Вопросы для самопроверки. Назначение и область применения соковыжималок на предприятиях общественного питания

Назначение и область применения соковыжималок на предприятиях общественного питания. Для получения свежеприготовленного сока из плодов и ягод непосредственно перед употреблением на предприятиях обществен­ного питания применяются соковыжималки. В настоящее время в бытовой технике широко используются соковыжималки, выпус­каемые в качестве дополнительных механизмов к мясорубкам. Эти соковыжималки работают по принципу создания давления конус­ным шнеком, сжатия продукта и продавливания отжатого сока сквозь отверстия сита.

Лекция 17. Прессующее оборудование

Вопросы для самопроверки

1 Назначение и область применения соковыжималок на предприятиях общественного питания

2. Обоснование конструктивных параметров и режим работы соковыжималки.

Примером такого устройства может быть ранее выпускавшаяся соковыжималка МСЗ–40, которая применялась на предприятиях общественного питания.

Соковыжималка МС3–40 имеет рабочую камеру 3 (рис.83), хво­стовик 1, конический шнек 5, загрузочную воронку 4 и сменные сетки 6 с отверстиями диаметрами 2; 2,5 и 3 мм.

Рис. 83. Соковыжималка МСЗ–40: 1 – хвостовик; 2 – приводной вал; 3 – рабочая камера; 4 – загрузочная ворон­ка; 5 – конический шнек; 6 – сменные сетки; 7 – подшипник скольжения; 8 – откидной болт; 9 – регулировочный винт; 10 – лоток для жома; 11 – разгрузоч­ное отверстие для стекания сока

Рабочая камера 3 выполнена в виде горизонтально расположенного пустотелого усе­ченного конуса. На внутренней поверхности камеры предусмотрены прямо­угольные выступы для опоры сменных сеток 6. Сменные сетки выполнены из нержавеющей стали в виде пустотелого усеченного конуса с отверстиями.

В верхней стенке камеры (в расширенной ее части) находится цилиндрический патрубок, к которому прикреплено загрузочное устройство в виде плоской загрузочной воронки 4.

В нижней стенке камеры по всей ее длине сделано прямоуголь­ное разгрузочное отверстие 11, которое имеет форму сливного лотка для стекания сока.

В конце рабочей камеры (в наиболее узкой ее части) предус­мотрено второе прямоугольное отверстие (разгрузочное) 10 для удаления из камеры жома.

Сечение разгрузочного отверстия регулируется винтом 9. При ввинчивании винта разгрузочное отверстие уменьшается, при вы­винчивании увеличивается.

Рабочим инструментом соковыжималки служит вращающийся внутри камеры шнек 5, изготовленный из нержавеющей стали и имеющий винтовую нарезку конической формы. Благодаря посте­пенному уменьшению диаметра винтовой нарезки и шага витков захватываемый шнеком продукт одновременно с продвижением вдоль камеры раздавливается, уплотняется, и отжатый сок через отверстия сетки стекает в сливной лоток.

Хвостовик 1 выполнен в виде пустотелого цилиндрического стержня, который закрепляется винтами в цилиндрической гор­ловине универсального привода. Кроме того, хвостовик снаб­жен двумя боковыми приливами в виде скоб, за которые с по­мощью двух откидных болтов 8 притягивается расширенной торцевой стороной рабочая камера. Соковыжималка приводит­ся в действие от привода ПУ–0,6. Для этого горизонтальный приводной вал 2 одним концом жестко (с помощью винтовой нарезки) закрепляется в шнеке, другим наружным концом квад­ратной формы вставляется в квадратное гнездо выходного вала привода.

Шнек, составляющий таким образом одно целое с горизон­тальным приводным валом, поддерживается двумя подшипника­ми скольжения 7, один из которых расположен в торцевой стенке узкой части камеры, другой – в торцевой стенке хвостовика со­ковыжималки.

Ниже приводится техническая характеристика соковыжималки МСЗ – 40.

Принцип действия. Подготовленные к отжатию продук­ты (фрукты, овощи и др.) подаются в загрузочную воронку и далее к коническому вращающемуся шнеку. По мере продвиже­ния продукта вдоль оси шнека происходят его сжатие и отделение жидкой фазы от плотной.

Отжатый сок проходит сквозь отверстия сита и стекает через сливной лоток в приемную емкость. Плотная часть продукта пере­двигается к узкой части рабочей камеры и удаляется через второе разгрузочное отверстие.

Уплотнение продукта и отделение сока достигаются вследствие уменьшения диаметра шнека, шага между витками и угла их подъе­ма в сторону разгрузки плотной фазы продукта.

На этом принципе работает большое количество бытовых со­ковыжималок отечественного и зарубежного производства.

В центробежных соковыжималках (рис.84) сокоотделение про­исходит под действием центробежных сил при одновременном измельчении отжимаемого продукта быстровращающимся тероч­ным диском.

Рис. 84. Принципиальная схема центробежной соковыжималки для плодов и овощей: 1 – корпус; 2 – стакан; 3 – отвод­ной канал для сока; 4 – цилиндр; 5 – сито (усеченный конус); 6 – рабочая камера; 7 – крышка; 8 – загрузочное устройство; 9 – толка­тель; 10 – разгрузочный канал для плотной фазы продукта; 11 – элект­родвигатель; 12 – опора

Измельченный продукт прижимается к вращающемуся ситу в форме усеченного конуса. Сок проходит сквозь сито и направля­ется в разгрузочный канал.

Плотная фаза отжатого продукта поднимается вверх по ситу и направляется к другому разгрузочному каналу для выгрузки. Подобный принцип используется в основном в отечественных быто­вых соковыжималках.

В соковыжималках зарубежного производства чаще всего при­меняется принцип отжатия сока вследствие трения продукта о вращающийся ротор.

Разрезанные цитрусовые плоды размещают в чашеобразной ка­мере, и сокоотделение происходит под действием ротора, за­крепленного на валу электродвигателя.

2. Обоснование конструктивных параметров и режим работы соковыжималки. Качество работы соковыжи­малок характеризуется чистотой сока.

Основными факторами, влияющими на выход отжа­того сока, являются: давление, при котором происходит отжатие сока; содержание жидкой фазы в исходное сырье в % массе сухого вещества; физико-механические характеристики исходного сырья; показатель, характеризующий способ предварительной обработки сырья; продолжительность процесса прессования; тол­щина отжимаемого слоя.

При расчете давления можно исходить из следующих предпосылок. В начале камеры (у загрузочного отвер­стия) масса не испытывает сжатия. Уплотнение ее начинается постепенно с уменьшением шага винтовой нарезки или наружного диаметра шнека. В начальный период приложения нагрузки уменьшается пористость жома и из него вытесняется основное количество возду­ха. По мере увеличения усиления отжатия происходят сближение частичек жома и увеличение числа точек контакта между ними, что приводит к вытеснению из слоя жома влаги, находящейся на поверхности частиц. В случае резкого повышения давления в начальный период отжатия вода задерживается в капиллярах, поэтому жом принимает состояние упругого, несжимае­мого тела. При этом происходит разрыв клеточного каркаса жома. Разорванные частицы жома в виде мезги проскакивают в отверстия сита и попадают в сок. По­следний виток шнека постепенно увеличивает осевое дав­ление на массу, которое воспринимается жомом. При этом вдоль камеры осевое давление в массе уменьшается за счет частичного уравновешивания его трением массы о стенки камеры. Постепенное увеличение давления при отжатии приводит к рациональному распределению уси­лия отжатия по времени и лучшему эффекту отжатия по сравнению с постоянным давлением.

Чистота получающегося сока зависит главным обра­зом от направления сжимающего усилия (давления). Направление сжимающего усилия должно совпадать с осью вращения шнека. Исходя из теории работы винто­вой кинематической пары необходимо, чтобы радиаль­ное составляющее усилие шнека было равно нулю. Это может быть обеспечено только в том случае, если угол рабочего профиля винтовой нарезки равен нулю. Это условие обеспечивается наличием упорного профиля витка шнека.

Наибольшую плотность имеет то сечение массы, кото­рое соприкасалось с последним витком шнека. Давление на виток шнека от прессования массы и продвижения ее вдоль камеры может быть определено по формуле (1):

(1)

где q_о – удельное давление, необходимое для прессова­ния массы, Па; В – постоянная величина, характеризуе­мая конструктивными параметрами шнека; L — длина камеры, м; К_ф — коэффициент фильтрации.

(2)

где pD₁ – периметр первого витка шнека в зоне загрузки продукта, м; j – коэффициент заполнения винтовой канавки шнека; b – угол подъема винтовой линии шнека; p() – площадь осевого сечения винтовой канавки в зоне загрузки.

Влияние толщины отжимаемого слоя и продолжи­тельности процесса прессования может быть определено отношением продолжительности отжатия t₂ тонкого слоя толщиной h₂ и t₂ толстого слоя толщиной h₁:

(3)

Отношение производительностей 1 м² поверхности фильтрации тонкого слоя Q₂ и более толстого слоя Q₁ будет равно:

(4)

Отсюда видно, что применение тонкого слоя при отжатии не только интенсифицирует процесс, но может одновременно увеличивать производительность фильтру­ющей поверхности.

При отжатии будут иметь место явления, свойствен­ные процессу фильтрации, описываемому уравнением Пуазейля для течения жидкости в капиллярах:

(5)

где V – объем жидкости, протекающей за время t, м³; Р – потеря давления в капилляре, Па; r – радиус капил­ляра, м; n – число капилляров на единицу площади слоя материала; F_к – площадь сечения капилляра, м²; m – вязкость жидкости, Па; l – длина капилляра, м.

На основе уравнения Пуазейля можно сделать вывод о том, что нерационально увеличивать толщину слоя, а, следовательно, и объем отжимаемой массы.

Производительность соковыжималки может быть рас­считана по формуле:

(6)

где r_н – наружный радиус шнека в месте поступления продукта, м; r_в – радиус вала шнека, м; s – шаг первого витка, м; n – частота вращения шнека, мин^-1; r – на­сыпная масса продукта, кг/м³; j – коэффициент запол­нения камеры (j = 0,2); К_пр – коэффициент проскаль­зывания продукта вместе со шнеком (К_пр = 0,5); при увеличении частоты вращения шнека К_пр увеличивается, а при n = 400 мин^-1 К_пр = 1.

Мощность электродвигателя соковыжималки рассчитывают по формуле:

(7)

где М_кр – крутящий момент для получения необходимого сжимающего усилия на жом, кН·м; w – угловая ско­рость шнека, рад/с; z – количество прессующих витков; К_а – коэффициент запаса мощности, учитывающий, что, кроме сжатия и продвижения продукта, шнек заставляет его вращаться (К_а = 1,2); h – к. п. д. передаточного ме­ханизма.

где q_п – удельное давление для прессования массы и фильтрации жидкости, Па; F – площадь поперечного сечения сжимаемой массы, м²; b – угол подъема винто­вой нарезки прессующего витка, град; r – угол трения продукта о вал шнека, град; D_cp – средний диаметр вит­ка шнека, м.

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 2132; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!