ПРИСТРОЇ ДЛЯ ДОЗУВАННЯ І ФАСУВАННЯ ПЛАСТИЧНОЇ ПРОДУКЦІЇ
До пластичної (або твердоподібної) продукції згідно з реологічною класифікацією належать пружно-пластичні та пластично-пружні тіла, що мають статичну і динамічну межі напруження зсуву. Характерними представниками цієї групи продукції можуть бути: вершкове масло, маргарин, сиркова маса, сир, м’ясний фарш, дріжджі, тісто, мило тощо.
Під час фасування та дозування продукції потрібно відокремлювати певну її кількість від загальної маси та переміщувати в певному напрямку. В процесі виконання цих операцій продукція розтягується, стискується, зсувається, тобто знаходиться в умовах напруженого стану. Характер поведінки продукції під дією навантаження визначається її реологічними характеристиками.
Пластична продукція легко набуває різної форми при дії напруження, що дещо вище межі плинності, і зберігає її за незмінних параметрів навколишнього середовища. При цьому течії не спостерігається при дії напружень, менших межі плинності продукції. Наприклад, під дією сил гравітації, якщо конфігурація сформованого тіла така, що напруження, які діють в різних його точках під дією сил гравітації, не перевищують межі плинності.
Пластичні речовини характеризуються в першому наближенні двома константами: межею плинності і динамічною в’язкістю, яка залишається практично сталою при навантаженні вище межі плинності. Таким чином, динамічна (пластична) в’язкість характеризує течію середовища, яке при незначному руйнуванні швидко встигає відновлювати структуру.
Для оцінювання деформаційної поведінки пластично-в’язких матеріалів застосовують рівняння Шведова-Бингама:
T = T0+fi(—)^ (3-138)
де т — напруження зсуву;
г0 — межа плинності;
jli — динамічна в’язкість;
dy . ...
— — швидкість відносної деформації структури продукції.
Впластичнихречовинахзізростаннямнапруженьзсувуспостерігається явно виражена межа плинності, що відповідає точці найбільшого різкого
падіння ефективної в’язкості ц = г/(——). Ця в’язкість характеризує
течію середовища, в якому структура все більше і більше руйнується і не встигає відновлюватися. Найменша в’язкість, що досягається при навантаженнях, яке більше межі плинності, визначається в’язкістю того рідкого середовища, в якому руйнується просторова сітка. Це середовище загущене, тобто в’язкість його дещо завищена рівномірно розподіленими в ньому уламками зруйнованої структури. При різних температурах фасування пластична продукція (крім продукції, в якої безперервною фазою є жир) здебільшого залишається структурованою рідиною, в якій відмінністю між пластичною і найменшою в’язкістю не є дуже великою.
Твердоподібність тіла (при наявності в ньому просторової сітки) тим більше різко виражена, чим більша відмінність між найбільшою в’язкістю практично незруйнованої структури, і чим вище межа плинності, що характеризує міцність структури.
Пластичні тіла характеризуються також різними змінами деформації зсуву залежно від величини діючого напруження зсуву.
При достатньо малих напруженнях (нижче деякого значення міцності просторової структури) спостерігається повільна течія, яку можна назвати текучістю з постійною і гранично великою в’язкістю. При такій (дуже малій) течії коагуляційна структура руйнується, але встигає знову відновитися, так, що рівновісна ступінь руйнування структури в такому повільному стаціонарному потоці є дуже малою, практично невідчутною, що пов’язано з постійністю гранично високої в’язкості цв в цій області малих напружень зсуву.
При подальшому підвищенні напруження в’язкість (яка до цього зменшувалась внаслідок поступового росту ступеня руйнування в потоці при напруженні, близькому до межі міцності просторової структури) різко падає, що відповідає лавинному руйнуванню структури при переході до великих напружень зсуву. Ступінь руйнування структури в стаціонарному потоці різко збільшується, а коли вона стає гранично повною, то в’язкість зменшується до найменшого граничного //т, надалі залишаючись сталою, тобто знову незалежною від величини напруження зсуву. Таким чином, характер залежності ефективної в’язкості від напруження зсуву в стаціонарному потоці здебільшого визначає різні реологічні групи пластичної продукції. Так, наприклад, вершкове масло є желеподібною дисперсною системою, в якій безперервною фазою є жир (механічні властивості молочного жиру суттєво змінюються при невеликих змінах температури); сир, сиркова маса — в’язкопластичні системи, які при малих деформаціях подібні до в’язких рідин.
Сучасні машини автоматичної і напівавтоматичної дії для пакування пластичної продукції є одними із найбільш складних пакувальних машин. Цей фактор стримує українських машинобудівників від створення нових ефективних машин для пакування пластичної продукції у споживчу тару. Сьогодні на підприємствах України використовують зразки цієї орієнтаційної групи пакувального обладнання як далекого, так і ближнього зарубіжжя. В значній більшості існуючих пакувальних машин використовуються загальноприйняті технології пакування. А тому і в цьому випадку доцільно розглядати конструктивні особливості дозувальних пристроїв через їх класифікацію.
