Identification of extrusion process parameters based on its response to the step function

• Autorzy: Żelaziński T. , Ekielski A.

Identyfikatory

DOI

10.14654/ir.2014.150.050

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja parametrów procesu ekstruzji na podstawie jego odpowiedzi na wymuszenie skokowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of the research on the single-screw extruder strength on sudden changes of dosing raw material during the extrusion process. The tests were carried out in a short single-screw extruder KZM-2 whose relation of length to diameter of a screw was 6:1 and rotational speed was 200 rpm. Grits moistened up to 15% moisture and five disturbing samples of mass 0.2-1.2 kg prepared from the same raw material constituted a research material. Particular samples were used for disturbing a stable course of the extrusion process. Disturbance of the process consisted in fast introduction of the whole disturbing dose to the extruder input and measurement of the value of intensity change of current consumed by the extruder engine, time of return to stable conditions and changes in the image of obtained samples of extruder. Measurements of the impact of disturbance on the measured amounts were carried out for three settings of extruder performance. It was found out that a single-screw extruder at all set performances reacted with fast increase of electric current consumption; moreover, time of process stabilization changed each time. Moreover, it was reported that particular disturbing doses affected significantly the changes of quality parameters of extrudates.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności ekstrudera jednoślimakowego na nagłe zmiany dawki podawania surowca w trakcie procesu ekstruzji. Badania przeprowadzono w krótkim ekstruderze jednoślimakowym KZM-2 o stosunku długości do średnicy ślimaka 6:1 i prędkości obrotowej 200 obr·min-1 (rpm). Materiałem badawczym była kaszka kukurydziana nawilżana do wilgotności 15% oraz pięć próbek zakłócających o masie 0,2-1,2 kg przygotowanych z tego samego surowca. Poszczególne próbki posłużyły do zakłócenia ustabilizowanego przebiegu procesu ekstruzji. Zakłócenie procesu polegało na szybkim wprowadzeniu do wejścia ekstrudera całej dawki zakłócającej i pomiarach wartości zmiany natężenia prądu pobieranego przez silnik ekstrudera, czasu powrotu do warunków stabilnych oraz zmian w obrazie otrzymanych próbek ekstrudatu. Pomiary wpływu zakłócenia na mierzone wielkości przeprowadzano dla trzech ustawień wydajności ekstrudera. Stwierdzono, że ekstruder jednoślimakowy przy wszystkich ustawionych wydajności reagował szybkim zwiększeniem poboru prądu elektrycznego, każdorazowo zmieniał się także czas ustabilizowania procesu. Zaobserwowano również, że poszczególne dawki zakłócające wpływały istotnie na zmiany parametrów jakościowych ekstrudatów.

Słowa kluczowe

EN

extrusion; extruder; expansion; Taguchi; disturbances

PL

ekstruzja; ekstruder; ekspansja; Taguchi; zakłócenia

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 18, No. 2
• Strony: 241--252
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Żelaziński T.

• Department of Production Management and Engineering, Warsaw University of Life Sciences, ul. Nowoursynowska 164, 02-787 Warszawa

autor

Ekielski A.

• Department of Production Management and Engineering, Warsaw University of Life Sciences, ul. Nowoursynowska 164, 02-787 Warszawa

Bibliografia

• Alvarez-Martinez, L.; Kondury, K. P.; Harper, J. M. (1988). A general model for expansion of extruded products. Journal of Food Science, 53, 609-615.
• Anderson, R. A.; Conway, H. F.; Pfeifer, V. F.; Griffin, E. L. (1969). Roll and extrusion-cooking of grain sorghum grits. Cereal Science Today, 14, 372-375, 381.
• Ekielski, A. (2006). Wykorzystanie sterowników rozmytych do optymalizacji pracy linii do ekstradowania produktów roślinnych. Inżynieria Rolnicza, 7(82), 145-153.
• Ekielski, A.; Majewski, Z.; Żelaziński, T. (2007). Wpływ wybranych parametrów ekstruzji mieszanek kukurydzianych na energochłonność procesu. Motorol, 9, 56-62.
• Erikainen, T.; Linko, P. (1987). New aproaches In extrusion cooking control, Kemia-Kemi, 14(10b), 1051.
• Hamrol, A. (2005). Zarządzanie jakością z przykładami. PWN. Warszawa. ISBN 83-01-14486-6.
• Kiełbas, A. (2006). Metoda Taguchi’ego – wyjście naprzeciw oczekiwaniom klienta. Materiały V Konferencji Naukowej zorganizowanej przez Katedrę Zarządzania Jakością Akademii Ekonomicznej w Krakowie pod. red. Tadeusza Sikory. Akademia Ekonomiczna w Krakowie, ISBN 8392206746.
• Mitrus, M.; Wójtowicz, A., Mościcki L. (2010). Modyfikacja skrobi ziemniaczanej metodą ekstruzji. Acta Agrophysica, 16(1), 101-109 .
• Mościcki, L.; Mitrus, M.; Wojtowicz, A. (2007). Technika ekstruzji w przemyśle rolno-spożywczym. PWRiL. Warszawa. ISBN 978-83-09-01027-2.
• Mościcki, L. (2002). Automatyzacja procesów produkcyjnych ekstrudowanej żywności i pasz. Inżynieria Rolnicza, 2(35), 223-235.
• Pęksa, A. (2007). Ekstruzja jako metoda produkcji wyrobów ekspandowanych. Seminaria Naukowe Wrocławskiego Towarzystwa Naukowego 6(57), ISSN 1642-848X.
• StatSoft (2010). Elektroniczny podręcznik statystyki PL. Statsoft, Kraków.
• Taguchi, G. (1993). Taguchi on robust technology developments: Bringing Quality Engineering Upstream, ASME Press, New York.
• Wianecki, M. (1999). Ekstruzja – przykłady zastosowań. Magazyn Przemysłu Spożywczego, 3, 26-27.
• Wójtowicz A. (2011). Wpływ parametrów ekstruzji na cechy jakościowe błyskawicznych makaronów pełnoziarnistych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 558, 287-300.
• Wójtowicz A., Mościcki L. (2008). Energy consumption during extrusion-cooking of precooked pasta. Teka Komisji Motoryzacji i Energetyki Rolnictwa, PAN, 2, 311-318.