МАТРИЦА ПРЕССУЮЩЕЙ ГОЛОВКИ МАШИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2001 года по МПК A21C11/16 

Изобретение относится к области пищевого машиностроения, а именно к матрицам прессующих головок машин для производства макаронных изделий, и может быть использовано на различного рода предприятиях агропромышленного комплекса, занимающихся изготовлением таких продуктов питания.

Известны ряд аналогов изобретения как отечественной, так и зарубежной разработки (см., например, "Справочник по макаронному производству", авт. М. Е. Чернов, Г.М. Медведев, В.П.Негруб, М.: Легкая промышленность, 1989 г.).

В конструкциях макаронных машин матрица является одним из основных их рабочих органов и предназначена для придания тесту необходимой формы.

Она должна обеспечивать высокую производительность машины, устойчивость формы изготавливаемых продуктов в процессе последующей обработки и соответствующее качество их.

Одними из основных требований, которым должна удовлетворять матрица прессующей головки, являются ее высокие антиадгезионные свойства, способствующие исключению прилипания теста к рабочей поверхности формообразующих фильер (отверстий), и прочностные характеристики.

Указанными свойствами и характеристиками в основном определяются стойкость матрицы, производительность машины в целом и товарный вид изготавливаемого продукта.

В зависимости от конструктивного исполнения фильер известные матрицы подразделяют на два основных вида: без центральных вкладышей и с ними.

Матрицы с фильерами без вкладышей используют для формования нитеобразных (вермишель) и лентообразных (лапша) макаронных изделий, а с вкладышами - для трубчатых (рожки) и некоторых видов фигурных продуктов (ракушки, змейка и др.).

Обычно матрицы макаронных машин изготавливают цельнометаллическими из антифрикционных и прочных металлов, таких как латунь ЛС59-1, твердая фосфористая бронза БрАЖ9-4 и нержавеющая сталь IX18H9T.

Учитывая дефицитность и достаточно большую стоимость указанных материалов нержавеющую сталь часто заменяют более доступными и дешевыми хромистыми сталями 2Х13 и 3Х13, а из латуни и бронзы изготавливают только сменные вставки с фильерами необходимого профиля, устанавливаемые в специально выполняемых для этого в теле корпуса матрицы проходных ступенчатых каналах (колодцах).

Это позволяет сэкономить достаточно дорогой и дефицитный материал.

Однако и в первом и во втором случаях поверхность выпрессовываемых с использованием металлических матриц макаронных изделий получается шероховатой.

Указанное обстоятельство обусловлено прилипанием теста к поверхности фильеры: прилипший к ней слой теста становится неподвижным, а последующий движется, отрываясь от него.

В результате существенно замедляется скорость выпрессовки макаронных изделий, а на их поверхности образуются заусенцы и надрывы. Цвет получаемых изделий - неоднотонный, белого оттенка.

Макаронное тесто сильно прилипает к матрицам, изготавливаемым из нержавеющей стали, меньше - к латунным и гораздо слабее - к бронзовым. При этом прилипание теста тем выше, чем хуже обработана поверхность фильер.

По этой причине фильеры известных металлических матриц обычно подвергают достаточно трудоемким и дорогим видам механической и специальной обработки (шлифование, полировка, хромирование).

Для исключения вышеперечисленных недостатков в современных отечественных и зарубежных макаронных машинах в основном используют сборные конструкции матриц со сменными вставками из фторопласта-4, в которых выполнены фильеры необходимого профиля. К рабочей поверхности указанных фильер тесто практически не прилипает.

Из числа известных аналогов предлагаемого технического решения ближайшим (прототипом) может служить матрица прессующей головки машины для производства макаронных изделий, общий вид которой приведен на рис. 35в (стр.146) "Справочника по макаронному производству" (авт. М.Е. Чернов, Г.М. Медведер, В.П. Негруб, М.: Легкая промышленность, 1989 г.).

Конструктивно она состоит из силового металлического корпуса с проходными ступенчатыми каналами, внутри которых установлены сменные вставки из фторопласта-4 с формообразующими фильерами и отдельно выполненные от них заходные части в виде металлических втулок.

Фильеры фторопластовых вставок известных матриц обладают прекрасными антиадгезионными свойствами и обеспечивают наивысшую производительность машины.

Однако они обладают рядом существенных недостатков, обусловленных в основном механическими свойствами используемого для из изготовления материала.

К числу указанных недостатков можно отнести высокую стоимость фторопласта-4, трудности его переработки и невысокие прочностные качества и твердость.

Ниже приведен ряд его физико-механических характеристик.

Прочность при растяжении - p = 15-35 МПа
Прочность при сжатии - сж=10-12 МПа
Прочность при статическом изгибе - 14-18 МПа
Твердость при заданной нагрузке - 3-4 кгс/мм²
Коэффициент линейного расширения - a·10^-5=8-25 К^-1
Температура размягчения - 110^oC
Фторопласт-4 - неполярный кристаллический полимер. Его получают из высокомолекулярного порошка, который невозможно расплавить.

Компактные изделия из порошка получают посредством прессования с последующим спеканием при температуре ниже 400^oC и в них остается пористость.

Окончательные размеры и чистота в поверхности фильер обеспечиваются механической обработкой.

Указанный полимер обладает хладотекучестью под нагрузкой (изготовленные из него изделия нельзя нагружать, даже при нормальной температуре, выше 30 кгс/см²).

Низкими прочностными характеристиками, твердостью и температурой размягчения собственно и обусловлена и относительно невысокая стойкость изготавливаемых из него сменных вставок для матриц макаронных машин.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, технологии изготовления, а также улучшение эксплуатационных качеств заявляемой матрицы и товарного вила формуемых при помощи нее макаронных изделий.

В соответствии с изобретением она достигается тем, что в предлагаемой матрице сменные вставки изготовлены методом литья под давлением из поликарбоната.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображены:
на фиг. 1 - общий вид заявляемой матрицы;
на фиг 2 - продольный разрез А-А матрицы;
на фиг. 3 - выносной элемент Б с вариантным исполнением сменной вставки с плавно скругленной заходной частью фильеры и верхним расположением опорного буртика;
на фиг. 4 - выносной элемент В с вариантным исполнением сменной вставки с конической заходной частью фильеры и нижним расположением опорного буртика;
на фиг. 5 - схема установки в колодцах корпуса матрицы центрального вкладыша;
на фиг. 6 - вид В на опорную головку центрального вкладыша (матрица условно не показана).

Заявляемая матрица прессующей головки машины ля производства макаронных изделий содержит силовой металлический корпус 1 c проходными каналами (колодцами) 2 ступенчатой формы, внутри которых на опорных поясках 3 установлены сменные вставки 4 с формообразующими фильерами 5.

Форма фильер 5 может быть самой разноообразной (от цилиндрической до фасонной).

В зависимости от профиля фильер 5 они могут быть снабжены выполненной в теле вставки конической, либо плавно скругленной заходной частью Б, обеспечивающей оптимальные условия продавливания сырого теста через матрицу, что существенно упрощает ее конструкцию.

Сменные вставки 4 базируются в колодцах 2 при помощи верхнего, либо нижнего буртиков 7, 8 и наружной цилиндрической поверхности 9.

В зависимости от вида производимого продукта (нитеобразный либо трубчатый) заявляемая матрица может использоваться в составе прессующей головки макаронной машины как без центрального вкладыша 10, так и с ним.

Сменные вставки 4 изготовлены методом литья под давлением на термопластавтоматах, обладающих высокой производительностью.

В качестве исходного сырья для литья используют гранулированный термопласт.

Указанная технология позволяет за смену изготавливать количество сменных вставок, достаточное для сборки 300 и более матриц.

Используемый для изготовления вставок 4 полимер по сравнению с фторопластом-4 обладает большей доступностью и дешевизной, легкостью переработки и высокими прочностными и другими качествами. Он износостоек и имеет достаточно высокие антиадгезионные свойства.

Для сведения ниже приведен ряд его физико-механических характеристик.

Прочность при растяжении - 49-90 МПа
Прочность при сжатии - 90-95 МПа
Прочность при статическом изгибе - 75-110 МПа
Твердость при заданной нагрузке - 28-35 кгс/мм²
Коэффициент линейного расширения - a·10⁵ 2,5-6^-1К
Температура размягчения - 150-172^oC
Устойчивость к деформациям при температуре - от минус 100^oC до плюс 135^oC.

Сравнительный анализ указанных характеристик фторопласта-4 и поликарбоната показывает, что по большинству из них последний в несколько раз превосходит фторопласт-4 и имеет меньшую, почти в 10 раз, стоимость.

Полученные из поликарбоната сменные вставки матрицы имеют чистую (без пор) и гладкую поверхность с шероховатостью от 1,25 до 0,08 мкм и размеры в пределах 11-13 квалитета точности и практически не требуют дополнительной механической обработки.

Формование сырых макаронных изделий с использованием заявляемой матрицы осуществляется общеизвестным способом посредством выпрессовавания (продавливания) предварительно уплотненного теста через профилированные фильеры сменных вставок, установленных в колодцах ее корпуса.

При этом наличие в фильерах специальной заходной части обеспечивает благоприятные условия затекания макаронного теста в профилированный канал фильеры, а высокие антиадгезионные свойства материала вставок - большую скорость формования.

Макаронное тесто практически не прилипает к рабочим поверхностям фильер, а выпрессовываемые макаронные изделия имеют чистую и гладкую поверхность без следов непромеса, надрывов, заусенцев, бугристости и т.п.

Цвет получаемых с использованием заявляемой матрицы изделий однотонный, глубоко насыщенного кремового либо желтого оттенка, в зависимости от сорта муки.

При необходимости замена вставок в корпусе матрицы осуществляется достаточно легко, без каких-либо затруднений.

Заявляемая матрица полностью изготовлена из отечественных конструкционных материалов с использованием современного высокопроизводительного оборудования и прогрессивной технологии.

С учетом этого она может быть многократно воспроизведена по разработанной на нее конструкторско-технологической документации в условиях серийного производства на обычных машиностроительных заводах, располагающих таким оборудованием.

Предприятием АОЗТ "Конверсия" разработаны и испытаны в составе макаронных агрегатов серии "Макиз" опытные образцы заявляемой матрицы.

Стоимость используемых в них вставок из поликарбоната примерно в 10 раз меньше, чем вставок из фторопласта-4.

Проведенные испытания подтвердили высокую эффективность технических решений, заложенных в конструкцию матрицы.

Полученные в ходе испытаний данные убедительно свидетельствуют о возможности получения при осуществлении изобретения вышеуказанного технического результата, заключающегося в упрощении конструкции, технологии изготовления, а также улучшении эксплуатационных качеств заявляемой матрицы и товарного вида формуемых при помощи нее макаронных изделий.

Изобретение относится к области пищевого машиностроения и может быть использовано в агрегатах для производства макаронных изделий. Матрица содержит силовой металлический корпус с проходными каналами ступенчатой формы, внутри которых установлены сменные вставки с формообразующими фильерами, выполненными методом литья под давлением из поликарбоната. Реализуемый технический эффект заключается в упрощении конструкции, технологии изготовления, а также эксплуатационных качеств заявляемой матрицы и товарного вида формируемых при помощи нее макаронных изделий и подтвержден специальными испытаниями. 6 ил.

Матрица прессующей головки машины для производства макаронных изделий, содержащая силовой металлический корпус с проходными каналами ступенчатой формы, в которых установлены полимерные сменные вставки, отличающаяся тем, что сменные вставки изготовлены методом литья под давлением из поликарбоната.