Технологические расчёты оборудования 3 страница

м.

Следовательно, мощность, затрачиваемая на измельчение:

В итоге мощность электродвигателя:

N = = кВт.

5.7. Мясорубка типа МИМ

Для мелкого измельчения сырья (мясо, рыба и др.) на предприятиях общественного питания широко используются мясорубки, принцип работы которых одинаков. Все конструкции мясорубок имеют режущие механизмы, включающие набор ножей (обычно крестообразных), подрезных и измельчительных решеток.

Процесс измельчения осуществляется путем подачи сырья шнеком к решеткам и ножам с одновременным его уплотнением (сжатием) с последующим продавливанием и резанием продукта с помощью рабочих органов.

Наиболее распространены на предприятии общественного питания мясорубки типа МИМ, которые отличаются друг от друга техническими характеристиками и некоторыми конструктивными особенностями [5, 3].

5.7.1. Описание конструкции

На рис. 5.7, а показан продольный разрез мясорубки МИМ-300, которая состоит из камеры обработки продукта и размещающихся в ней рабочих инструментов – шнека, ножей, решеток, а также станины и привода. Камера обработки 15 выполнена в виде горизонтальной цилиндрической полости, внутри которой имеются винтовые бороздки, направляющие продукт к решеткам и ножам и исключающие прокручивание сырья.

В камере обработки вращается шнек 8, выполненный в виде однозаходного винта с уменьшающимся шагом. С одной стороны в шнек ввинчен хвостовик 11, заканчивающийся шипом, посредством которого он получает вращательное движение от привода, с другой стороны - палец 1 с двумя параллельными лысками. На палец шнека насаживаются ножи и решетки, которые в результате правильной сборки образуют режущие пары. Решетки 2, 6, 7 свободно надеваются на палец шнека и удерживаются неподвижно закрепленной внутри корпуса камеры шпонкой, входящей в специальные пазы на периферийной поверхности решеток. Ножи 5 центральной частью плотно насаживаются на палец и вращаются вместе со шнеком.

Рис. 5.7. Мясорубка МИМ-300

а – продольный разрез; б – общий вид: 1 - палец; 2 - выходная ножевая решётка; 3 - упорные кольца; 4 - нажимная гайка; 5 - двусторонние ножи; 6, 7 - проходная и подрезная ножевые решётки; 8 - шнек; 9 - предохранитель; 10 - толкатель; 11, 12 -хвостовики; 13 - загрузочная чаша; 14 - двигатель-редуктор; 15 - камера обработки

Плотность прилегания режущих пар обеспечивается упорными кольцами 3 и нажимной гайкой 4, навинчиваемой на переднюю часть корпуса мясорубки. Задняя часть корпуса имеет цилиндрический хвостовик 12, который соединяется с верхней частью двигателя-редуктора 14. На горловину корпуса мясорубки устанавливается загрузочная чаша 13 с предохранителем 9, выполняющим роль ограждения и служащим одновременно для поддержания толкателя 10, с помощью которого осуществляется проталкивание сырья.

Общий вид мясорубки показан на рис. 5.7, б.

5.7.2. Расчет мясорубки

Исходные данные:

Диаметр решетки D, мм…………………………………………………105

Диаметры отверстий решеток, мм:

первая ножевая d₁………………………………………………………....9

вторая ножевая d₂…………………………………………………………5

Число отверстий решеток, шт.:

первая ножевая z₁…………………………………………………………54

вторая ножевая z₂…………………………………………………………140

Число перьев у ножей z, шт……………………………………………...4

Частота вращения ножей и шнека n, об/мин……………………………200

Определить: параметры шнека, производительность мясорубки Q, мощность электродвигателя N_эд.

Методика расчета.

1. Параметры шнека:

наружный диаметр d_H=0, 9 D=0, 9 105=94, 5 мм;

внутренний диаметр d_в=0, 45 d_H=0, 45 94, 5=42, 5 мм;

диаметр хвостовика d=0, 3 d_H=0, 3 94, 5=28, 35 мм;

длина шнека L=3 d_H=3 94, 5=283, 5 мм;

минимальный шаг витков t_min=0, 7 d_H=0, 7 94, 5=66, 15 мм;

Угол подъема винтовой линии витков:

[ .

Угол подъема последнего витка шнека принимаем =8 .

Шаг последнего витка:

мм.

Усредненное количество витков шнека:

шт.

Число витков шнека принимаем

шт.

2. Производительность мясорубки рассчитывается по формуле:

, кг/ч,

- суммарная площадь отверстий в первой ножевой решетке, м²;

- скорость продвижения продукта через первую ножевую решетку, м/с;

- плотность продукта ( =1000 кг/м³);

- коэффициент использования площади отверстий первой ножевой .

Суммарная площадь отверстий в первой решетке:

м².

Скорость продвижения продукта:

м/с,

где – наружный радиус последнего витка шнека, м;

= - внутренний радиус последнего витка шнека, м;

- коэффициент объемной подачи продукта, .

Следовательно, производительность мясорубки равна:

кг/ч.

3. Мощность электродвигателя рассчитывается по формуле:

, кВт,

– мощность, затрачиваемая на разрезание продукта в трех решетках, Вт;

- мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в режущем механизме, Вт;

- мощность, расходуемая на преодоление сил трения о шнек, Вт;

- мощность, необходимая для продвижения продукта через режущий механизм, Вт;

η - коэффициент полезного действия (.

Мощность, необходимая для разрезания продукта:

, Вт,

где - площадь ножевой решетки равная:

м²;

- коэффициент использования площади первой ножевой решетки равный:

;

- коэффициент использования площади подрезной решетки

= ;

– коэффициент использования площади второй ножевой решетки

= ;

- удельный расход энергии на резание ( =3 10³ Дж/м²).

Следовательно, мощность для разрезания продукта:

Мощность на преодоление сил трения:

, Вт,

где - наружный радиус ножа (принимаем =0, 0485 м);

– внутренний радиус ножа (принимаем =0, 01975 м);

– коэффициент трения (;

- усилие затяжки режущего механизма, равное:

- удельное давление на поверхности контакта ножей и решеток (

- ширина площадки контакта ножей с решетками,

Мощность на преодоление сил трения в режущем механизме:

Мощность, затрачиваемая на преодоление трения продукта о шнек:

Мощность, необходимая для продвижения продукта через режущий механизм:

В итоге мощность электродвигателя:

5.8. Взбивальная машина типа МВ

Взбивальные машины применяются на предприятиях общественного питания в кондитерских цехах и отделениях для взбивания сливок, яиц, кремов и других продуктов. Процесс взбивания можно подразделить на три стадии – равномерное распределение компонентов в общем объеме, растворение отдельных продуктов с образованием однородной массы и насыщение смеси воздухом. Взбитые продукты и полуфабрикаты должны представлять собой стойкие мелкодисперсные пены [1, 5].

Наибольшее распространение на предприятиях получили машины типа МВ, в которых хорошее качество взбивания продуктов достигается за счет вращения взбивателя (рабочего органа) вокруг своей оси и вокруг оси дежи (бачка).

5.8.1. Описание конструкции

Машина МВ-6 с планетарным вращением взбивателя показана на рис. 5.8. В литом корпусе 1 смонтированы электродвигатель 13, клиноременный вариатор скоростей (с раздвижным шкивом 10, ведущим валом 11, шкивом 17 и клиновым ремнем 18), двухступенчатый редуктор (с цилиндрическими шестернями 9 и коническими шестернями 7), планетарная передача, включающая водило 5, рабочий вал 6 и систему шестерен для обеспечения вращения взбивателя вокруг своей оси и оси неподвижного бачка 2. Бачок закрепляется на кронштейне 3, а пружина 12 способствует нормальному прижиму ремня 18 к канавке раздвижного шкива 10.

Частоту вращения взбивателя 4 изменяют перемещением ползуна 16, на котором установлен электродвигатель 13, с помощью рукоятки 14 и винтовой пары 15.

При этом усеченные конусы ведомого шкива 10 раздвигаются или сближаются, а межцентровое расстояние и диаметр шкива изменяется, увеличивая или уменьшая передаточное число. От вариатора скорости вращательное движение передается через двухступенчатый редуктор планетарному механизму и взбивателю 4.

Рис.5.8.Взбивальная машина МВ-6:

а – общий вид; б – кинематическая схема; 1 - корпус; 2 - бачок; 3 - кронштейн; 4 - взбиватель; 5 - водило; 6 - рабочий вал; 7 - коническая шестерня; 8 - кожух; 9 - цилиндрическая шестерня; 10 - раздвижной шкив; 11 - ведущий вал; 12 - пружина; 13 - электродвигатель; 14 - рукоятка; 15 - винтовая шестерня; 16 - ползун; 17 - шкив; 18 - клиновый ремень

5.8.2. Расчет машины

Исходные данные:

Объем бачка для смеси V, л…………………………………………10

Частота вращения взбивателя n₀, об/мин…………………………...325

Частота вращения водила n_в, об/мин……………………………….90

Вид смеси……………………………………………………..белково-сахарная

Определить: диаметр взбивателя d, геометрические размеры бачка и взбивателя, продолжительность взбивания t₀, производительность машины Q и мощность электродвигателя N (рис. 5.9).

Методика расчета.

1. Диаметр взбивателя:

м.

2. Геометрические размеры бачка и взбивателя.

Диаметр бачка (цилиндрической части):

D=1, 75 м;

высота цилиндрической части:

H=0, 5 D=0, 5 0, 248=0, 124 м;

диаметр днища бачка:

м;

высота днища бачка:

м;

общая высота бачка:

м;

высота взбивателя:

м;

диаметр прутков взбивателя м;

эксцентриситет оси взбивателя:

м.

Рис. 5.9. Расчётная схема взбивальной машины типа МВ-6

1 - электродвигатель; 2 - вариатор; 3 - зубчатая передача; 4 - коническая зубчатая передача; 5 - приводной вал; 6 - сателлитная шестерня; 7 - солнечное колесо; 8 - водило; 9 - сменный бачок; 10 - взбиватель; 11 - устройство ручного управления

3. Продолжительность взбивания:

t_o = C_m· , c,

где C_m- постоянная для смеси (C_m = 20 · 10³)

𝑣 _ср - средняя скорость взбивателя, равная:

𝑣 _ср = 1, 32 · ω _в · (r_к – r_ш) = 1, 32 · · (0, 068 – 0, 02) = 0, 6 м/с

где ω _в - угловая скорость водила, рад/с;

r_к, r_ш - радиусы делительных окружностей солнечного колеса и сателлитной шестерни ( =0, 02 м) вычисляемые из формулы:

r_к = r_ш + е = 0, 02+0, 048 = 0, 068 м

Следовательно, продолжительность взбивания:

с.

4. Производительность машины:

, кг/ч,

где - коэффициент заполнения бачка ();

- продолжительность загрузки, (30с);

- продолжительность выгрузки, (30с);

- плотность смеси, равная:

кг/м³.

Здесь , - соответственно массовые доли белка и сахара в смеси, (

, - соответственно компонентов в смеси ( кг/м³, кг/м³).

Следовательно, производительность равна:

кг/ч.

5. Мощность электродвигателя:

, кВт,

- коэффициент полезного действия, (

- скорость движения взбивателя относительно продукта, равная:

м/с;

где

- сила сопротивления движению взбивателя

, Н, где

- коэффициент лобового сопротивления,

- число прутков взбивателя (конструктивно

- площадь сопротивления движению взбивателя, равная:

м²,

- диаметр прутков взбивателя, м.

Следовательно, сила сопротивления равна:

В итоге мощность электродвигателя:

кВт.

5.9. Котлетоформующая машина по типу МФК

Процесс формования котлет заключается в придании отмеренным порциям продукта заданной формы и геометрического размера. Этому процессу могут быть подвергнуты продукты, хорошо сохраняющие приданную им форму, например, изделия из мясного, рыбного, овощного, крупяного и картофельного фаршей.

Рабочими органами формовочных машин служат различные устройства, обеспечивающие процессы сдавливания и уплотнения продукта в калибровочных гнездах с последующей передачей готового изделия по назначению. Наибольшее распространение на предприятиях общественного питания получили роторные (карусельные) котлетоформовочные машины типа МФК [1, 5].

5.9.1. Описание работы и схемы машины

Машины типа МФК работают по принципу поодиночного формования изделия при безостановочной ее работе (рис. 5.10). Такая машина включает горизонтально вращающийся ротор 4 с круглыми отверстиями – гнездами, в которых установлены поршни 7. Сбоку над столом установлен бункер 5 с лопастным нагнетателем 6. При прохождении гнезда ротора 4 под бункером поршень 7 опущен вниз и в свободный объем с помощью нагнетателя поступает фарш. При дальнейшем вращении ротора поршень поднимается с помощью копира 2 вверх и выталкивает отформованную котлету на поверхность стола, с которого она снимается сбрасывателем 3 на отводящий лоток. Передача движения на рабочие органы машины производится с помощью зубчатых передач 1 и редуктора 8, соединенного с электродвигателем.

Массу изделия при необходимости изменяют регулировочным винтом, определяющим нижнее положение поршня. Для исключения прилипания фарша имеется устройство для покрытия рабочей поверхности поршня слоем панировочных сухарей.

5.9.2. Расчет котлетоформующей машины

Исходные данные:

Производительность Q, шт/ч………………………………………3900

Число формующих емкостей i, шт…………………………………5

Масса котлеты m_k, г…………………………………………………75

Сырье………………………………………………………………мясной фарш

Определить: число оборотов стола n, ход поршня h, массу фарша в бункере m_б, мощность электродвигателя N.

Рис. 5.10. Кинематическая схема роторной котлетоформовачной машины:

1 - зубчатые передачи; 2 - копир; 3 - сбрасыватель; 4 - ротор; 5 - бункер; 6 - лопастной нагнетатель; 7 - поршни; 8 - редуктор

Методика расчета

1. Число оборотов формовочного стола:

об/с.

2. Ход поршня:

, м,

- диаметр цилиндра стола (выбираем

- толщина слоя сухарей на торце поршня (

- объем емкости для котлеты, равный:

м³.

( - плотность фарша, кг/м³).

Следовательно, ход поршня:

3. Масса фарша в бункере:

кг,

где – коэффициент заполнения бункера (

- объем части бункера для фарша, равный объему бункера минус объем в бункере, занимаемый лопастью.

м³,

где - внутренний диаметр бункера (конструктивно м);

- высота бункера (конструктивно 0, 35 м).

Тогда масса фарша в бункере:

кг.

4. Мощность электродвигателя:

, кВт,