Лекция 7. Измельчительное оборудование

1. Машины для получения пюреобразных продуктов

2. Протирочные машины и механизмы

3. Машины для приготовления картофельного пюре в пищеварочных котлах.

1. Машины для получения пюреобразных продуктов. Для получения пюреобразных продуктов на предприя­тиях общественного питания применяют ма­шины, которые подразделяются в зависимости от способа воздействия на продукт на 3 группы:

– 1 группа – машины, в которых продукт из­мельчается за счет высокочастотных колебаний в соче­тании со сдвигом;

– 2 группа – машины, в которых продукт разрезается кромками сита и продавливается че­рез его отверстия;

– 3 группа – машины, в которых продукт раздавливается быстро вращающейся лопастью и перемешивается.

Машины I группы предназначены для тонкого из­мельчения продуктов. Полученные после измельчения мелкодисперсные пищевые пасты из творога, вареных овощей, круп, мяса, рыбы используются преимуществен­но для детского и диетического питания.

Машины II группы применяются для приготовления пюре из вареных картофеля, овощей, мясных и рыбных продуктов, а также творога и др. Машины III группы применяются для приготовления картофельного пюре непосредственно в котле.

Общим технологическим требованием к пюреобразным продуктам, полученным после измельчения, являет­ся то, что пюре должно представлять собой пышную од­нородную массу, величина отдельных частиц которой не должна превышать 0,5 – 2 мм (в зависимости от вида машины).

В готовом пюре не допускается наличие не измельчен­ных кусочков, кожуры, глазков и др. Цвет пюре должен соответствовать цвету исходного продукта.

Машина МИВП (рис.27) предназначена для тонкого измельчения варе­ного мяса, рыбы, печени, овощей, круп и тво­рога.

Рис. 27. Машина для тонкого измельчения вареных продуктов: 1 – радиально–упорные шарикоподшипники; 2 – вал; 3 – шпонки; 4 – ротор; 5 – винт; 6 – штифт; 7 – загрузочный бункер; 8 – кронштейны; 9 – ось; 10 – ролики; 11 – торцевые эксцентрики; 12 – винт; 13 – регулировочное кольцо; 14 – статор; 15 – корпус; 16 – панель электроуправления; 17 – муфта.

В МИВП продукт измельчается за счет высокочастотных колебаний в зазоре между ротором и статором, а также за счет сдвига (истирания) ребристой поверхности статора и ротора.

Машина состоит (рис. 27) из корпуса 15, статора 14, ротора 4 и электродвигателя. Внутренняя поверхность статора и коническая поверхность ротора имеют цилинд­рические канавки, выполненные в зеркальном отобра­жении.

Электродвигатель установлен на плите станины, вал которого через муфту 17 соединен с приводным валом, вращающимся в двух радиально-упорных шарикопод­шипниках 1. Специальным съемником на приводном валу на двух шпонках 3 устанавливается ротор 4, имею­щий форму усеченного конуса, который с торца крепит­ся винтом 5 квалу 2.

Ротор состоит из трех частей, предназначенных для крупного, среднего и тонкого измельчения продуктов. Каждая часть отличается одна от другой размером и количеством цилиндрических канавок. В первой части 56 канавок, во второй – 80, в третьей – 120. Во всех трех частях ротора канавки расположены под углом к обра­зующей конуса, Сверху над ротором в расточке корпуса имеется регулировочное кольцо 13 стремя ступенями, каж­дая из которых соответ­ствует определенной сте­пени измельчения продук­та. На кольцо 13, закреп­ленное винтом 12, опира­ется фланцем статор. На внутреннюю поверхность статора вдоль образую­щей конуса нанесены ка­навки. Для, центрирова­ния статора в конус за­прессовано кольцо из не­ржавеющей стали. Поло­жением статора по высоте определяется величина ра­диального зазора между ним и ротором. При пово­роте регулировочного кольца статор занимает различные по высоте по­ложения. При нижнем по­ложении статора радиаль­ный зазор равен 0,2 мм, при среднем и верхнем он соответственно равен 0,4 и 0,6 мм. Штифт 6, входящий в паз статора, не дает ему по­ворачиваться в корпусе. Сверху статор прижимается загрузочным бункером 7. На фланце бункера имеются два торцевых эксцентрика 11 идва ролика 10, которые при повороте бункера по часовой стрелке запирают его. Оси 9 роликов 10 жестко закреплены на кронштейнах 8, свя­занных с корпусом машины. Разгрузочное отверстие ма­шины снабжено специальным лотком, который крепится к корпусу двумя откидными болтами. В верхней части станины расположена панель электроуправления 16.

Для установки приемной тары на передней части ма­шины имеется специальная подставка.

Протертые продукты должны составлять однородную массу пастообразной консистенции и не содержать кру­пинок непротертых продуктов. Степень измельчения протертой массы для 80% частиц не должна превышать 250 мкм по наибольшему размеру, остальные 20% ча­стиц не должны превышать 500 мкм. Определение сте­пени измельчения производят с помощью сит либо мик­роскопов с измерительной шкалой.

Обоснование конструктивных и кинематических пара­метров машины МИВП.При измельчениипродуктов каждая порция (частицы) продукта, поступая в за­зор между рабочими поверхностями ротора и статора, совершает сложное движение по конической винтовой линии, которое можно представить как совокупность движений вокруг вертикальной оси ротора и вдоль обра­зующей среднего конуса. Первое из этих движений об­условлено трением частиц о поверхность ротора и ста­тора и ударами о кромки канавок. При этом движении реакция ротора является движущей силой, а реакция статора – силой сопротивления.

Второе движение (подача), обусловлено наличием центробежной силы инерции, силы тяжести, силы трения о поверхности ротора и статора, проекций нормальной реакции кромок канавок ротора на образующую конуса и кориолисовой силой инерции.

Движения частиц продукта, расположенных в одном сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, раз­личны и зависят от их расположения по отношению к этой оси. Окружную скорость частиц, расположенных в канавках ротора, можно считать равной скорости соот­ветствующей точки ротора, частиц в канавках статора равной нулю, частиц, расположенных в зазоре, – равной некоторой средней скорости, вследствие их связи с ча­стицами первых двух групп. При ударах частиц о кромки канавок ротора и статора происходят изменения во взаимном расположении частиц в канавках и в зазоре, сопровождающиеся их деформацией и разрушением.

Кроме того, разрушение частиц продукта происходит в результате совокупного действия среднего давления в рабочей зоне, трения продукта о поверхность рабочих органов и многократного пульсирующего изменения напряженного состояния при прохождении канавок и выступов.

Подача продукта вдоль образующей конуса оказывает лишь косвенное влияние на эффект измельчения и характеризуемая средней скоростью, пред­ставляет интерес в основном с точки зрения производи­тельности машины.

Т.о., при малых угловых скоростях основным фактором измельче­ния в машине является истирание. При этом среднее приведенное давление продукта на стенки статора по всей длине распределено почти равномерно. При угловых скоростях свыше 300 рад/с давление на стенки статора зависит от частоты колебания, которая зависит от количества канавок в зонах ма­шины и подсчитывается по формуле:

(1)

где z – количество канавок; n – частота вращения ро­тора, с^-1.

Чем больше частота вращения ротора, тем больше среднее приведенное давление, значение которого опре­деляется из уравнения:

(2)

где ω – угловая скорость ротора, рад/с; r_р – средний радиус ротора, м; φ – коэффициент заполнения рабочей зоны машины продуктом (φ = 0,4 – 0,8). Наибольшее значение принимается при зазоре, равном 0,6 мм, и при отсутствии ограничителя подачи продукта; r_с – средний радиус статора, м.

Протертые продукты должны составлять однородную массу пастообразной консистенции и не содержать кру­пинок непротертых продуктов. Степень измельчения протертой массы для 80% массы частиц не должна превышать 250 мкм по наибольшему размеру, остальные 20% частиц не должны превышать 500 мкм.

Правила эксплуатации машины МИВП. Машину соби­рают и устанавливают оптимальный зазор между рото­ром и статором. Затем ставят ступенчатое кольцо в положение 1, 2 или 3 в зависимости от требуемого зазора между ротором и статором. Бункер помещают на кор­пус и поворачивают по часовой стрелке до тех пор, пока торцевые эксцентрики не будут заперты роликами. Ло­ток для выхода готового продукта устанавливают на корпус и закрепляют двумя откидными болтами. Посуду для измельченного продукта устанавливают на под­ставке. Далее нажимают на кнопку «Сеть» на задней стенке. При этом на панели управления загорается сиг­нальная лампочка. После этого нажатием кнопки «Пуск» включают электродвигатель. Подготовленный продукт загружается в бункер при вращающемся роторе. Когда измельчение основной массы закончится, нажимают на кнопку «Стоп», открывают откидную крышку выходного лотка и удаляют из него остатки измельченного про­дукта. Перед окончанием работы отключают машину от сети, нажав на красную кнопку «Стоп». После оконча­ния работы машину разбирают, промывают горячей водой, опо­ласкивают горячей водой не ниже 90 °С и просушивают. При обслуживании машины соблюдают следующие требования. Машину надежно заземляют, при этом ве­личина сопротивления заземляющего провода не должна превышать 40 Ом. Регулировку, замену деталей, исправ­ление повреждений и другие работы производят только на отключенной от сети машине. При загрузке продук­тов пользуются прилагаемой к машине лопаткой. Не допускается проталкивать продукты в бункер руками или не предназначенными для этой цели предметами.

Некоторые неисправности, возникающие во время работы машины, устраняются обслуживающим ее оператором. Так, если статор плохо вставляется в машину, оператору необходимо промыть его одновременно с корпусом. Если электродвигатель отключается или не включается при начатии пусковой кнопки «Сеть», значит, в результате перегрузки машины сработала тепловая защита магнит­ного пускателя. Для устранения этих недостатков необ­ходимо добавить жидкость в сырье и нажать кнопку «Возврат реле» или установить ограничитель подачи, уменьшить порции загружаемого сырья и нажать кнопку «Возврат реле». Остальные неисправности, возникающие в процессе работы, устраняются механиком.

3. Протирочные машины и механизмы. На предприятиях общественного питания применяются протирочные машины МП–800 (рис.28), протирочно-резательная машина МУ–1000, овощерезательно–протирочный меха­низм МОП–П–1 к приводу П–П и протирочные меха­низмы МС 7–10–160 и МС–4–7–8–20 к универсальным при­водам.

Рис. 28. Протирочная машина МП–800: а – общий вид; б – ротор с жесткими лопастями; в – ротор для протирания косточковых плодов

Продукт загружают в бункер ма­шины при равномерно вращающемся роторе, где он про­тирается через сито и сбрасывателем выбрасывается из машины в приемную емкость, установленную на под­ставке. После прекращения выхода протертого продукта нажимают кнопку «Стоп». Затем открывают откидную крышку выходного лотка и с помощью лопатки пол­ностью удаляют протертый продукт. Если протираются продукты с большим количеством отходов, то последние периодически удаляют из рабочей камеры машины. Для этого останавливают машину нажатием кнопки «Стоп», а затем нажатием кнопки «Отходы» включают реверс двигателя, освобождают рукояткой эксцентриковый за­жим, открывают крышку люка и держат ее в таком по­ложении до окончания выхода отходов в емкость.

После этого закрывают крышку люка и запирают ее эксцентри­ковым зажимом. Затем, нажав кнопку «Стоп» и кнопку «Протирка», продолжаю„т обрабатывать следующую пор­цию продуктов. После окончания работы машину отклю­чают от сети и снимают рабочие органы для санитарной обработки.

Косточковые плоды, загружают в бункер машины пор­циями по 1,5–2 кг.

Протирочно - резательная машина МУ–1000 (модель 723–7М) (рис.29).

Рис.29. Протирочно–резательная машина МУ–1000 (модель 723–7М): 1 – протирочный диск–сито; 2 – протирочные лопасти; 3 – двухзаходная улитка; 4 – горизонтальный вал; 5 – хвостовик; 6 – редукторная коробка зубчатого конического редуктора.

Подлежащий обработке продукт подается через во­ронку к двухзаходной улитке, которая направляет его к вращающимся лопастям. Последние захватывают про­дукт, продвигают его вдоль сита и продавливают через его отверстия, превращая продукт в пюреобразную массу.

Овощерезательно– протирочный механизм МОП–П–1 (рис.30). При протирке продукт из загрузоч­ной воронки поступает в рабочую камеру, где захваты­вается вращающейся лопастью, прижимается к ситу и продавливается через него. Выбрасывается продукт сбра­сывателем в подставленную тару.

Рис. 30.Механизм МОП–П–l c протирочным приспособлением: 1 – редуктор; 2 – протирочная воронка; 3 – протирочный диск–сито; 4 – протирочный рабочий ротор–лопасть; 5 – винт.

Обоснование режима работы протирочных машин. Основное влияние на качество протертой массы оказы­вают лопасти, которые для протирочных машин изготов­ляются в виде двухзаходного или однозаходного винта, импеллера, валков, бил, а также У– образной формы и др.

Такое многообразие конструкций рабочих органов протирочных машин свидетельствует о том, что до сих пор еще не выбрана наилучшая форма, которая обеспечила бы - требуемое качество пюреобразной массы.

Из опыта эксплуатации протирочных машин известно, что двухзаходные винтовые лопасти разрушают цельность клеточных оболочек у картофеля, в результате чего жидкий крахмал выливается из них и заклейстеризовывает картофельное пюре, превращая его в тягучее липкое тесто. При измельчении этими лопастями мор­кови и свеклы полученное пюре представляет собой не­однородную крупнозернистую массу.

Плотное непышное пюре получается и при использо­вании в качестве рабочих инструментов однозаходных винтовых лопастей.

Хорошее качество пюре получается при работе с ло­пастями типа импеллера. Эти лопасти продвигают про­дукт по ситу, не сжимая его и не оказывая на продукт давления. По такому же принципу работают валки и фи­гурные лопасти.

Рассматривая работу протирочных машин с точки зрения требований к качеству готового пюре, легко обна­ружить, что там, где лопасти оказывают незначительное воздействие на продукт, подвергая его минимальному давлению в плоскости расположения сита, продукт из­мельчается кромками сита без значительной деформации и сжатия, благодаря чему обеспечивается высокое каче­ство протертой массы.

При значительном воздействии лопастей на продукт в плоскости расположения сита продукт раздавливается, растирается и частично продавливается через отверстия сита неизмельчённым, в результате пюре получается тя­гучим, непышным и неоднородным.

Анализ скоростей воздействующих на продукт в пло­скости сита, показал, что качество пюре получается хо­рошим в том случае, если скорость продавливания про­дукта через отверстия немного больше или равна ско­рости продвижения продукта по ситу.

У лопасти, выполненной в виде однозаходного винта, на скорость, воздействующую на продукт, оказывают влияние два угла: угол подъема винтовой нарезки и угол рабочего профиля лопасти. Последний оказывает допол­нительное воздействие на продукт в плоскости сита, что является нежелательным. У двухзаходной винтовой ло­пасти скорость продавливания продукта через отверстия сита в два раза больше, чем у однозаходной.

Скорость, воздействую­щая на продукт (лопасть выполнена в виде импеллера), изменяется в зависимости от угла наклона и частоты вращения. Скорость выхода продукта возра­стает только при определенных значениях угла наклона лопасти к ситу и частоте ее вращения. При увеличении угла наклона лопасти свыше 45° скорость продавливания резко падает. Коэффициент проскальзывания про­дукта в плоскости сита возрастает только с увеличением частоты вращения лопасти. При угле наклона лопасти 30° коэффициент проскальзывания практически остается постоянным и не зависит от частоты вращения лопасти.

Определение производительности машин для получения пюреобразных продуктов.Производительность машины может быть опре­делена по определения производи­тельности машин непрерывного действия:

(3)

где F – площадь зазора между поверхностями ротора и статора в соответствии с рекомендуемыми зазорами между ротором и статором при измельчении различных про­дуктов, м²; v – скорость продвижения продукта вдоль образующей конуса, м/с. С учетом сопротивления прод­вижению частиц продукта за счет многократной пульсации при прохождении ими канавок и выступов скорость продвижения будет в ζ раз меньше окружной скорости ротора; ρ – насыпная масса продукта, кг/м³.

Коэффициент сопротивления продвижению частиц продукта за счет многократной пульсации при прохождении канавок и выступов (ζ) зависит от ряда факторов: динамической вязкости и влажности исход­ного продукта, частоты колебаний, величины зазора и ряда других факторов. Эмпирическое значение коэффициента ζ при измельчении продуктов с добавлением жидкости равно 2,2, при измельчении мяса, печени, рыбы ζ = 9,8.

Определение мощности электродвигателя машин для получения пюреобразных продуктов.Требуемая мощность электродвигателя машины МИВП исходя из анализа движения частиц продукта зависит от ряда факторов, основными из которых яв­ляются разрушение продукта при сдвиге за счет удара частиц о кромки канавок ротора и статора и в резуль­тате многократного пульсирующего изменения его на­пряженного состояния при прохождении канавок и вы­ступов, а также трение продукта о поверхность рабочих органов.

Мощность электродвигателя может быть определена по формуле:

(4)

где N₁ – мощность, затрачиваемая на измельчение про­дукта, кВт; N₂ – мощность, затрачиваемая на преодоле­ние трения продукта о поверхность рабочих органов, кВт; η – к. п. д. передаточного механизма.

(5)

где σ_р – сопротивление разрушению при сдвиге, кПа; v_о – окружная скорость ротора по среднему радиусу, м/с.

(6)

где Р_у – среднее приведенное давление, кПа; L – длина рабочей зоны статора, м; f – усредненный коэффициент трения продукта о поверх­ность рабочих органов (для вареной печени f = 0,3).

3. Машины для приготовления картофельного пюре в пищеварочных котлах. Машина МКП–60.Машина (рис. 31) предназначена для приготовления картофельного пюре непосредственно в пищеварочных котлах. В комплект машины входят опро­кидывающийся пищеварочный электрокотел КПЭ–60 и подкатный привод. Привод крепится на трехколесной тележке 13, два колеса которой неподвижны и третье подвижное, обеспечивает маневренность механизма. Спе­циальное устройство 12, установленное на тележке, фик­сирует ее относительно котла. На тележке установлена телескопическая колонна 11, состоящая из двух труб. Внутренняя труба может перемещаться в вертикальном направлении с помощью подъема. В верхней части этой трубы крепится на подставке привод 7 (ПМ – 1,1), на ко­жухе которого расположены станция управления и упор 8. Наружная труба крепится на тележке неподвиж­но и с внешней стороны имеет рукоятку 9 для передви­жения тележки и маховик 10 подъемного механизма.

Головка взбивателя имеет конический зубчатый ре­дуктор 6, горизонтальный вал которого соединяется с валом привода.

Рис. 31. Машина для протирания картофеля в варочном котле МКП-60: а –общий вид; б – разрез. 1 – котел; 2 – лопасть; 3 – зажимы; 4 – крышка; 5 – соединительная муфта; 6 – конический зубчатый редуктор; 7 – привод; 8 – упор; 9 – рукоятка; 10 – маховик; 11 – телескопическая колонна; 12 – специальное устройство; 13 – тележка.

На вертикальном валу расположена быстросъемная соединительная муфта 5 для подсоеди­нения лопасти 2. Лопасть 2 выполнена в виде рамки, контуры которой совпадают с контуром котла 1. Попе­речные пластины рамки заточены и согнуты под опреде­ленным углом. В процессе измельчения картофеля и взбивания пюре котел закрывается специальной крыш­кой 4 с быстродействующими зажимами 3.

После того как картофель будет сварен до готовно­сти, а отвар слит, тележку с приводом вручную подка­тывают к котлу. Для удобства установки взбивателя привод с помощью маховика поднимают в верхнее край­нее положение, а после установки взбивателя опускают до упора. Подготовленный к работе привод включают при закрытом котле 1. Спустя 2,5 мин в котел 1 через воронку вливают полагающиеся по рецепту компоненты. Общее время приготовления картофельного пюре – 5 мин. После окончания работы снимают с котла крышку и взбиватель. Затем, нажимая педаль, отсоеди­няют тележку от упора котла и откатывают ее в сторону.

Машина для приготовления картофельного пюре МКП–250.Данная машина отличается от машины МКП–60 тем, что взбиватель у нее вращается одновременно вокруг своей оси и вокруг оси котла. Для приго­товления и взбивания 200 кг вареного картофеля тре­буется 14–15 мин.

Производительность машин для приготовления кар­тофельного пюре типа МКП прямо пропорциональна емкости котла и обратно пропорциональна суммарному времени, необходимому для подготовительных операций (загрузка картофеля в котел, варка, слив воды из котла, установка взбивателя и измельчение картофеля).

Определение производительности машин. Производительность машины определяется по формуле:

(7)

где V – объем котла, м³; ρ – плотность картофеля, кг/м³; φ – коэффициент заполнения котла (φ = 0,5–0,55); Т – время полного цикла приготовления кар­тофельного пюре, мин.

(8)

где R – радиус верхней части котла, м; r – радиус пло­ской части днища котла, м; h – высота котла, м.

Определение мощности электродвигателя привода. Мощность электродвигателя привода лопасти опреде­ляется по формуле:

(9)

где М_кр – момент на вращающемся валу с лопастью, Н·м; ω – угловая скорость вращения вала с лопастью, с^-1; η – к. п. д. передаточного механизма.

М_кр = Рr_л, (10)

где Р – сила, необходимая для измельчения картофеля заточенными пластинами лопасти, которые установлены под острым углом к оси вращения лопасти, Н; г_л – ра­диус лопасти, м.

Р = qК_иSl, (11)

где q – удельное сопротивление измельчению карто­феля, Н/м; Sl – общая длина кромок пластин, уча­ствующих в измельчении, м; К_и – коэффициент исполь­зования длины кромок пластин (К_и = 0,7).

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 2521; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!