Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Marcin Mitrus"

Ekstruzja w przetwórstwie rolno-spożywczym Cz. IV. Przepływ masy i rozkład temperatury w ekstruderze jednoślimakowym


  W czasie procesu ekstruzji główną rolę odgrywają dwie podstawowe grupy czynników, a mianowicie: czynniki wynikające z rodzaju obrabianego materiału oraz czynniki wywodzące się z eksploatacyjno- technicznych charakterystyk ekstrudera. Najistotniejsze czynniki z pierwszej grupy to: wilgotność, lepkość oraz skład chemiczny surowca, a w przypadku drugiej grupy to stopień sprężania, prędkość obrotowa ślimaka, temperatura procesu oraz zakres ciśnienia wytłaczania. Zakres czynników regulowanych to przede wszystkim intensywność przepływu, temperatura procesu oraz wielkość otworów matrycy. Wszystkie wymienione czynniki są w ścisłej korelacji ze sobą i mają decydujący wpływ na jakość ekstrudowanego produktu. Relacje między nimi są przedmiotem wielu dociekań teoretycznych. Dotyczy to zwłaszcza surowców roślinnych, gdzie np. występowanie przepływów newtonowskich jest ograniczone z uwagi na dużą zmienność cech reologicznych surowca. Teoria przepływu masy i rozkładu temperatur Aby móc poznać mechanizm mieszania, natężenia przepływu, rozkładu ciśnień itp., niezbędne jest ustalenie rodzaju przepływu materiału w cylindrze ekstrudera. Największą trudność przy opracowywaniu teoretycznym modelu przepływu stwarza fakt, że w strefach sprężania i wysokich ciśnień urządzenia mamy do czynienia z przepływem nienewtonowskim i nieizotermicznym. Posiłkując się teorią wytłaczania tworzyw sztucznych, zakładając stan ustalony, pomijając działanie sił bezwładności i grawitacji oraz zakładając przepływ ośrodka całkowicie nieściśliwego, przepływ materiału w cylindrze wytłaczarki zredukowany jest do przepływu w szczelinie o szerokości w, wysokości h i z jedną ścianą poruszającą się z prędkością πNDcosθ przy gradiencie ciśnienia ∂p/∂z (rys. I). Przepływ materiału rozważany jest w odniesieniu do prostokątnego układu współrzędnych x, y, z, który obraca się z prędkością kątową wokół osi układu związanej z osią cylindra ekstrudera. Cylinder po[...]

ekstruzja w przetwórstwie rolno-spożywczym cz. V. Przepływ masy i rozkład temperatury w ekstruderze dwuślimakowym


  Istnieją dwa główne typy ekstruderów: jedno- i dwuślimakowe. Ten drugi rodzaj dzieli się na tzw. ekstrudery współbieżne i przeciwbieżne. ekstrudery dwuślimakowe przeciwbieżne pracują jak pompy wyporowe o komorach w formie zamkniętego C między ślimakami, co minimalizuje mieszanie, ale także i wsteczny przepływ powodowany wzrostem ciśnienia. W ekstruderach współbieżnych materiał jest transportowany równomiernie z jednego ślimaka na drugi. Mechanizm przepływu może być opisany przez kombinację oporów przepływu i dodatniego przemieszczania masy w obszarze zazębiania zwojów. ekstrudery współbieżne pracują z reguły z większą prędkością obrotową ślimaków rzędu 300 - 600 obr · min-1. Jakkolwiek obecnie konstruuje się ślimaki o budowie modułowej o różnej geometrii, generalnie przyjmuje się ich podział na trzy różne sekcje ślimaka: - sekcja zasilania, która zapewnia stałe transportowanie dozowanego materiału; - sekcja sprężająca, w której materiał jest podgrzewany i przetwarzany w ciastowatą masę; - sekcja wysokich ciśnień, w której konfiguracja ślimaka zapewnia stałe zasilanie matrycy materiałem. Podstawowym problemem w opisie modelu przepływu wewnątrz ekstrudera jest to, że przepływ w sekcjach sprężającej i wysokich ciśnień jest nie newtonowski i nie izotermiczny. Dlatego równanie ruchu, tak jak równanie energii powinno być przedstawione tak, aby otrzymać realistyczny model przepływu. główna procedura jest pokazana w schemacie na rysunku 1. zespół równań może być rozwiązany tylko z kilkoma przybliżeniami. Najważniejsze są założenia stanów utajonych, w pełni rozwiniętego nieściśliwego przepływu cieczy oraz nieistotności sił bezwładności i grawitacji. Pozostałe założenia przedstawione zostały w cz. IV cyklu ("Przegląd Zbożowo-Młynarski" nr 4/2013). z tymi założeniami i uproszczeniami jesteśmy w stanie rozwiązać równia ruchu i energii. oczywiście dotyczy to cieczy newtonowskiej z lepkością niezależną od temperatury[...]

Skrobia termoplastyczna (TPS)


  Wraz ze wzrostem proekologicznej świadomości społeczeństwa wzrosło zainteresowanie skrobią jako materiałem mogącym mieć zastosowanie w przemyśle opakowaniowym. Chodzi tu przede wszystkim o możliwość częściowego lub nawet całkowitego zastąpienia polimerów syntetycznych, powszechnie używanych przez przemysł opakowaniowy. Z uwagi na to, że skrobia ulega biodegradacji do CO2 i wody w stosunkowo krótkim czasie w porównaniu z większością tworzyw sztucznych oraz z uwagi na niedoskonałości istniejących technologii wytwarzania materiałów biodegradowalnych w ostatnich latach rozpoczęto zakrojone na szeroką skalę badania mające na celu zwiększenia udziału skrobi w kompozytach skrobia-plastik do jak najwyższego poziomu. Ostatecznym celem tych badań jest uzyskanie komercyjnych przedmiotów jednorazowego użytku otrzymanych z czystej skrobi i wyłączenie z receptury tworzyw sztucznych. Idealnym rozwiązaniem wydaje się być tzw. skrobia termoplastyczna TPS (z ang. thermoplastic starch), która może być przetwarzana za pomocą tradycyjnych technologii stosowanych w produkcji tworzyw sztucznych, tj. wytłaczanie i wtrysk wysokociśnieniowy [18, 29, 41, 48]. W celu uzyskania skrobi termoplastycznej należy zniszczyć półkrystaliczną naturę ziarenek skrobi poprzez termiczne i mechaniczne przetworzenie. Ponieważ temperatura topienia czystej suchej skrobi jest znacznie wyższa niż temperatura jej rozkładu podczas przetwarzania, potrzebny jest dodatek plastyfikatora takiego jak woda. Pod wpływem temperatury oraz sił ścinających następuje rozerwanie naturalnej, krystalicznej struktury ziarenek skrobi i polisacharydy tworzą ciągłą polimerową fazę [1, 2, 8, 17, 20, 26, 30, 33, 41, 44, 46]. 2. Surowce Skrobia Skrobia jest polimerem sześciowęglowego cukru D-glukozy niezależnie od botanicznego źródła pochodzenia. Polimeryzacja glukozy w skrobi skutkuje dwoma typami polimerów: amylozą i amylopektyną. Amyloza jest zasadniczo polimerem liniowym, [...]

Addition of bark in the production of the starch-based composites Dodatek kory w produkcji biokompozytów skrobiowych DOI:10.15199/62.2015.10.19


  Corn starch was modified by addn. of ground bark (up to 30% by mass), and glycerol (20% by mass), and processed by extrusion at 80-120°C and screw speed 60-100 rpm. The thermoplastic starch (TPS) granulates were studied for expansion index, microstructure and some mech. properties. The addn. of bark resulted in increasing homogeneity of the TPS structure and its elasticity. Unfortunately, insufficient binding of bark with starch matrix resulted in decreasing the compression strength of TPS. The addn. of 20% bark was found optimum amt. in the prodn. of TPS. Przedstawiono wyniki badań struktury oraz wybranych cech mechanicznych granulatów biopolimerów skrobiowych z dodatkiem mielonej kory. Zastosowanie mielonej kory jako wypełniacza wpłynęło pozytywnie na poprawę jednorodności struktury skrobi termoplastycznej (TPS). Dodatek ten spowodował obniżenie ilości i wielkości pustych przestrzeni w uzyskanym granulacie. Zwiększona jednorodność granulatu korzystnie zwiększyła jego sprężystość. Niestety, niedostateczne związanie kory z matrycą skrobiową spowodowało obniżenie wytrzymałości na ściskanie, szczególnie przy największej ilości zastosowanego wypełniacza. Na podstawie przeprowadzonych badań można wnioskować, że 20-proc. udział mielonej kory jest optymalną ilością wypełniacza w produkcji biopolimerów skrobiowych. Rozwój proekologicznej świadomości społeczeństwa sprawił, że na całym świecie wzrosło zainteresowanie metodami ochrony środowiska. Dotyczy to szczególnie ograniczenia produkcji śmieci powstałych z opakowań z tworzyw sztucznych. Celem badań jest stworzenie w pełni biodegradowalnych materiałów opakowaniowych, najlepiej z surowców odnawialnych1-5). Dobrym rozwiązaniem wydaje się być skrobia termoplastyczna, która ma tę dodatkową zaletę, że można ją przetwarzać konwencjonalnymi technikami. W celu wytworzenia TPS trzeba zniszczyć krystaliczne struktury skrobi za pomocą oddziaływań termicznych i mechanicznych. Ponieważ te[...]

Wpływ dodatku środka spieniającego na właściwości pianek skrobiowych DOI:10.15199/62.2018.5.4


  Pod pojęciem polimerowe materiały spienione rozumie się tworzywa polimerowe o strukturze bąbelkowych porów, ale tym terminem określa się także materiały o strukturze siatkowej. W powszechnym słownictwie tworzywa spienione nazywa się piankami (foams).Wytwarzane na bazie polimerów charakteryzują się obecnością różnych związków gazowych w porach, podobnie jak w kompozytach polimerowych i innych materiałach, w których gaz jest umieszczany celowo. Polimery spienione stosowane są m.in. w produkcji tworzyw termizolacyjnych1-3). Polimerowe materiały spienione to przede wszystkim poliuretany (PU), polistyren (PS), poli(chlorek winylu) (PVC), polietylen (PE) i żywice mocznikowo-formaldehydowe (UF). Do spienianych tworzyw należą również fenoplasty (PF), żywice epoksydowe (ER), żywice krzemoorganiczne (OS), octany celulozy oraz poli(metakrylan metylu) (PMMA). W ciągu ostatnich lat zaczęto spieniać również polipropylen (PP), poliwęglany (PC), poli(tetrafluoroetylen) (PTFE) oraz poliamidy (PA)4-8). Polimerowe materiały spienione, dzięki swojej komórkowej strukturze i bardzo dobrym właściwościom izolacyjnym, znalazły szerokie zastosowanie w budownictwie, chłodnictwie oraz opakowalnictwie9, 10). Dobór odpowiednich zabezpieczeń przeciwwstrząsowych uzależniony jest od rodzaju stosowanego opakowania, kształtu i masy wyrobu, jego wrażliwości na mechaniczne uszkodzenia oraz od możliwych utrudnień w trakcie transportu i przemieszczania produktu. Na rynku dostępnych jest wiele grup produktów, które należy zabezpieczać przed uszkodzeniami mechanicznymi. Spienione tworzywa sztuczne są bardziej wytrzymałe niż opakowania tekturowe i odporne na wiele negatywnych zjawisk11-13). Intensyfikacja procesu wytwarzania wyrobów wrażliwych na uszkodzenia mechaniczne przyczyniła się do zwracania większej uwagi na właściwe ich pakowanie i stosowanie spienionych materiałów opakowaniowych na bazie polimerów. W Stanach Zjednoczonych dużą ilość materiałów spienionych wy[...]

 Strona 1