) (Украина)	+	-	+	-	-	+	-	-	-	+	-	-	+	-	-	-	-	+
GG140 * 140 (Китай)	+	-	-	-	-	-	+	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	-
AMSWM10(Китай)	+	-	-	+	-	-	-	+	+	+	-	+	+	-	-	-	+	-
ZBJ (Китай)	+	+	-	+	-	-	+	+	+	+	-	+	+	-	-	-	+	-
ТН (Германия)	+	-	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	-
ПТБ-1.00.00.00 (Беларусь)	+	+	-	+	+	+	-	-	-	+	-	-	-	-	-	+	-	-

Продолжение таблицы 3.3.1

Марка экструдера (страна производитель)	Перера-ботка древес-ных опилок	Перера-ботка лузги подсол-нечника	Влажность, %		Температура обработки, ⁰С			Производительность, кг/ч				Мощность, кВт				Крупность частиц, мм
Марка экструдера (страна производитель)	Перера-ботка древес-ных опилок	Перера-ботка лузги подсол-нечника	4-7	8-12	50-200	250-350	400-600	100-200	250-350	400-600	Более1000	15-20	22-30	35-50	90 и более	1-3	4-7	8-10
БМ-200 (Болгария)	+	+	-	+	-	-	+	-	-	+	-	-	+	-	-	+	-	-
ОГМ-1,5А (Литва)	+	+	-	-	-	+	-	-	-	-	+	-	-	-	+	-	-	+
RUF 1500 (Германия)	+	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+	-	-	-
CPM (США)	+	-	-	-	-	-	+	-	-	-	+	-	-	+	+	-	-	-
BRIO275 (Италия)	+	-	-	+	-	-	-	+	+	-	-	+	+	-	-	-	-	-
«-» - по данным показателям информация отсутствует

Экструдер, применяемый для производства топливных брикетов, имеет следующую конструкцию (рисунок 3.3.2):

1 – рама; 2 – электродвигатель привода; 3 – головка экструдера; 4 – нагревательные элементы; 5 – приемный бункер; 6 – шкаф управления; 7 – отделения для запасных частей и инструмента; 8 – подшипниковый узел; 9 – плита привода; 10 – загрузочный бункер; 11 –вибропитатель; 12 – рама вибропитателя [59].

Рисунок 3.3.2 – Экструдер для топливных брикетов

Рассмотрим некоторые экструдеры, предлагаемые компаниями производителями.

Предприятие «ЧеркасыЭлеваторМаш» (г. Черкассы, Украина) производит экструдеры марки ЕВ – 350. Основные цели применения экструдера ЕВ-350: экономически выгодная утилизация шелухи подсолнечника, гречихи, костры льна, опилок или других видов растительной биомассы производство топлива с теплотворностью на уровне энергетического угля .

Технологический процесс производства топливных брикетов:

- дозированная подача подготовленного сырья;

- перссование шнеком сырья (шелухи подсолнечника, гречихи, костры льна и мелко измельченных отходов древесины твердых и мягких пород (опилок)) под высоким давлением в рабочем органе экструдера;

- кратковременный нагрев сырья тенами, установленными на рабочем органе – от 250 до 350 ⁰С;

- выделение 2-3 % (от массы сырья) пара;

- выход дыма и пара через технологическое отверстие в сформированном брикете;

- выделение лигнина (природный полимер) под воздействием высоких температур и давления;

- спекание (оплавление) лигнина приводит к склеиванию поверхностного слоя топливного брикета;

- выход топливного брикета из рабочего органа и перемещение его в делитель брикетов;

- получение квадратного топливного брикета длиной 150 (300) мм.

Получаемые топливные брикеты не включают в себя никаких связующих веществ. Формирование брикета происходит за счет лигнина, содержащегося в клетках растительного сырья. Температура, присутствующая при прессовании, способствует оплавлению поверхности брикетов, которая благодаря этому становится более прочной, что немаловажно для транспортировки брикета [60].

Рисунок 3.3.3 – Экструдер для производства топливных брикетов из растительной биомассы ЕВ-350

Таблица 3.3.2 – Параметры перерабатываемых отходов и производительность экструдера ЕВ-350 по видам отходов

Параметр/ вид отходов	Древесные опилки	Шелуха подсолнечника
Влага ,%	До 8%	До 8%
Температура обработки °С	320 – 350	250 - 290
Размер частиц, мм	До10	2 – 8
Плотность, т/м³	0,2	0,12
Производительность, кг/ч	350 – 500	300 - 350

Компания «БРИКПРЕСС»(Россия, г. Краснодар) производит пресс экструдер ПБЭ – 180.Пресс брикетирующий - экструдер ПБЭ - 180 предназначен для изготовления топливных брикетов из отходов пищевой, лесной промышленности, т.е. лузги подсолнечника, шелухи гречки риса и др. злаковых культур, а также опила различных пород древесины.

Отличием данного пресса от других подобных является:

- малая энергозатратность;

- хорошая производительность;

- простота в обслуживании;

- мобильность при установки;

- надежность в работе и быстрое восстановление рабочего шнека.

ПБЭ - 180 эксплуатируется в помещении с t окружающей среды не ниже +5С, с установкой вентиляционно-дымоотсасывающего оборудования.
Принцип технологии производства топливных брикетов состоит в прессовании шнеком сырья под высоким давлением при нагревании от 200С до 350С. В получаемых брикетах евростондарта нет никаких связующих веществ, кроме одного натурального – лигнина. Под воздействием температуры поверхность брикета оплавляется, что способствует очень

длительному хранению и удобной транспортировки продукции. Данный экструдер изготавливает топливные брикеты в виде 6-гранного бруса с отверстием в центре диаметром 20 мм для отвода дыма, образующегося в процессе брикетирования. Брус выходит непрерывно, а затем обрезается на нужные размеры торцовой пилой.

По своему устройству экструдер прост и надежен в эксплуатации а также введу своей компактности и небольшому весу очень мобилен. При получении брикета образуется выделение дыма, который необходимо удалять посредством вентиляции [61].

Рисунок 3.3.4 – Пресс экструдер ПБЭ – 180

Основные технические данные:

- Потребляемая мощность (12-15) кВт/час;

- Габаритные размеры: высота -1200мм (без загрузочного бункера), ширина – 600мм, длина – 1100мм;

- Масса не более 400кг.

Комплектность:

- пресс экструдер -1 комплект;

- загрузочный бункер -1 шт;

- нагревательный элемент -1 шт;

-шнек -3 штуки;

- паспорт – 1.

Компания «Жаско» (Россия г. Волгоград) занимается производством «Установки брикетирования отходов УБО-2» (в дальнейшем «пресс»). Пресс предназначен для переработки древесной массы (опилки) и других растительных отходов (торф, лузга, шелуха и т.д.) в высококачественные топливные брикеты в виде непрерывного стержня шестигранной формы без связующих компонентов. Не все виды растительного сырья пригодны для получения высококачественного брикета. Пресс эксплуатируется автономно или в составе линии при наличии исходного продукта с крупностью частиц от 1,0мм до 5,0мм, влажностью 6-12% и обязательной системой регулируемой подачи сырья [62].

Рисунок 3.3.5 – Общий вид пресса УБО-2 и его составных частей

Таблица 3.3.3 – Технические характеристики УБО – 2

Производительность пресса, т/ч	0,6 ± 25% *
Главный привод:	электродвигатель 5А200L4 УЗ
- мощность, кВт	45
- частота вращения, об/мин	1500
Частота вращения шнека, об/мин	800
Частота вращения ворошителя, об/мин	700
Количество нагревательных элементов, шт.	3
Температура нагрева, °С	250-300
Форма брикета	правильный шестигранник
Ширина грани брикета, мм	35
Диаметр отверстия брикета, мм	18-20
Удельная плотность брикета, т/м3	1,1-1,3

4 Современные теоретические и экспериментальные исследования прессования

Гребенник Д. В. занимался исследованием гранулирования сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей. Исследования совместного влияния осевого давления P и влажности материала W на коэффициент внешнего трения материала f проводились при сжатии сброженного птичьего помета в стальном и фторопластовом каналах. Изучение коэффициента внешнего трения велось в интервалах осевых давлений 2,0-10,0 МПа и влажности материала 22…34 %. Были получены уравнения регрессии, отражающие зависимости коэффициента трения f от влажности материала W и осевого давления Р при сжатии материала в стальном и фторопластовом каналах:

электродвигатель; 2 – система управления электродвигателем; 3 – ре-дуктор; 4 – телескопическая передача; 5 – винтовая пара; 6 – тензометри-ческий датчик; 7 – шарик; 8 – пуансон; 9 – материал; 10 – блок питания усилителя; 11 – блок питания осциллографа; 12 – усилитель; 13 – осцилло-граф; 14 – ампервольтметр; 15 – датчик давления; 16 – цилиндр.

Рисунок 4.1 – Схема экспериментальной установки для измерения коэффициента трения и бокового распора материала

В результате теоретических и экспериментальных исследований обосновано, что в шнековых установках, предназначенных для получения качественных гранул наиболее приемлемой является сборная матрица, состоящая из двух частей: прессующей, изготовленной из стали длиной мм и релаксационной, изготовленной из фторопласта длиной мм.

Рисунок 4.2 – Сборная матрица

1 – корпус, 2 – стальная прессующая часть, 3 – фторопластовая релаксационная часть, 4 – втулка, 5 – крепежные болты.

, (4.1)

, (4.2)

где – коэффициент трения материала по стали;

- коэффициент трения материала по фторопласту;

Р – осевое давление;

W – влажность материала.

Из полученных данных следует, что коэффициент трения по стали в среднем в 3…4 раза превышает значение коэффициента трения по фторопласту [63].

Родина Л. Н. занималась изучением параметров шестеренчатого пресса плунжерного действия для гранулирования комбикормов. В работе установлено, что подача корма в зону сжатия зубчатыми колесами осуществляется за счет сил трения:

, (4.3)

, (4.4)

где А – межцентровое расстояние, м;

– радиус головки зуба колес, м;

- угол трения кормовой смеси о цилиндрическую поверхность головок зуба колес.

В – ширина колес, м;

- плотность (насыпная масса) кормовой смеси, кг/м³;

- угловая скорость вращения колес, с^-1;

m – модуль зуба, мм;

z – число зубьев колес;

- высота головки зуба;

, – площадь поперечного сечения впадин.

Энергоемкость процесса определяется частным от деления мощности на часовую производительность:

, (4.5)

где - мощность холостого хода пресса, Вт;

- мощность на преодоление сил трения, Вт;

- подача смеси, кг/с;

- коэффициент пропорциональности, учитывающий долю поверхности вершин зубьев.

– коэффициент трения;

– угол зацепления зубчатых колес, рад;

– характеристика сопротивляемости корма сжатия, МПа;

- толщина разовой сжатой порции корма перед проталкиванием ее в канал пресса, м;

- плотность кормовой смеси, кг/м³;

- высота брикета;

- остаточное боковое давление, МПа;

- периметр камеры прессования, м;

- относительная скорость движения гранулы вдоль камеры, м/с.

Энергоемкость процесса гранулирования комбикорма шестерным прессом плунжирного действия при коэффициенте высоты головки зуба 0,5 на прессующем колесе диаметром делительной окружности 240 мм, с углом зацепления 15⁰ при модуле 6 мм Э=6,74 кВт/ч, при модуле 8 мм Э=6,80 кВт/ч без учета затрат энергии на холостой ход.

Так как целью исследования было увеличение удельной производительности пресса, то направление исследований выбрано в пользу лопастного воздействия на корм. Рекомендации отражают предельные значения факторов, соответствующих максимально возможной разовой порции корма, впрессованного в канал за одно воздействие зуба. Например, головка зуба рекомендуется с максимальным значением коэффициента высоты вплоть до его заострения. Исследованием определили область использования шестеренных прессов с лопастным воздействием на корм: заготовка прессованных кормов с более выраженными пластинчатыми свойствами, чем упругими, а также с меньшим периодом релаксации напряжений. Следовательно, этот тип рабочего органа более подходит для условий влажного способа уплотнения кормов.

Получена более подробная функция производительности от большего числа факторов.

, (4.6)

, (4.7)

где П – периметр камеры прессования, м;

S – площадь канала, м²;

f – коэффициент трения;

- коэффициент бокового давления, учитывающий влияние остаточного бокового давления;

m – коэффициент уравнения, МПа;

n – коэффициент уравнения, с^-1;

t- время релаксации, с;

– толщина разовой впрессованной порции корма, м.

Обособление разовой порции корма начинается с момента образования замкнутого пространства, которое оценивается углом между точкой контакта зуба с впадиной и межцентровой линией. Наибольшему значению угла образования замкнутого пространства под зубом соответствуют диаметр делительной окружности 240 мм, модуль зуба 16 мм, угол зацепления 15⁰.

Ускоренный процесс сжатия корма соответствует меньшему значению угла зацепления 15⁰. Проталкивание корма в канал прессования наступает раньше. Угол ориентации канала прессования равен 16⁰ для коэффициента высоты головки зуба при , m=16.

Угол измеряется против направления вращения прессующего колеса. Наклон площадки головки зуба позволяет избежать пересечение каналов прессования на выходе при больших значениях угла ориентации их по нормали к поверхности головки зуба. Наклон площадки на головке зуба рекомендуется до 8⁰, чтобы избежать чрезмерного бокового перемещения корма верхней кромкой площадки.

Оптимизированным по максимуму производительности является коэффициент высоты головки зуба 0,5-0,6 при частоте вращения прессующих колес с модулем зуба 6 мм при диаметре делительной окружности 240 мм [64].

1 – электродвигатель; 2 – загрузочный бункер; 3 – рабочие зубчатые колеса; 4 – редуктор.

Рисунок 4.3 – Шестеренный пресс плунжерного типа

Щербакова Н. Л. занималась разработкой математической модели процессов центробежно-экструзионной грануляции.

Впервые рассмотрен процесс течения нелинейно-вязкой среды во вращающемся конвергентном криволинейном канале с учетом диссипативного разогрева среды и на основе системного анализа получена математическая модель процесса.

Каждый коэффициент проницаемости проточной части конвергентного криволинейного канала любой из секций многосекционного ЦЭГ представлен как функция от параметров работы многосекционного ЦЭГ. В этом случае соотношения между коэффициентами проницаемости i –ой и i+1 – ой секции, исходя из условия постоянства скорости истечения среды, представляются в следующем виде:

, (4.8)

где , - безразмерные давления при r=R-l_пр;

l_пр– длина проточной части.

Коэффициент проницаемости каждой секции можно менять с помощью местных гидравлических сопротивлений, длины проточной части и также количества отверстий. Но проще менять количество отверстий в проточной части и длину проточной части каждого конвергентного канала [65].

Сартаков М. В. занимался разработкой режимов термопластического экструзионного аппарата и технологии полифункциональных добавок на белковой основе, обогащенных растворимыми пищевыми волокнами, и исследованием их функциональных свойств.

В качестве прогнозируемого показателя экструзионного процесса была выбрана частота вращения шнека При рассмотрении технологических режимов экструзионной обработки для проведения прогнозных исследований необходимо было установить зависимости следующих параметров пищевого продукта от частоты вращения шнека :

коэффициента взрывчатости К, [К]=1;
объемной массы М, [М]=г/л;
напряжения среза Q, [Q]=H/м²;
работы резания А, [А]=Дж/м².

В качестве исходных данных были выбраны экспериментальные зависимости всех вышеуказанных параметров от , 90,120,150,180 об/мин соответственно при температуре t=130⁰С.

Подбор зависимостей проводился по эмпирическим данным на основе подгонки с помощью регрессионного статистического анализа средствами статистического пакета Statgraphics 2.1, а прогнозирование выполнялось с помощью электронной таблицы MicrosoftExcel.

При регрессионном статистическом анализе были найдены параметры a, b, c, … функциональной зависимости f общего вида

, (4.9)

где - частота вращения шнека экструдера;

Н – остаток, обусловленный случайными (неучтенными) факторами, в том числе и ошибкой эксперимента.

Сравнительный анализ показал, что по своим статистикам наиболее достоверной является дважды обратная зависимость

, (4.10)

Если считать, что средняя скорость теплового молекулярного движения меньше скорости, «навязанной» вращением шнека, и учитывать также случай полного прилипания, то можно получить выражение, соответствующее дважды обратной зависимости:

, (4.11)

Исходя из этой зависимости, были получены коэффициенты a и b для всех интересующих параметров экструзии: 1) коэффициента взрывчатости К, 2) объемной массы М, 3) напряжения среза Q, 4) работы резания А.

По найденным коэффициентам были построены прогнозные зависимости для скорости вращения шнека до 400 об/мин.

Таким образом, по графикам определили, что оптимальные значения объемной массы и коэффициента взрывчатости отмечены при частоте вращения шнека 240 об/мин. При дальнейшем увеличении скорости эти показатели стабилизируются [66].

Таблица 4.1 – Качественные показатели экструзионного продукта

Частота вращения шнека , мин^-1	Коэффициент взрывчатости К	Объемная масса М, г/л	Напряжение среза Q, Н/м²	Работа резания А, Дж/м²
Экспериментальная - 180	4,3	63	2,3	590
Прогнозируемая - 240	4,8	60	2,1	570

Глемба В. К.занимался разработкой технологического процесса и обоснованием параметров устройства для изготовления рассадных брикетов. Теоретически и экспериментально обоснованы форма и размеры рассадного брикета из смеси перегноя с почвой. Определена минимально допускаемая прочность брикета, принятая за критерий оптимизации, многофакторным экспериментом установлены оптимальные параметры технологического процесса изготовления брикета.

Анализ позволяет сделать выводы:

- с увеличением влажности субстрата W на единицу, вращающий момент М_вр уменьшается в 1,25;

- при времени формования брикета t, меньшем времени релаксации T, резко возрастает напряжение и, соответственно, вращающий момент М_врпо гиперболической зависимости.

Результаты экспериментальных исследований процесса уплотнения рассадного субстрата шнековым рабочим органом в закрытой камере позволили сделать следующие выводы:

- модуль деформации Е=0,175 МПа и время релаксации субстрата определены правильно, коэффициенты трения субстрата о стальную поверхность шнека f=0,36 и о стенку камеры f_d=0,1 также подтверждены экспериментом;

- в технологическом процессе изготовления брикетов необходимо контролировать влажность субстрата в пределах W=25…33 %, что обеспечивает производство качественных брикетов.

Математическая модель процесса уплотнения субстрата шнековым рабочим органом в закрытой камере:

, (4.12)

где - вращающий момент, Н∙мм;

- модуль деформациисубстрата при формовании брикета, с;

- плотность субстрата после уплотнения, кг/м³;

- плотность субстрата до уплотнения, кг/м³;

- время релаксации субстрата при формовании брикета, с;

- время формования брикета, с;

W – влажность субстрата, %;

- угол подъема винтовой линии шнека по среднему диаметру, град;

l – длина шнека, мм;

– средний диаметр витка в средней части шнека, мм;

- коэффициент динамического трения субстрата о стенку камеры;

– диаметр шнека в средней части, мм;

S – площадь поверхности витков шнека, мм²;

– коэффициент трения субстрата о поверхность шнека;

- диаметр вала шнека, мм;

Впервые обоснованы параметры устройства для брикетирования (патент РК №1382). Для формования блока из трех брикетов размером 250х88х80 мм:

- диаметр конического шнека: малый – 250 мм, большой – 502 мм;

- длина шнека – 1200 мм;

- шаг шнека – 200 мм;

- угол подъема винтовой линии шнека – 19,5⁰;

- угол конуса полого корпуса – 12⁰;

- ширина формовочного транспортера – 250 мм;

- шаг скребков формовочного транспортера – 101,6 мм;

- частота вращения шнека – 14 об/мин.;

- установленная мощность – 8 кВт [67].

1 – рама; 2 – привод; 3 – корпус полый; 4 – шнек конический; 5 – бункер загрузочный; 6 – канал формующий; 7 – транспортер; 8 – скребок; 9 – плас-тина; 10 – брикет.

Рисунок 4.4 – Схема экспериментального образца устройства

Плотников Д. А. занимался разработкой мобильной установки для производства пеллет с энергообеспечением от перерабатываемого сырья. Разработанная и запатентованная мобильная установка по производству пеллет с энергообеспечением от перерабатываемого сырья позволяет решить проблему переработки биомассы в отрыве от транспортной и энергетической инфраструктуры. Предложенный метод расчета позволяет производить подбор оборудования с высокой степенью точности, что значительно снижает финансовые и временные затраты на проектирование и отработку установки.

Мобильность обеспечивается размещением агрегатов установки на транспортных носителях, в качестве которых, как наиболее оптимальные, приняты автомобильные шасси.

Рисунок 4.5– Энергоблок на буксируемом шасси

В установке приняты следующие энергосберегающие решения:

Газ, входящий с газогенератора имеет высокую температуру, порядка 400 ⁰С. Для стабильной работы газового двигателя он охлаждается в теплообеннике до 25-30 ⁰С. При этом воздух, забравший тепло, является одним из компонентов сушильного агента.
Охлаждение камеры сгорания тепогенератора осуществляется воздухом, проходящим через кольцевой канал вокруг камеры сгорания, при этом подогретый воздух также используется как один из компонентов сушильного агента.
Выхлоп, образующийся после газового двигателя, применяется как один из компонентов сушильного агента, т.к. является ненасыщенной по водяному пару газовой смесью и имеет высокую температуру [68].

Платов К. В. занимался научным обеспечением процесса получения зерновых палочек на одношнековом экструдере.

Выявлены основные закономерности процесса экструзии зерновой смеси на одношнековом экструдере. Изучено влияние начальной влажности продукта, частоты вращения шнека, длины канала матрицы и диаметра проходного отверстия матрицы на механизм протекания экструзии, что позволило получить уравнение для определения в предматричной зоне экструдера.

Анализ полученных данных позволил выявить температурные зоны, которые соответствуют испарению влаги с различной энергией, и последующему термическому разложению смеси чечевицы, подсолнечного шрота и рисовой крупы, а так же установить maxt⁰нагрева смеси чечевицы, подсолнечного шрота и рисовой крупы, которая составляет 383 К. Однако с учетом того, что в зоне с максимальной температурой зерновая смесь находится примерно 10 секунд, температуру обработки можно повысить на 10-20 К.

Разработана конструкция экструдера с матрицей гасящей пульсации давления. Использование изобретения позволяет повысить качество готового продукта за счет поддержания оптимального давления вследствие отвода лишней энергии движения продукта при вращении формующей головки.

Разработана конструкция шнекового экструдера для производства двухслойных продуктов. Данная конструкция позволяет расширить ассортимент комбинированных многослойных продуктов, получаемых за счет одновременной экструзии двух исходных смесей с различными реологическими свойствами; оптимизировать процесс экструдирования различных исходных смесей за счет подвода требуемого количества теплоты вследствие варьирования частоты вращения вала; стабилизировать давление двух потоков продукта в предматричной зоне экструдера за счет регулирования давления второй исходной смеси путем изменения частоты и направления вращения вала.

Выявлено, что наибольшее влияние на протекание процесса экструзии оказывают диаметр отверстия матрицы и длина ее канала. Определен рациональный режим экструдирования – начальная влажность продукта 21,8 %, частота вращения шнека 1,59 с^-1, длина канала матрицы 2,22∙10^-2 м, диаметр проходного отверстия матрицы 2,89∙10^-3 м, который позволяет достичь определенного соотношения удельной производительности и качества готовых зерновых палочек [69].

Мощность, затрачиваемая на привод шнекового нагнетателяN кВт

, (4.13)

где - крутящий момент на валу шнека, Н∙м;

- угловая скорость шнека, с^-1;

- КПД привода.

Бакаев Д. Р. занимался совершенствованием технологии экструдирования вязкопластических масс для повышения качества пустотелых керамических изделий.

Разработана математическая модель определения кинематических параметров и напряженного состояния для трехзонной структуры очага деформации при экструзии керамических масс, где первая зона характеризуется процессом уплотнения дискретной среды до предельных значений плотности, во второй зоне происходит свободное течение материала и третьтя зона – зона пластического течения среды через пустотообразователь.

На основании разработанной модели определения кинематических параметров деформируемой среды, основанной на гипотезе трехзонной структуры очага деформации, установлено, что для реальных технологических процессов производства пустотелого керамического камня длина зоны уплотнения не превышает 30 % от длины очага деформации. Показано, что характер кривых – дробно – линейной функции изменения плотности материала по длине зоны уплотнения близок к линейному закону. Рассмотрены частные случаи, позволяющие определять компоненты вектора скорости перемещения и тензора скоростей деформации для различных областей рассматриваемой зоны очага деформации. Установлено, что максимальный уровень скоростей деформации можно ожидать в областях, где реализуется плоское деформированное состояние.

На основании выведенных зависимостей компонент вектора скоростей перемещения и тензора скорости деформации от геометрических параметров в зоне течения массы через пустотообразователь установлено, что максимальная интенсивность скоростей деформации наблюдается на угловых пальцах (кернодержателях) пустотообразователя, которые наиболее подвержены воздействию деформируемой среды, что предъявляет повышенные требования к материалу и прочности соединения данного элемента пустотообразователя.

Для разработанной математической модели, позволяющей определять компоненты тензора напряжений в зонах свободного течения вязкопластических масс и течения массы через пустотообразователь обосновано применение реологической модели вязкопластической среды для рассматриваемой керамической массы [70].

Денисов С. В. – «Повышение эффективности приготовления кормосмеси на основе стебельчатого корма и обоснование параметров пресс-экструдера». Разработанна модель пресс-экструдера для приготовления кормосмеси на основе измельченной соломы.

Величина производительности процесса продвижения смеси в цилиндре пресс-экструдера в большей степени зависит от сил трения, возникающих между материалом, поверхностью цилиндра и шнека. Значение коэффициента трения смеси по цилиндру должно превышать величину трения смеси по шнеку, что так же подтверждается и на практике.

С целью увеличения коэффициента трения материала по цилиндру не его внутренней поверхности устанавливают продольные ребра, которые в значительной степени увеличивают сопротивление движения смеси по поверхности цилиндра.

За экспериментальную установку взят пресс0экструдер КМЗ-2У. Модернизация: замена шнека в зоне питания. Прессование велось при двух значениях влажности: 15 и 30 %. Выявлено что устойчивый технологический процесс обеспечивается в пределах варьирования количества соломы в смеси 65…95 %, влажность смеси 10…30 % и степень измельчения соломы 10…50 мм. Установлено, что предложенная конструкция зоны питания пресс-экструдера обеспечивает устойчивый процесс продвижения массы в зоне питания при угле наклона винтовой линии 4,5⁰; шаге шнека 65 мм, длине шнека в зоне питания 270 мм и частоте вращения шнека 5 с^-1.

Выявлено, что наиболее качественный продукт получается при количестве соломы в смеси в пределах М=70…74 %; влажность смеси W=27,5…30% и средняя длина резки соломы Z=10…30 мм [71].

Исходный продукт→; пластифицированная масса→; гомогенизирован-ная масса→; готовый продукт→.

1 – подающий шнек; 2 – вал ротора; 3 – шнековая часть; 4 – корпус; 5 – коническая головка; 6 – регулятор гранулятор; 7 – рычаг регулятора гранулятора; 8 – дозатор

Рисунок 4.6 – Конструктивно – технологическая схема пресс-экструдера для приготовления кормосмеси на основе измельченной соломы

Щербина В. И. занимался изучением ресурсосберегающих процессов гранулирования и брикетирования кормов шестерными прессами.

Для кормов, характеризующихся большой упругостью и более длительным временем релаксации напряжений, следует выбирать колеса большего диаметра с воздействием на корм по типу поршневого пресса. Увеличение модуля зуба способствует увеличению массы единичной порции корма под зубом, способствует более раннему впрессовыванию сжатого корма в каналы прессования, что обуславливает увеличение производительности в 1,1 раза при увеличении модуля зуба в 2 раза для колес с равными диаметрами делительной окружности.

Зубчатые колеса одновременно выполняющие функции передачи крутящего момента и прессования корма, будут иметь наибольшую производительность по подаче при следующих соотношениях исполнения зубчатого венца:

- угол зацепления от 15 до 17⁰,

- модуль зуба от 15 до 16 мм,

- диаметр окружности 450…489 мм.

Получены зависимости работы сжатия кормов, распределения напряжений и плотности в прессовках круглого и прямоугольного сечения, а также для определения производительности и расхода энергии в шестеренных прессах. Определены зависимости, параметры и модель режима работы шестеренного пресса формующего типа для брикетирования кормов. Разработанный зубчатый венец прессующих колес с оптимизированными параметрами исполнения зубьев, выходящими за пределы стандартных кинематических передач, увеличивает производительность гранулятора при неизменных габаритах прессующих колес на 30…35 %.

Полученные закономерности уплотнения кормов устанавливают взаимосвязь давления прессования и плотности сжимаемого корма в процессе сжатия и разгрузки порции корма, а также совершаемой работы с погрешностью не более 5,6 %, что позволяет использовать их в методике проектирования прессового оборудования.

На подачу корма в зону прессования влияют диаметр делительной окружности, модуль, угол зацепления, радиус головки зуба, коэффициент смещения исходного профиля.

Параметры исполнения зубьев для колес, прессующих корм и одновременно передающих крутящий момент, должны быть:

- диаметр делительной окружности принимается 450…480 мм;

- модуль зуба 0,5 7tm< (6-25 мм);

- угол зацепления в пределах 15…17 градусов;

- угол наклона каналов прессования 8 градусов.

Обобщенным показателем эффективности работы гранулятора является энергоемкость пресса:

, кВт ч/кг, (4.14)

где N – мощность привода, необходимая для осуществления процесса образования гранул, кВт;

Q – производительность машины, кг/ч.

Производительность шестеренчатого гранулятора с равновеликими колесами в функции геометрических и конструктивных параметров в общем случае представляется в виде:

, кг/c, (4.15)

где - количество межзубовых впадин на каждом колесе;

- объем единичной порции корма, обособленной при образовании замкнутого пространства входящим зубом сопряженного колеса, м³;

- плотность корма в момент образования замкнутого пространства, кг/м³;

- частота вращения колес, Гц.

В общем случае угол трения является приведенным к некоторому промежуточному значению, учитывающему долю контактов по поверхностям стального колеса и корма:

, (4.16)

где - угол трения кормовой смеси по стали;

– площадь контакта кормовой смеси по стали (площадь площадок на диаметре головки зуба), м²;

- угол трения кормовой смеси по кормовой смеси (угол внутреннего трения или угол естественного откоса);

– площадь контакта кормовой смеси по кормовой смаси во впадинах между зубьями, м².

увеличивая радиус головки зуба, можно добиться максимальной подачи материала за счет сил трения:

, (4.17)

где - межцентровое расстояние, м;

- радиус головки зубьев колес, м;

- угол трения кормовой смеси по кормовой смеси (угол внутреннего трения или угол естественного откоса);

- ширина колес, м;

- плотность (насыпная масса) кормовой смеси, кг/м³;

- угловая скорость вращения колес, с^-1.

Средняя теоретическая подача межзубовыми пространствами гранулятора с равновеликими колесами определяется выражением:

, (4.18)

где - радиус делительной окружности зубчатого колеса, м;

- площадь торцевой поверхности впадины, м;

- площадь торцевой поверхности зуба, м [72].

Гаврилов Н. В. занимался обоснованием конструктивно-режимных параметров.

Анализ исследований, посвященных экструдерам, позволил установить возможные пути повышения эффективности работы экструдера: совершенствование конструкции и оптимизацию режима его работы. В результате проведённой классификации экструдеров выявлено наиболее перспективное конструктивное решение: экструдер с однозаходным винтом. В соответствии с этим разработана новая конструкция экструдера.

На основе теоретических и экспериментальных исследований установлено влияние выбранных факторов (частоты вращения, количества воды в кормосмеси, отношения длины фильер к сумме диаметров отверстий, количества соломы в кормосмеси, угла скоса винтовой поверхности) на эффективность экструдирования. Установлены оптимальные конструктивно-режимные параметры экструдера: частота вращения винта 60 об/мин.; количество воды в кормосмеси 0,46 Л, отношение длины фильеры к сумме диаметров отверстий 2,34; состав кормосмеси 33 % соломы, 33 % отрубей, 33 % зерноотходов; угол скос винтовой поверхности 5⁰.

В результате исследований установлена зависимость коэффициента трения и касательного напряжения от физико-механических свойств кормосмеси. Для кормосмеси – монорациона, состоящего из 33 % соломы, 33 % зерноотходов, 33 % отрубей коэффициент трения составляет 0,6, касательное напряжение 1,2 кПа.

С учетом реологических свойств прессуемого псевдопластического материала производительность определяли:

, (4.19)

где - плотность прессуемого материала;

- нормальный шаг винтовой лопасти шнека;

- число заходов шнека,

- нормальная толщина винтовой лопасти шнека;

- производительность через фильеру.

Производительность экструдера по переработке кормосмеси с учетом коэффициента проскальзывания определяется по формуле:

, (4.20)

где - безразмерный коэффициент, (в зависимости от градиента давления и аномалий вязкости принят от 0 до 1);

- в зависимости от угла подъема винтовой линии и аномалий вязкости принят от 0,32 до 0,52;

– коэффициент проскальзывания кормосмеси (от 0,1 до 1);

- окружная скорость винта, рад./с;

- глубина винтового канала, м;

- шаг шнека, м;

- число заходов винта.

Для определения мощности, необходимой для экструдированиякормосмеси применяют формулу:

, кВт, (4.21)

где - сила тока, А;

– подаваемое напряжение, Вт;

– коэффициент полезного действия электродвигателя.

При проведении сравнительных и оптимизированных экспериментов был разработан комплексный оценочный показатель, более полно отражающий оптимальное протекание процесса экструдирования:

, кг/кВт∙ч, (4.22)

где - производительность экструдера, кг;

- мощность, затрачиваемаядля экструдированиякормосмеси, кВт;

- коэффициент полезного действия экструдера [73].

Костин Н. А. занимался изучением динамики процесса экструзии при брикетировании стружки алюминиевых сплавов. При исследовании влияния угла наклона матрицы на плотность материала, так и в численном эксперименте по разработанной методике оптимальное уплотнение брикета выявлено при угле наклона γ=1,5⁰ – 3⁰. Результаты расчетов показывают, что расхождение данных экспериментальных исследований и численного моделирования не превышает 16 %.

Разработана пресс-форма с открытой рабочей зоной матрицы, содержащая пуансон 1, матрицу, состоящую из двух частей: верхней цилиндрической 2 и нижней 3, имеющей профиль усеченного конуса, переходящего в цилиндр, при этом высота конусной части составляет 0,5 – 0,7 высоты нижней части, а угол наклона конуса равен 1,5 – 2,2 градуса (рисунок 3.7) [74].

Рисунок 4.7 – Пресс - форма

КречетовичА. П. занимался изучением технических методов и средств подготовки полигонов депонирования топливных брикетов. Осадок сточных вод при правильном подходе является не опасным отходом, а ценным сырьем. Разработанная на базе исследований система в сочетании с методом парных сравнений позволили научно обосновать наиболее эффективного продукта утилизации илового осадка – топливный брикет.

Экспериментальные исследования показали, что необходимой прочности брикетов можно добиться путем смешивания высушенного до 20 % - ной влажности осадка с 5 % порошковых лигносульфатов.

В ходе исследования было выявлено, что, в большинстве случаев, в предлагаемых технологических решениях этап обезвоживания осадков перед брикетированием обладает теми или иными (часто взаимоисключающими) недостатками. Наиболее существенным является энергозатратность удаления коллоидно-связанной воды из частично обезвоженных иловых осадков или сложность мер по компенсации избыточной влаги осадков.

Разрешить эти сложности было предложено с помощью введения дополнительной технологической операции – предварительной подготовки осадка путем диспергирования с эффектом кавитации. Проведенные испытания показали, что эта мера позволяет значительно снизить энергопотери связанные с обезвоживанием осадка.

Разработанное в результате техническое решение представляет собой систему из двух мобильных технологических платформ, перерабатывающих осадок непосредственно на полигоне депонирования. Компактность и мобильность установок позволяет при необходимости легко менять их месторасположение и быстро разворачивать работу на новом участке [75].

Рисунок 4.8 – Система переработки подготовленного илового осадка в топливные брикеты

Блаев В. В. занимался разработкой и исследованием технологии приготовления брикетированных кормов на штемпельных прессах.

Разработанна технология предварительной подготовки к брикетированию вегетативной массы и незерновой части кукурузы, подсолнечника, ячменя на базе измельчителя с коническим ротором. Экспериментально установлены основные зависимости процесса измельчения и расщепления рассматриваемых материалов на новом измельчителе и определены рациональные параметры и режимы его работы, а именно: частота вращения ротора 1340 мин^-1, подача материалов 0,5…1,0 кг/с, рабочий зазор на входе 5 мм, на выходе 1,5 мм. Экспериментально установлены одномерные зависимости между давлением прессования, перемещением штемпеля и плотностью материала при брикетировании кукурузы, подсолнечника, полнорационных смесей. Экспериментально установлено, что повышение влажности материала с 12,4 % до 17,3 и уменьшение длины резки грубых кормов с 38,0 мм до 23,0 мм приводит к снижению энергоемкости пресса уплотнения материалов в среднем на 30 %[76].

Игнатьевский Н. Ф. занимался научно-техническим обоснованием технологии и средств механизации производства кормовых брикетов низкой плотности в оболочке. Для обеспечения необходимых прочностных показателей на поверхность сформированного брикета наносится слой из раствора дисперсных пищевых материалов, которые затвердевают под тепловым воздействием, образуют оболочку. Эта оболочка удерживает брикет от саморазрушения под действием сил релаксации.

Изучение закономерностей изменения свойств материалов оболочкиоткрывает возможность управления качеством поверхностного покрытия брикета. Увеличение температуры матричного канала с 20 до 200⁰С приводит к снижению коэффициента упругого расширения с 2,30 до 1,15, а остаточного бокового давления – с 2,0 до 0,54 МПа. Значения эффективной вязкости экструдируемой смеси в зависимости от технологических факторов находятся в пределах 2,0∙10³…3,0∙10⁶Па∙с. В диапазоне времени 60..300 с и температур 20…80⁰С прочность оболочки, сформированной как из мучной пульпы, так и из экструдата зерновых смесей, возрастает, сохраняя в то же время часть вязко-пластичных свойств, что позволяет таким образом выдерживать внутренние напряжения спрессованного материала.

В результате экспериментального изучения производства низкоплотных брикетов определены оптимальные режимы: при производительности прессового оборудования, равной 1100 кг/ч длина камеры прессования не должна превышать 0,4 м. При этом удельные энергетические затраты на процесс прессования составляют 10,4…10,6 кВт∙ч/т, крошимость брикетов – 5,5…6,0 %.

Доказана возможность использования дискового экструдера в качестве технического средства для выработки экструдата и нанесения его на поверхность брикета. Использование шнекового экструдера в технологической линии позволяет значительно упростить эксплуатационные условия, повысить качество оболочки и снизить энергоемкость процесса на 20 [77].

Песекас Р.Ю. занимался изучением состава и конструктивно-технологических схем комплектов оборудования для производства брикетированных кормов.

Полученная математическая модель рабочего процесса бункера-дозатора тарельчатого типа со вращающимся скребком позволяет оптимизировать технические параметры процесса дозирования: высоту слоя материала в бункере: Н=1615 мм; частоту вращения скребка n_с=133,4 мин^-1; величина кольцевого зазора h=23,6 мм, и повысить эффективность его использования.

Экспериментальные исследования энергетических потоков в технологических линиях кормобрикетных предприятиях позволили выявить имеющиеся несоответствия фактической загрузки электродвигателей: при перегрузке от 4,4 до 76,6 % отдельные двигатели недогружены на 2…69,1 %.

Установлен оптимальный режим процесса производства брикетированных кормовых смесей на основе соломы без ее подсушки, при минимальных энергозатратах – 252 мДж/т. Максимальные затраты тепловой и электрической энергии составляют 3301 мДж/ при подсушке соломы, что свидетельствует о нерациональности подсушки соломы на барабанных сушилках.

По результатам длительной эксплуатации комплектов оборудования установлена высокая эффективность приема повышения питательной ценности соломы путем ее обработки раствором каустической соды на 29,9…75 %, а при обработке кальцинированной содой – на 40,5 % [78].

Ермилов В. В. занимался разработкой способов и обоснованием параметров устройства для получения лесопродукции из низкокачественной древесины, отходов лесозаготовок и деревообработки методом формования.

Замена одноосного прессования прокатыванием вальцами приводит к значительному снижению распирающих усилий. Предложена технология получения профилированной лесопродукции методом формования, заключающаяся в опаривании вершинок, их разделке, сортировке по диаметрам, при необходимости пропитке , термообработке, прессовании, выдержки и охлаждении уплотненного материала до 30⁰С при постоянной деформации.

Профилированная стабилизированная древесина характеризуется более высокими механическими свойствами нежели натуральная. Превышение прочности прессованных образцов (при тепени уплотнения 20…30 %), над эталонными образцами из натуральной древесины 30…35 % [79].

Якименко А. В. занимался совершенствованием технологического процесса кормовых смесей и обоснованием параметров пресс-брикетировщика. В результате решения компромиссной задачи оптимизации процесса прессования кормовых смесей определены оптимальные значения факторов: угловая скорость вращения шнека х₁= - 0,753 (ω=14,35 рад/с); длина канала формующей головки х₂= - 1 (L=60 мм); количество каналов х₃= - 0,221 (К=6); влажность брикетируемой массы х₄= - 0,225 (W=19,2 %).

Значения критериев оптимизации при оптимальных значениях факторов следующие:

- крошимость брикетов – К_р =14,94 %;

- удельная мощность – М_уд = 29,11 Вт∙ч/кг.

Атыханов А. К. занимался оптимизацией процесса экструдирования при производстве кормовых добавок для жвачных животных.

Коэффициент трения f кормосмеси зависит от давления, температуры, влажности и скорости скольжения.

С повышением температуры воды растворимость карбамида увеличивается и при Т=378 К он полностью переходит в раствор за 6,6 с тогда как процесс экструзии длится 20 с, этого достаточно для полного растворения карбамида в рабочем органе.

Результаты эксперимента позволили подтвердить возможность экструдирования в режиме растворения карбамида и обосновать на этом рациональный способ производства кормовой смеси для жвачных животных, позволивший снизить температуру экструдирования с 408…438 К до 378…388 К, что ведет к снижению энергоемкости процесса, а по качеству продукта, не уступающей эталону.

Повышение температуры ведет к снижению коэффициента трения, а в интервале 353…373 К его значение резко снижается от 0,15 до 0,05. Это объясняется тем, что при данном интервале температур и давлении из крахмалосодержащего сырья выделятся несвязная влага, которая растворяя карбамид, служит «смазкой».

Коэффициент трения подсчитывается по формуле:

, (4.23)

где - сила трения, Н;

- нормальная нагрузка; Н

- масштаб замеры силы трения, Н/м

- масса эталонных гирей, кг [80].

Фисенко К. А. занимался уточнением механики процесса экструзии в одношнековых прессующих механизмах в связи с технологией получения экструзионных продуктов, используемых при производстве кормов для животных.

Пока комбикорм не нагрелся до температуры установившегося режима, поперечное сечение фильер целесообразно увеличить по сравнению с номинальным для уменьшения нагрузок на рабочие органы пресса. В связи с этим предложена конструкция матрицы по заявке № 99107780, в которой одна из стенок фильеры подвижна, причем положение стенки регулирует упругий элемент уравновешивающий давление на стенку.

Выполнена оптимизация угла конуса стержня шнека пресса ПЭШ-30/4 с параметрами, аналогичными испытанным при верификации модели. Угол наклона конуса стержня задавали 0,00058, 0,0115, 0,0144, 0,0163 рад. Наибольший коэффициент полезного действия имеет шнек с углом конуса стержня 0 рад. В результате анализа был сделан вывод об отрицательном влиянии проскальзывания материала по дну канала шнека. Для предотвращения этого явления предложена конструкция пресса, имеющая шнек с рифлями на дне канала, препятствующими проскальзыванию материала.

Установлено что насадка на конце шнека служит для интенсивного местного разогрева экструдируемого материала (вводит в материал до 30 % механической энергии, переходящей в тепловую), что облегчает последующее экструдирование через матрицу. Длина рабочей части шнека L=0,4 мм, коэффициент сопротивления на вход в фильеру с=15 [81].

Смирнов В. Л. занимался разработкой технологии механического обезвоживания смеси растений с соломой при производстве брикетированных кормов.

Предложена методика исследования технологии механического обезвоживания смеси зеленых растений с соломой в шнековом прессе в зависимости от: количества адсорбента, площади живого сечения и диаметра отверстий дренирующего контура, давления прессования, времени вывода давления прессования на максимальное и количества перемешиваний в процессе прессования.

По результатам экспериментальных исследований с использованием теории планирования эксперимента, рекомендуются следующие оптимальные режимы работы шнекового пресса: количество соломы 10…12 % по весу от зеленой массы при влажности 15…16 %, площадь дренирующего контура 13…15 %, давление прессования 4,4…5 МПа.

В зависимости от давления прессования, при различной степени измельчения материала, коэффициенты трения находятся в пределах: f=0,47…0,12 для гладких, перфорированных латунных и стальных поверхностей f=0,64…0,2 [82].

Мусалянец Г. Г. занимался совершенствованием, разработкой и научно-техническим обоснованием средств механизации для брикетирования и смешивания кормов.

Обработка результатов экспериментальных исследований смесителя с циклическим двухзаходным прерывистым шнеком позволила вывести уравнения регрессии, характеризующие зависимости однородности смеси, производительности и коэффициента эффективности смесителя от его основных параметров. При этом установлено, что горизонтально установленный шнековый смеситель без отражателя с высотой расположения крышки над верхней точкой шнека, равной 0,05 м, и частотой вращения шнека, на меньшей 180 мин^-1; высота расположения крышки смесителя над верхней точкой шнека – 0,15 м; угол наклона пластин отражателя к плоскости крышки смесителя – 15⁰.

Установлено также, что производительность смесителя с прерывистым цилиндрическим шнеком при увлажнении грубых кормов достигает 9 т/ч, а при смешивании нежидких кормов превышает 25 т/ч. Максимальный крутящий момент на валу шнека составляет 228 Нм, максимальная потребная на привод смесителя мощность – 6,3 кВт, а максимальная удельная энергоемкость – 0,43 кВт∙ч/т.

На основе анализа известных исследований пресса с кольцевой матрицей и внутренним расположением прессующих роликов, пресса с плоской матрицей и пресса с кольцевой матрицей и внешним расположением прессующих роликов, принадлежащих к семейству прессов с тарельчатой матрицей, разработана единая для отмеченных трех типов прессов теория, позволяющая оптимизировать основные параметры любого из них и установить, что минимальной энергоемкость обладает пресс с кольцевой матрицей и внешним расположением прессующих роликов.

С целью снижения энергоемкости брикет пресса с кольцевой матрицей и внутренним расположением прессующих элементов разработана новая конструкция пресса, позволяющая прессующему элементу совершать одновременно и вращательное, и радиальное движения [83].

Унгурян М. А. занимался интенсификацией процесса обезвоживания и брикетирования свекловичного жома. Впервые разработаны основы теории образования брикета из свежего свекловичного жома при термомеханическом способе брикетирования. Разработана методика для определения основных параметров термомеханического брикетирования (парогазового давления внутри слоя, удельного давления, температуры, толщины слоя и содержания СВ в брикете). Применены современные методы планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных с помощью ЭЦВМ.

Установлено, что интенсивность термомеханического брикетирования слоя жома зависит от его толщины, давления парогазовой смеси в нем, влажности и температуры.

Установлено, что распределение вертикальных усилий на стружинки по высоте (толщине) слоя подчиняется биноминальному закону.

Установлены наиболее рациональные параметры процесса термомеханического брикетирования: начальная влажность жома – 60-94 %; температура брикетирования – 120-180⁰С; начальная толщина слоя жома – 30-32 мм; время брикетирования – 6-12 минут.

На основании результатов проведенных исследований разработана конструкция нового пресса АI – ППР для термомеханического брикетирования жома непрерывного действия (авторское свидетельство № 922143 [84]

5 Экспериментальные исследования процесса гранулирования древесных опилок.

Экспериментальное исследование процесса гранулирования древесных отходов различной влажности осуществлялось с целью обоснования режимных параметров этих процессов, а также определения зависимостей производительности, потребление оптимальной мощности зависящей от различной влажности исходного материала. Влияние кратности гранулирования на прочность и плотность гранул.

Все эксперименты проводились на кафедре машин и аппаратов химических и пищевых производств ГОУ «Оренбургский государственный университет» и Оренбургском Станкостроительном Заводе.

Выполнялась оценка качества продукта, зависимость производительности гранул от влажности. Полученные образцы исследовались на прочность, плотность. Проводилась визуальная оценка качества задиров и глубоких трещин. Одним из основных показателей качества является наличие стекловидного покрытия.

Перед проведением каждой серии эксперимента определяли влажность опилок.

Для проведения эксперимента было взято три вида опилок (мелкие, средние, крупные) различной влажности. После пропускания опилок через пресс-гранулятор, снимались данные такие как: влажность гранул на выходе, температура гранул, температура матрицы, температура ролика. Так же снимались показания гранулятора (сила тока при максимальной нагрузке, потребление мощности). Исходя из полученных значений, рассчитывалась производительность пресс-гранулятора.

W - Влажность, %;

I – Сила тока.

Q – Производительность

T ºC – температура (гранул, матрицы, ролика)

Проводили замачивание пшеничных отрубей и выдерживали их, после чего продукт был готов к эксперименту.

Эксперимент состоял из двух этапов. Выход процесса оценивали по показателям: производительность Q (кг/час), мощность N (кВт) и температура Т (°С). В процессе эксперимента снимались образцы для определения интересующих нас параметров. Для этого сырье загружалось в пресс - гранулятор, по истечении некоторого времени, когда машина выходила на рабочий режим, отбирались образцы. Отбор производили в течение короткого промежутка времени с определенным интервалом. Время интервалов замерялось с помощью секундомера. Затем образцы взвешивались на весах, рассчитывались необходимые параметры для каждого отбора и брались их усредненные значения. На основании полученных значений строились графики зависимости. По завершении отбора образцов и снятия показаний мощности замерялась температура материала на выходе и экструзионной головки. Качество продукта определялось визуально.

Эксперименты проводились при фиксированных значениях: влажности (равной 6,6.5,7,7.5,17,17.5,18,18.5,20,30 %), длины гранул (равной 15-35 мм), диаметры гранул (равны 10 мм).

При обработке результатов экспериментальных исследований все расчеты производились с помощью входящей в пакет MicrosoftOffice 2003 прикладной программы – электронных таблиц MicrosoftExcel 2003 с использованием встроенных в программу стандартных функций, в том числе и статистических. В качестве критерия оценки достоверности использовался доступ в MicrosoftExcel 2003 .

Измерялась температура гранул на выходе, температура матрицы снаружи и изнутри, потребляемая электрическая мощность процесса гранулирования, производительность гранулятора.

Техническая характеристика и геометрические параметры пресса приведена в таблице 5.1

Таблица 5.1 – Техническая характеристика пресса-гранулятора

Наименование показателя	Значение
Масса, кг	480
Производительность не ниже, кг/ч	30
Мощность электродвигателя, кВт	20
Частота вращения электродвигателя, об/мин	1440
Напряжение сети, В	380
Число фильер	144

Пресс имеет кольцевую матрицу, прессующий ролик, выполняющий функции прессующего элемента. Привод шнека осуществляется через клиноременную передачу от трехфазного асинхронного электродвигателя.

6 Результаты экспериментов и их анализ

Для возможности регулирования подачи в прессующий механизм были проведены испытания шнекового питателя при подаче древесных опилок. Результаты подачи опилок влажностью 10 % приведены на рисунке 3.15.

Рисунок 6.1 – Диаграмма зависимости производительности шнекового питателя от частоты вращения шнека.

Результаты, приведенные на рисунке 6.1 показывают, подачу опилок в прессующий механизм гранулятора можно регулировать изменением частоты вращения шнека питателя.

Исследование частоты вращения прессующего ролика при изменении частоты вращения матрицы при различной величине подачи опилок в прессующий механизм показало, что проскальзывание прессующего ролика по матрице мало и им можно пренебречь.

Экспериментальная проверка математической модели прессующего механизма была проведена с использованием энергетических характеристик.

На рисунке 6.2 представлена энергетическая характеристика, построенная по результатам одного из проведенных экспериментов.

Рисунок 6.2 – Энергетическая характеристика пресса-гранулятора ПГМ-05 с нанесенными на нее экспериментальными значениями.

В качестве прессуемого материала использованы опилки хвойных пород при комнатной температуре с относительной влажностью 13 %, реологические параметры которого были использованы при выполнении вычислительных экспериментов с опорным объектом. При испытании пресса ПГМ-05 были определены параметры – мощность, потребляемая электродвигателем, и производительность прессующего механизма при установившейся подаче комбикорма. Между матрицей и прессующим роликом установлена величина минимального зазора = 0,0004 м.

В каждом эксперименте поддерживалась определенная потребляемая электродвигателем мощность, замеряемая по показаниям ваттметра. В каждой серии испытаний потребляемая мощность была выбрана одинаковой. Всего проведено пять серий испытаний по три испытания в серии. В каждой следующей серии мощность увеличивалась и в максимуме была доведена до номинальной для данного электродвигателя – 7,5 кВт. Производительность гранулятора определена по массе гранул, выработанных за определенное время.

Поскольку на энергетической характеристике представлена мощность сил полезного сопротивления , при обработке результатов эксперимента учтены коэффициенты полезного действия электродвигателя и механический – гранулятора, приведенные выше. Также учтена мощность холостого хода, среднее значение которой составило 1,32 кВт.

Сравнение экспериментальных результатов, изображенных точками, и расчетной энергетической характеристики для параметров эксперимента, представленной основной линией, показывает их хорошее совпадение. Средняя относительная погрешность равна 4,5 %.

Сплошными тонкими линиями (см. рисунок 6.2) для справки показаны диаграммы постоянной мощности сил полезного сопротивления, величина которой указана на каждой диаграмме (кВт).

Были проведены исследования влияния изменения влажности опилок на потребляемую мощность и производительность гранулятора при частоте вращения матрицы 200 об/мин. Результаты в виде диаграмм представлены соответственно на рисунках 6.3 и 6.4.

N1

N4

N2

N3

Рисунок 6.3 – Зависимость мощности, потребляемой гранулятором, от влажности опилок

Q4

Q2

Q3

Q1

Рисунок 6.4 – Зависимость производительности гранулятора от влажности опилок

Анализ диаграмм на рисунках 6.3 и 6.4 показывает, что с увеличением влажности потребляемая мощность уменьшается существенно, а производительность увеличивается незначительно.

6.1 Обработка экспериментальных данных

Экспериментальные данные приведены в таблице 6.1.1

Таблица 6.1.1 – Экспериментальные данные

Исход-ный материал	W% Влаж-ность	IА Сила тока	Qкг/ч Произво-дитель-ность	t˚C гранул	t˚C мат-рицы	t˚C ро-лика	m кг	T сек	P Мощ-ность кВт
Мелкие опилки	7	16	54	63	61-62	70	0,120	8	18,2
	17,5	13	122,4	32	42-60	75	0,170	5	14,8
	18	22	100,8	46	43-73	87	0,140	5	25,1
Средние опилки	6	16	21,6	-	52-70	85	0,03	5	18,2
	17,5	19	18	-	65-76	91	0,025	5	21,6
	20	12,1	82,8	37	43-43	56	0,115	5	13,8
	30	12,8	144	33	35-44	-	0,200	5	14,6
Крупные опилки	6,6	17	25,6	46	68-70	82	0,110	5	19,4
Крупные опилки	17	13	52	40	51-73	65	0,310	47	14,8
гречиха	7,5	20	7.2	47	70	85	0.050	25	22,8
Подсол-нечник	6,8	18	10	52	68	80	0,150	54	20,5
хвоя	6,4	16	13,2	71	75	90	0,150	41	18,2

Данные зависимости плотности от влажности опилок приведены в таблице 6.1.2

Таблица 6.1.2 – Зависимости плотности от влажности опилок

Исходный материал	W %	m г	V м³	Ρ кг/м³
Мелкие опилки	7	10,43	8*	1303
	18	5,59	4*	1397
	18,5	2,94	3*	980
Средние опилки	6	3,48	2,5*	1392
	17,5	10,07	8*	1258
	20	5,1	4*	1275
	30	5,33	4*	1122
Крупные опилки	6,5	3,57	3*	1190
Крупные опилки	17	2,3	2*	1105

Зависимость плотности гранул от влажности исходного материала показана на рисунке 6.1.1

Рисунок 6.1.1 – Зависимость плотности гранул от влажности исходного материала

Данные зависимости прочности гранул от влажности исходного материала приведены в таблице 6.1.3

Таблица 6.1.3 – Зависимость прочности гранул от влажности исходного материала

Исходный материал	W %	Усилие среза поперёк гранулы Н/м	Усилие среза в осевом направлении Н/м	Усилие среза вдоль гранулы Н/м
Мелкие опилки	7	399,5	1339,5	1410
	18	505,25	1527,5	2209
	18,5	361,9	2608,5	552,25
Средние опилки	6	470	2373,5	1722,55
	17,5	575,75	1621,5	1128
	20	-	-	-
	30	47	893	305,5
Крупные опилки	6,5	317,25	2514,5	1539
Крупные опилки	17	117,5	779	763,75

Зависимость прочности гранул от влажности исходного материала показана на рисунке 6.1.2

Рисунок 6.1.2 – Зависимость прочности гранул от влажности исходного материала

Данные зависимостей приведены в таблице 6.1.4

Таблица 6.1.4 – Экспериментальные данные зависимостей от кратности гранулирования

Кратность прессования	Qкг/ч Произво-дитель-ность	P Мощ-ность кВт	IА Сила тока	m кг	T сек	t˚C гранул	t˚C мат-рицы	t˚C ро-лика	W% Влаж-ность
1	52	13,7	12	0,520	36	34	50-55	54	17
2	91	12,5	11	0,560	22	48	52-52	54	18,3
3	135	12,5	11	0,450	12	54	58-61	62	18,6
4	130	11,4	10	0,615	17	57	61-65	62	18,5
5	106	16,5	14,5	0,650	22	57	61-61	63	18
6	88	19,8	17,4	0,420	17	59	62-66	73	18,2
7	80	20,6	18,1	0,400	18	61	43-54	67	18,1
8	Не сняли	37,6	33	-	-	61	62-71	68	17,8

Зависимость производительности от кратности гранулирования(влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 6.1.3.

Рисунок 6.1.3 – Зависимость производительности от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

Зависимость потребления мощности от кратности гранулирования (влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 6.1.4

Рисунок 6.1.4 – Зависимость потребления мощности от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

Зависимость температуры от кратности гранулирования (влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 6.1.5

Рисунок 6.1.5 Зависимость температуры от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

Зависимость снижения влаги от кратности гранулирования (влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 6.1.6

Рисунок 6.1.6 – Зависимость снижения влаги от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

Таблица 6.1.5 – Зависимость прочности гранул от кратности гранулирования

Кратность прессования	W %	Усилие среза поперёк гранулы Н/м	Усилие среза в осевом направлении Н/м	Усилие среза вдоль гранулы Н/м
1	17	1386,5	1668,5	1574,5
2	18,3	705	1410	1668,5
3	18,6	752	916,5	1081
4	18,5	1081	1057,5	1421,7
5	18,0	916,5	1363	2032,7
6	18,2	1903,5	1645	2996
7	18,1	1903,5	1645	2397
8	17,8	2820	2491	3243

Зависимость прочности гранул от кратности гранулирования (влажность опилок – 18 %) показана на рисунке 6.1.7

Рисунок 6.1.7 – Зависимость прочности гранул от кратности гранулирования (влажность опилок 18 %)

Таблица 6.1.6 – Зависимость прочности гранул от гранулируемого материала

Исходный материал	W %	Усилие среза поперёк гранулы Н/м	Усилие среза в осевом направлении Н/м	Усилие среза вдоль гранулы Н/м
Гречиха	7,5	1269	364,25	0
Подсолнечник	6,8	282	1081	940
Хвоя	6,4	329	658	987
Солома	7,5	399,5	705	517

Таблица 6.1.7 – Сравнение различных материалов

Вид топлива	Теплота сгорания МДж/кг	% серы	Теплотворность ккал/кг	% золы	Углекислый
Вид топлива	Теплота сгорания МДж/кг	% серы	Теплотворность ккал/кг	% золы	газ кг/ГДж
Каменный уголь	20	2	7400	25	60
Дизельное топливо	42,5	0,2	10200	1	78
Мазут	42	1,2	9800	1,5	78
Щепа древесная, опил	11	0	4500	1	0
Древесные гранулы	17,5	0,1	4500	0,5	0
Торфяные гранулы	10	0	нет	20	70
Природный газ	37	0	8300	0	57

Сравнительные показатели продуктов сгорания показаны на рисунке 6.1.8

Рисунок 6.1.8 – Сравнительные показатели продуктов сгорания

Сравнительные показатели выделения: теплоты сгорания и углекислого газа показаны на рисунке 6.1.9

Рисунок 6.1.9 – Сравнительные показатели выделения: теплоты сгорания и углекислого газа

Таблица 6.1.8 – Зависимость мощности от влажности

Влажность сырья W, %	Выходная мощность (показания инвертора), кВт
Влажность сырья W, %	при n=160об/мин*	при n=200 об/мин	при n=280 об/мин	при n=300об/мин
6		5
8		6,9
10		12
13	6,5	6,95	9,5	11,9
15	6,15	7,4	9,4
16		6,55
32	4	4,2	7,3	9,3
45	4	4
n – частота вращения матрицы, об/мин

Таблица 6.1.8 – Зависимость производительности от влажности

Влажность сырья W, %	Производительность Q, кг/ч
Влажность сырья W, %	при n=160об/мин*	при n=200 об/мин	при n=280 об/мин	при n=300об/мин
6		75,6
8		67,2
10		60
13	54	144,4	101,04	130
15	56	123,6	96
16		85,44
32	77,3	130,3	112,08	145,7
45	66,24	87,12

6.2 Определение основных параметров гранулятора опилок

По результатам анализа процесса гранулирования древесных опилок приняты следующие параметры прессующего механизма гранулятора:

- частота вращения матрицы 130 об/мин;

- диаметр рабочей поверхности матрицы 205 мм;

- ширина рабочей поверхности матрицы 44 мм;

- параметры фильер (длина×диаметр) 35×6 мм; 40×8 мм; 50×10 мм;

- внешний диаметр прессующего ролика 140 мм;

- ширина рабочей поверхности прессующего ролика 46 мм.

7 Заключение

Согласно проведенных исследований различных режимов влажности процесса гранулирования древесных опилок, получены справочные данные представленные в таблицах 6.1.1-6.1.8 . Анализ данных в виде графических зависимостей приведен на рисунках 6.1.1-6.1.7.

Гранулирование опилок разных режимов влажности имеет оптимальные параметры производства при следующих значениях: влажность опилок в диапазоне от 9-15 % влажности дает лучшую производительность, увеличивает прочность и плотность гранул что положительно влияет на результат горения.

Двигатель работает в самом оптимальном режиме нагрузки.

Средняя влажность древесных отходов составляет 15-25 %, таким образом, использование опилок 15 % влажности позволяет значительно сэкономить потребление энергии на сушку исходных опилок. В свою очередь такое снижение потребления энергии на производство гранул, позволяет снизить стоимость готовой продукции.

При многократном гранулировании древесных опилок было выявлено: при трехкратном гранулировании производительность составила максимальное значение.

Далее наблюдается увеличение затраченной мощности и снижение производительности.

При восьмом гранулировании наблюдалось превышение номинальной мощности и заклинивание гранулятора.

Соответствие диаграмм определяет плотность и прочность полученных образцов представленных в пояснительной записке.

Список использованных источников

http://plast-tech.ru/content/tematika-zapisi/tehnologii- shnekovye-pressy-dlja-plastmass-istoricheskij-obzor.
Силин В. А. Динамика процессов переработки пластмасс в червячных механизмах / В. А. Силин. - М.: Машиностроение, 1972. – 147 с.
Белобородов В. В. Основные процессы производства растительных масел / В. В. Белобородов. - М.: Пищевая промышленность, 1966. – 478 с.
http://bse.sci-lib.com/article092532.html.
http://mostorf.ru/torf_i.html.

Гомонай М. В. Производство топливных брикетов. Древесное сырье, оборудование, технологии, режимы/ М. В. Гомонай. – М.: ИНФРА – М ПРЕМЬЕР, 2001. – 285 с.
Вибе К. Биотопливо: перспективы, риски и возможности. Положение дел в области продовольствия и сельского хозяйства/ К. Вибе; Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. – М.: Рим, – 345 с.
http://torfotoplivo.ru/granuli.html
Шварц О. Переработка пластмасс / О. Шварц, Ф. В. Эбелинг, Б. Фурт. — СПб.: Профессия, 2005. —320 стр.
Шегельман И.Р. Биотопливо: Состояние и перспективы использования в теплоэнергетике Республики Карелия / И. Р. Шегельман. – М.:ПетрГ,2006. – 277 с.
Березовский Н.И. Технология энергосбережения / Н. И. Березовский. - М.: БИП-С Плюс, 2007. – 316 с.
Жислин Я. М. Оборудование для производства комбикормов, обогатительных смесей и премиксов / Я. М. Жислин. - М.: ЛГУ, 1978. –144 с.
Иваненко А. В. Оборудование для переработки сочного растительного сырья / А. В. Иваненко. – М.: Киев: УМКВО, 1989. – 108 с.
Буров Л. А. Технологическое оборудование макаронных предприятий/ Л. А. Буров, Г. М. Медведев. – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 248 с.
http://bioenergy.com.ua/index.php?option=com_content&view=article
http://mostorf.ru/torf_b.html
http://brik.siteedit.ru/
Груздев И. Э., Мирзоев Р. Г., Янков В. И. Теория шнековых устройств / И. Э. Груздев, Р. Г. Мирзоев, В. И. Янков. - М.: ЛГУ, 1978.–144 с.
http://tsvetkovamila.ru/shneki14.html
http://www.plastinfo.ru/machinery/?page=1&level0=8&level1=0&action=%CF%EE%E8%F1%EA
http://www.plastics007.com/products-list_10034/Twin-Screw-Extruder_5.html
http://plastinfo.ru/information/news/9941_11.06.2010/
http://www.plasticextruder.ru/pro_show-2.htm
http://www.z-plast.ru/contact.php

http://www.alekogroup.ru/equipment/div43/div45/
http://missp.fis.ru/product/10043251-vpg-20
http://kuztm.ru/pages/7/page/1
http://poly-prom.ru/ekstruder
http://polimer2003.ru/extruder/

32 http://www.qdxinquan.com/Russian/product.aspx

33 http://gallery.unipack.ru/company/12112/11706/?sort=count

34 http://www.z-plast.ru/contact.php

35 http://poly-prom.ru/polezno/opisanie-ekstruderov

36 http://www.aetextruder.com/

37http://www.tharnika.ru/clients/clients/articles.asp?idp=rus&idd=articles&ids=/clients/&id=191

38http://russian.alibaba.com/manufacturers/cereal-extruder-manufacturer_20.html

39 http://www.snackmachinery.ru/12-single-screw-extruder-3.html

40 http://www.chinaicecracker.com/1-food-extruder.html

41 http://www.ua.all.biz/g336317/

42 http://www.pekmz.com/

43 http://www.poptm.ru/num/14.php

44 http://www.extrutec.ru/extrud/1250.html

45 http://www.agrostimul.ru/tech-serijnoe/main.php

46 http://www.pekmz.com/

47http://www.machinepoint.com/machinepoint/inventory.nsf/idmaquina/300028145?OpenDocument&ln=ru

48 http://www.pekmz.com/

49 http://www.extrutec.ru/extrud/150.html

50 http://www.extrutec.ru/extrud/1250.html

51 http://www.1stanok.ru/pages/stanok39.html#08

52 http://www.bronto.ck.ua/

53 http://www.ua.all.biz/g336317/

55 http://prombriket.com/pererabotka-otchodov/pererabotka-opilok-v-toplivnie-briketi-ili-proizvodstvo-briketov-metodom-ekstrudirovaniya.

56 http://russian.alibaba.com/products/sawdust-extruders_22.html

57 http://waste.ua/old/recycle/biomassa.html

58 http://waste.ua/old/recycle/biomassa.html

59 http://www.czksk.ru/1190506446/1457418544

60 http://www.bronto.ck.ua/

61http://www.brikpress.mkgtu.ru/index.html#cont

62 http://www.evrobriket.ru/kontakt.html

63 Гребенник Д. В. Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей: дис. … канд. тех. наук / Д. В. Гребенник. – М., 2001. – 145 с.

64 Родина Л. Н. Обоснование параметров шестеренного пресса плунжерного действия для гранулирования комбикормов: дис. … канд. тех. наук / Л. Н. Родина. М., 2001. – 140 с.

65 Щербакова Н. Л.Разработка математической модели процессов центробежно-экструзионной грануляции: дис. … канд. тех наук / Н. Л. Щербакова. М., - 157 с.

66 Сартаков М. В. Разработка режимов термопластического экструзионного аппарата и технологии полифункциональных добавок на основе физики сплошных сред: дис. … канд. тех. наук / М. В. Сартаков. М., - - 132 с.

67 Глемба В. К. Разработка технологического процесса и обоснование параметров устройства для изготовления рассадных брикетов: автореф. дис. … канд. тех. наук / В. К. Глемба. М., - 19 с.

68 Плотников Д. А. Обоснование и разработка автономной установки для производства пеллет с энергообеспечением от перерабатываемого сырья: автореф. дис. … канд. тех. наук / Д. А. Плотников. М., - 24 с.

69 Платов К. В. Научное обеспечение процесса получения зерновых палочек на одношнековом экструдере: дис. … канд. тех. наук / К. В. Платов. М., - 169 с.

70 Бакаев Д. Р. Совершенствование технологии экструдирования вязкопластических масс для повышения качества пустотелых керамических изделий: дис. … канд. тех. наук / Д. Р. Бакаев. М., 2005. -154 с.

71 Денисов С. В. Повышение эффективности приготовления кормосмеси на основе стебельчатого корма и обоснование параметров пресс-экструдера: дис. … канд. тех. наук / С. В. Денисов. М., - 142 с.

72 Щербина В. И. Ресурсосберегающие процессы гранулирования и брикетирования кормов шестеренными прессами: автореф. дис. … док.тех. наук / В. И. Щербина. Азово-Черноморс. гос. агроинженер. акад., 2001 – 38 с.

73 Гаврилов Н. В. Обоснование конструктивно-режимных параметров экструдера при переработке кормосмеси: автореф. дис. … канд. тех. наук /Н. В. Гаврилов. М., - 19 с.

74 Костин Н. А. Динамика процесса экструзии при брикетировании стружки алюминиевых сплавов: автореф. дис. … канд. тех. наук / Н. А. Костин. М., - 18 с.

75 Кречетович А. П. Технические методы и средства подготовки полигонов депонирования иловых осадков для приготовления топливных брикетов: автореф. дис. … канд. тех. наук / А. П. Кречетович. М., - 21 с.

76 Блаев В. В. Разработка и исследование технологии приготовления брикетированных кормов на штемпельных прессах: дис. … канд. тех. наук / В. В. Блаев. М., - 246 с.

77 Игнатьевский Н. Ф. Научно-техническое обоснование технологии и средств механизации производства кормовых брикетов низкой плотности в оболочке: автореф. дис. … доктора технических наук / Н. Ф. Игнатьевский. М., - 34 с.

78 Песецкас Р. Ю. Состав и конструктивно - технические схемы комплектов оборудования для производства брикетированных кормов: дис. … канд. технических наук / Р. Ю. Песецкас. М., - 17 с.

79 Якименко А. В. Совершенствование технологического процесса прессования кормовых смесей и обоснование параметров пресс-брикетировщика: автореф. дис. … канд. технических наук / А. В. Якименко. М., - 17 с.

80 Атыханов А. К. Оптимизация процесса экструдирования при производстве кормовых добавок для жвачных животных: дис. … канд. технических наук / А. К. Атыханов. М., - 211 с.

81 Фисенко К. А. Оптимизация процесса экструдирования кормов с учетом изменения геометрических и режимных параметров рабочего пространства шнекового прессующего механизма: автореф. дис. … канд. тех. наук / К. А. Фисенко. М., - 17 с.

82 Смирнов В. Л.Разработка технологии механического обезвоживания смеси растений с соломой при производстве брикетированных кормов: дис. … канд. тех. наук / В. Л. Смирнов. М., - 312 с.

83 Мусалянец Г. Г. Совершенствование, разрпаботка и научно-техническое обоснование средств механизации для брикетирования кормов: автореф. дис. … доктора тех. наук / Г. Г. Мусалянец. М., - 55 с.

84 Унгурян М. А. Интенсификация процесса обезвоживания и брикетирования свекловичного жома: дис.. … канд. тех. наук / М. А. Унгурян. М., - 217 с.

Скачать: diplom.rar

Категория: Дипломные работы / Дипломные работы по машиностроению

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Привет студент

Наверх