Общеизвестно, что конструкция всех (отечественного и импортного производства) макаронных прессов имеет существенный недостаток: при работе пресса уплотненное макаронное тесто выпрессовывается через матрицу не равномерно, а прядями разной длины.
Рассмотрим причины неравномерного выхода продукта.
1. Первой причиной является само физическое свойство теста. Тесто выпрессовывается в центре с наибольшей скоростью, а по мере удаления от центра скорость прессования уменьшается, затем увеличиваясь в самых крайних точках. Высокая скорость прессования в центре обусловлена законом течения вязкой пластичной массы в канале круглого сечения. Увеличение скорости выпреcсовывания у внутренних стенок камеры обусловлено повышением температуры теста приблизительно на 5-7 градусов Цельсия. Повышение температуры происходит за счет адгезии теста к внутренней поверхности камеры, что в свою очередь приводит к интенсивному трению пристенных слоев. При этом механическая энергия превращается в тепловую, вследствие чего, температура теста повышается. Разогретое тесто обладает меньшей вязкостью, а значит, течет по стенкам матричных отверстий с большей скоростью. Законы гидроаэродинамики подтверждают, что увеличение температуры вязкой пластичной массы всего на несколько градусов приводит к увеличению скорости течения в 1,5-2 раза. Разница в скорости выпрессовывания повышает долю брака в связи с разной длиной макарон.
2. На распределение скоростей также влияет и работа шнека. В предматричное пространство шнеком подается винтообразно закрученный поток теста. Последним витком создается пульсирующее давление на выходящую массу. Наличие пульсации давления в предматричной камере приводит к неравномерности прессования полуфабриката, что не только уменьшает производительность, но и затрудняет автоматизацию последующих операций.
3. Также на скорость выпрессовывания теста влияет конструкция матрицы и фильер. Если тесто, проходя через фильеры, встречает дополнительные сопротивления (неправильно рассчитано количество фильер в матрице, слишком тонкие стенки в фильере в макаронно-рожковой группе), то это приводит к уменьшению скорости прессования, увеличению гидравлического сопротивления, повышению энергоемкости процесса, а также к скорейшему истиранию фторопласта на фильерах. В результате сокращается срок их эксплуатации и возникает необходимость преждевременной замены. Поэтому производителям макаронных изделий следует более ответственно выбирать поставщика матриц и фильер.
Разработчику макаронных фильер и матриц прежде всего нужно правильно рассчитать проходное сечение матрицы. Многие производители просят установить в матрице фильер по максимуму, чтобы увеличить производительность, а это может привести к крайне нежелательным результатам: начиная от неравномерного выхода макаронных изделий, до провалов в прессовании изделий, когда тестомеcитель не успевает за шнеком. Бывают такие ситуации, когда производитель макаронных изделий хочет сменить формат. Важно понимать, что если уже существует корпус в определенном габарите с определенным количеством фильер, то в этот корпус может подойти не любая фильера в таком же габарите. Наблюдались ситуации, когда менялись фильеры просто на меньшую стенку (с 0.85мм, на 0.7мм) и в трехрядной матрице наблюдалось заметная разность длин изделий. И перед производителем уже стоял вопрос в том, что же делать: возвращать прежнюю стенку макарон или же заказывать новую предматричную матрицу-фильтр для выравнивания изделий в новых условиях. И такие задачи как: повышение производительности, снижение энергозатрат, улучшение качества получаемой продукции, уменьшение количества брака – должны решать совместно производитель макаронных изделий с производителем матриц и фильер.
Расчет предматричной матрицы проводится исходя из конкретных особенностей макаронного пресса и формата макаронных изделий. Существуют как универсальные предматричные матрицы, так и предматричные матрицы, для одного определенного формата.