CC BY
13
ANALYSIS OF THE PRODUCTIVITY OF AN EXTRUDER FOR THE PRODUCTION
OF MULTILAYER PACKAGING FILMS
A.M. Rozhkov
The article discusses and analyzes methods for producing multilayer polymer films for packaging production, identifies the advantages of the co-extrusion method, and analyzes the impact on the productivity of the extruder of the kinematic and design parameters of the screw and the parameters of the producedfilms.
Key words: multilayer packaging, film extrusion, polymer films.
Rozhkov Alexander Mikhailovich, masters, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.922; 621.921.34
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НЕДОСТАТКОВ ОТДЕЛЬНЫХ ГРУПП СМЕСИТЕЛЕЙ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
B. А. Лапина
В работе рассмотрены основные группы традиционных конструкций смесителей. Выявлены их основные достоинства и недостатки, а также проведен сравнительный анализ существующих технологических схем получения сыпучих смесей и нонмиксинговых автоматов, реализующих технологию детерминированного формирования их однородности.
Ключевые слова: смесь, смесители, стохастическое и детерминированное формирование однородности, сравнительный анализ.
В связи с созданием автоматизированных смесительных автоматов, обеспечивающих детерминированное формирование однородности смесей сыпучих материалов целесообразно рассмотреть основные функциональные достоинства и недостатки существующих традиционных групп смесителей, использующихся в настоящее время [14, 6].
Червячно-лопастные смесители. Недостатками данной группы смесителей являются значительный массоперенос с минимальной диффузией на уровне мидиобъёмов компонентов и большие энергозатраты при длительном перемешивании. В некоторых вариантах конструкций важными недостатками являются вредность и опасность условий работы и обслуживания. Также при смешивании компонентов в соотношении до 1:10 обеспечивается средний уровень качества смеси. Данные конструкции смесителей очень трудоемки и дороги в изготовлении [1, 5-7]. Обслуживание аппаратов в шлюзовом исполнении, как правило, требует операции «очисти емкостей». Некоторые элементы конструкции в случае износа не подлежат восстановлению, что определяет не высокую эффективность использования всего класса в целом.
Барабанные смесители. Эти смесители одни из самых несложных по конструкции. Недороги в производстве и просты в обслуживании. Однако обладают относительно невысокой износостойкостью, так как используют недорогие конструкционные материалы. Горизонтальные варианты конструкций, в большей степени чем остальные, способствуют сегрегационным процессам и конгломерации, особенно при длительном периодическом использовании. Аппараты наиболее безопасны, но и наиболее вредны, так как рабочий объём зачастую открыт для проникновения окружающей среды. В данных конструкциях имеется значительный массоперенос. Соотношения компонентов в смеси ограничены пределами 1:2-1:5.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2020. Вып. 10
Гравитационные смесители. Малоэффективны и используются в основном в качестве усреднителей при смешивании малых партий в соотношении не превышающем значения 1:2. Крайне экологически небезопасны и вредны при обслуживании. Однако достаточно дёшевы и требуют меньших энергозатрат. Качество получаемых на них смесей невысокое [1].
Циркуляционные смесители с псевдоожижением сыпучего материала. Их использование подразумевает значительные термические и механические перегрузки. Функционируют как правило периодически, отсюда невысокая производительность и надёжность. Обладают значительным уровнем частоты отказов. Независимо от варианта исполнения - периодического или непрерывного действия, характеризуются высоким износом рабочих частей, так как в основном используются как аппараты высокоэффективного действия. Качество получаемых на них смесей относительно высокое. Соотношение компонентов в смеси до 1:15 [6].
Шлюзовые смесители. Предполагают многоступенчатое формирование однородности получаемых смесей. Однако на каждой ступени используется одна из традиционных технологий смешения, что делает весь процесс приготовления смеси вероятностным и малоэффективным. Используются на предприятиях высокой мощности и имеют значительные габаритные размеры. Очень дороги в изготовлении и трудоемки в обслуживании. Структура смесителей как правило состоит из последовательной цепочки шлюзовых модулей различной производительности, сформированных в виде «дерева» для синтеза смеси в конечной нижней точке из большого количества составляющих компонентов. При этом отказ в работе только одного звена на одной «ветви» приводит к изменению всей рецептуры смеси и соответствующей выбраковке. Поэтому данный вид смесителей обладает низкой надежностью, особенно в комбинированном исполнении [5,6]. Технологии, которые обслуживают данные смесительные системы обладают невысокой эффективностью, сопровождаемой большим объемом вредных выбросов и отходов.
Современные автоматизированные конвейерные, роторные, бироторные и ор-товариантные нонмиксинговые установки позволяют получать смеси заданного качества в соотношении до 1:1000 и выше. Данные машины лишены значительного массо-переноса компонентов внутри рабочего пространства и синтезируют смесь на микроуровне, что позволяет получать смеси более высокого уровня качества из компонентов различных фракций и фаз. Возможна реализация технологий поштучной выдачи единичных компонентов и синтеза из данных потоков высококачественной смеси, формируя из которой эффективные выборки, возможно получение высокоэффективных сме-севых изделий. Незначительные энергозатраты вместе с экологичностью и безопасностью представляют их наиболее актуальными и востребованными на рынке современного смесительного оборудования [3,4,7]. Конструктивное исполнение данного класса оборудования для синтеза смесей заданного качества имеет широкую морфологию. Широкий спектр возможных вариантов конструкций данных машин позволяет их использовать как универсальное, так и как специализированное оборудование в различных отраслях промышленности: пищевой, фармацевтической, инструментальной, строительной, ОПК и многих других, что несомненно является значительным преимуществом перед традиционными конструкциями смесительных машин для приготовления смесей сыпучих материалов [3].
Список литературы
1. Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.
2. Евсеев А.В., Лукаш А.Н. Технологические процессы и аппараты для производства смесевых изделий // Известия Тульского государственного университета, спецвыпуск «Творческое наследие В.Ф. Прейса», 2006. С. 113-117.
3. Евсеев А.В. Классификация нонмиксинговых смесевых продуктов и устройств // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. Вып. 3. С.82-88.
4. Evseev A V., Preis V V., Kasatkin G.V. Algorithm to optimize the accuracy of the metering devices for obtaining loose material mixture of a given quality // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series1260 (2019) 032016. DOI: 10.1088/ 1742-6596/ 1260/ 3/ 032016.
5. Ластовцев А.М. О критерии эффективности процесса смешения твёрдых тел // Тезисы докладов НТК - МИХМ, 1950. №7.
6. РД РТМ 26-01-129-80. Машины для переработки сыпучих материалов. Методы выбора оптимального типа питателей, смесителей и измельчителей. 1980.
7. Сокольчик П.Ю., Сташков С.И., Малимон М.В. Прогноз и управление качеством гетерогенных сыпучих смесей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология, Пермь, 2013. С.64-83.
Лапина Виктория Александровна, студент, ews19 72@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE DISADVANTAGES OF INDIVIDUAL GROUPS OF BULK MIXERS
V.A. Lapina
The work considers the main groups of traditional mixer designs. Their main advantages and disadvantages have been identified, and a comparative analysis of existing technological schemes for obtaining bulk mixtures and non-mixing machines that implement the technology of deterministic formation of their homogeneity has been carried out.
Key words: mixture, mixers, stochastic and deterministic formation of homogeneity, comparative analysis.
Lapina Victoria Alexandrovna, student, ews19 72@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
