Описание машинно-аппаратурной схемы производства

Клубни продвигаются вдоль  машины, поднимаются по волнистой поверхности роликов, наталкиваются на перегородки, скатываются во впадину секции. При таком движении клубни постепенно продвигаются вдоль роликов к разгрузочному окну, поджимаются поступающим картофелем и, достигнув окна в перегородке, попадают во вторую секцию, где картина движения повторяется в противоположном направлении, и так до разгрузочного окна в последней перегородке (рисунок 2.3 (б)).

Изменением ширины окон, высоты подъема заслонки в разгрузочном окне и угла наклона машины к горизонтали регулируются продолжительность пребывания клубней в машине и степень очистки.

Преимущества машины КНА-600М  по сравнению с машинами КА-350М и КА-600М заключаются в следующем:

непрерывность работы и возможность  включения в поточные механизированные линии;

снижение на 15—20% отходов  сырья;

уменьшение повреждений  наружного слоя и более гладкая  поверхность;

возможность регулирования  производительности и качества обработки  продукта.

Машины с абразивными  поверхностями рабочих органов  все же не обеспечивают полного удаления глазков и кожицы из углублений, к тому же велико количество отходов.

Физический способ очистки. Сущность физического, в частности парового, способа очистки состоит в том, что при кратковременной обработке овощей паром давлением 0,4—0,7 МПа поверхностный слой ткани провариваётся на глубину 1 —1,5 мм, а при резком снижении давления кожура растрескивается и легко отслаивается, смываясь при последующей мойке водой, при этом дочистка сведена к минимуму, а калибровка устранена.

Физический способ очистки имеет существенные преимущества:

• уменьшение количества отходов;
• повышение степени очистки и снижение повреждения поверхности;
• устранение предварительной калибровки.

Картофель и овощи любых форм и размеров хорошо очищаются, мякоть сохраняется сырой, небланшированной и хорошо измельчается на корнерезках.

Паровые очистительные машины, как правило, периодического действия.

Пароводотермический способ основан на том, что растительное сырье последовательно подвергается действию пара и воды, а также механическому воздействию при трении клубней в процессе пропарки и очистки. Здесь нужно предварительно калибровать продукт, чтобы улучшить качество бланшировки при оптимальной продолжительности обработки.

Паровые камеры имеют герметически закрываемый люк для загрузки и выгрузки обрабатываемого сырья. Форма камеры может быть цилиндрической или близкой к сферической. Через  полые цапфы подается и отводится  пар.

Паровая картофелечистка  непрерывного действия (рисунок 2.4) состоит из наклонной цилиндрической камеры 3, внутри которой вращается шнек 2. Вал его выполнен в виде полой перфорированной трубы, через которую подается пар давлением 0,3—0,5 МПа, температурой 140—160 °С. Поступающий на обработку продукт загружается и разгружается через шлюзовые камеры 1 и 4. В приводе шнека предусмотрен вариатор, позволяющий изменять частоту вращения, а следовательно, и продолжительность обработки продукта. Установлено, что чем выше давление, тем меньше требуется времени на обработку сырья. В паровой картофелечистке непрерывного действия на сырье оказывается комбинированное воздействие пара, перепада давления и механического трения при перемещении продукта шнеком. Шнек равномерно распределяет клубни, обеспечивая равномерность их обработки паром.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.4 – Схема паровой картофелечистки непрерывного действия

 

      Химический способ. Обработка картофеля, овощей и некоторых плодов нагретыми растворами щелочей приводит к снижению отходов. Использование щелочи обеспечивает хорошее качество очистки. Очень эффективна такая обработка белых кореньев и хрена, а также сливы и других косточковых плодов, у которых нужно удалить восковой налет на поверхности. Само оборудование для проведения щелочной обработки выполняется или в виде специальной ванны с перфорированным вращающимся барабаном, или барабана с вращающимся шнеком. Однако при этом способе с трудом отмывается щелочь с поверхности овощей и приходится применять поверхностно-активные вещества — смачиватели.

Комбинированный способ. Позволяет уменьшить количество отходов по сравнению со щелочным способом и снизить расход щелочи. Агрегат для щелочно-паровой очистки (рисунок 2.5) состоит из установки 1 для щелочной обработки, аппарата 2 для обработки паром, моечной машины 3 и ванны 4 для нейтрализации щелочи. Установка для обработки сырья щелочью представляет собой прямоугольную ванну, внутри которой находится перфорированный барабан с вращающимся шнеком.

Для ускорения подогрева  раствора в нижней части ванны  установлен барботер. Для поддержания  постоянной температуры раствора с обеих сторон ванны имеются змеевики, пар в которые подается автоматически. Постоянная циркуляция раствора обеспечивается центробежным насосом. Так достигается постоянство температуры и концентрации щелочного раствора во всем объеме и обеспечивается равномерность обработки. Ванна закрыта плотной крышкой и имеет вытяжку.

Рисунок 2.5 – Схема агрегата для щелочно-паровой очистки

 

         Картофель подается в перфорированный барабан, продвигается в нем шнеком и выгружается скребковым транспортером. Аппарат для обработки паром представляет собой толстостенный цилиндр из коррозиестойкой стали. Внутри цилиндра находится шнек, частоту вращения которого можно изменять с помощью вариатора. Это позволяет менять и продолжительность пребывания картофеля в аппарате от 20 до 100 с. Под действием щелочи и пара кожица размягчается и легко смывается в моечной машине. Последняя представляет собой установленный с наклоном барабан, к внутренней поверхности которого приварена лента шнека. При вращении барабана картофель перемещается к выходу и орошается сильными струями воды под давлением 0,8 МПа через сопла, расположенные в трубе, проходящей по центру вдоль оси барабана. После выхода из моечной машины картофель подается в ванну с раствором бисульфита натрия концентрацией 0,5%, что обеспечивает нейтрализацию щелочи, оставшейся в глазках клубней, и предотвращает их потемнение.

Обжиг воздухом. Производится при температуре от 800 до 1300 °С в течение (8—10) с, в подкожном слое картофеля влага почти мгновенно превращается в пар, который и отделяет кожицу от мякоти клубня и разрывает ее. Обжиг ведется во вращающихся футерованных барабанах, обогреваемых горелками на природном газе либо форсунками, в которых сжигается жидкое топливо (газотермический обжиг), или при перемещении транспортирующими цепными контурами в ажурных лотках в печах с электронагревом.

 

 

2.3 Резательные  машины

 

Машина А9-КРВ «Ритм» (рисунок 2.6) предназначена для измельчения  различных видов корнеплодов  на кубики, столбики и кружки.

 

Рисунок 2.6 – Машина А9-КРВ «Ритм»

 

          Машина имеет сварную станину 1, на которой смонтированы фланцевый электродвигатель 9 с редуктором 12, питатель 4, угловая приставка 7. Внутри питателя 4 вращается барабан 5, состоящий из двух дисков с тремя лопастями б между ними. Барабан 5 соединен с тихоходным валом редуктора 12. С торца к питателю крепится загрузочный бункер 10, а в его нижней части установлены неподвижный плоский нож 3, сменная гребенка 2 ножей продольного

На выходной части первой ступени редуктора 12 находится угловая приставка 7, на вертикальный вал 1 которой насажен горизонтальный диск 8 с закрепленными на нем ножами поперечного среза. Приставка 7 устанавливается только при резке сырья

Сырье из загрузочного бункера 10 попадает во вращающийся барабан 5, центробежной силой отбрасывается к стенке питателя 4 и лопастями 6 смещается вниз, к гребенчатым ножам 2. Гребенчатые ножи надрезают продукт в продольном направ лении на глубину, равную высоте ножа. На ту же глубину, но в поперечном направлении продукт надрезается ножами, находящимися на вращающемся диске 8. Затем надрезанный слой продукта срезается неподвижным плоским ножом 3, и срезанные кубики падают в разгрузочный лоток 11.

При резке продукта на столбики необходимо снять угловую приставку 7, а при резке продукта на кружки снимают еще и сменную гребенку 2 с ножами продольного среза. Для изменения размеров измельчаемого сырья в машине предусмотрены сменные рабочие органы.

Шинковальная  машина МШ-10000 (рисунок 2.7) предназначена в основном для шинкования капусты, но может использоваться и для резки корнеплодов.

 

 

Рисунок  2.7 – Шинковальная машина МШ-10000

 

          Машина МШ-10000 состоит из смонтированной на колесах сварной рамы 8, в верхней части которой установлен корпус шинковки 4 с двумя улиткообразными, открытыми снизу раструбами и с насаженным на вертикальный вал горизонтальным ножевым диском 5. В нижней части рамы 8 находится площадка, на которой закреплен электродвигатель 9, приводящий через ременные передачи 13 и 15 в движение ножевой диск 5 и ленточный транспортер 7. Натяжной барабан 10 транспортера 7 и натяжное устройство 11 размещены на двух направляющих кронштейнах 12. Ножевой диск 5, насаженный на вертикальный вал 2, связан конической зубчатой передачей с горизонтальным валом 3. Снизу под шинковкой укреплен приемный бункер 6 с лотком, предназначенный для подачи нарезанного сырья на ленточный транспортер 7. Для ручного пуска машины служит червячная передача, смонтированная в коробке, укрепленной на раме. Она имеет рычаг 14 с рукояткой.

Сырье подается в машину через съемный загрузочный бункер 1 в приемные раструбы корпуса шинковки, с помощью вращающегося ножевого диска 5 затягивается внутрь раструбов и заклинивается между диском и внутренней стенкой раструба. При дальнейшем вращении диска 5 ножи последовательно срезают слой продукта, который проходит под диск через прорези, сделанные перед каждым из одиннадцати ножей, и попадают на ленту транспортера.

Техническая характеристика резательной машины представлена в таблице 2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2 – Техническая характеристика резательных машин

Показатель	А9-КРВ «Ритм»	МШ-10000
1	2	3
Производительность в  зависимости от вида сырья и размеров нарезаемого продукта, кг/ч	До 2000	До 10000
Размеры нарезаемых кубиков, мм	10*10*10; 7*7*7	Стружка длиной не менее 5 мм
Частота вращения ножевого диска, мин-1, при резке на кубики размером, мм:
10*10*10	455	210
7*7*7	655	210
Мощность электродвигателя, кВт	1,5	4,0
Скорость движения ленты  транспортера, м/с	-	2,08
Габаритные размеры, мм	1080*1972*1505	1600*1020*1500
Масса, кг	380	500

 

Инженерные расчеты. Производительность резательных машин при принудительной подаче продукта П (кг/с)

 

где F —  площадь сечения потока продукта, м²; v — скорость потока, м/с; — коэффициент, учитывающий отклонение фактической производительности от расчетной; — плотность продукта, кг/м³.

Мощность электродвигателя резательных машин N (кВт)

 

где W— удельная работа резания, кДж/м²; к — коэффициент использования режущей способности машины; Р — режущая способность машины, м²/с; | — коэффициент запаса мощности электродвигателя на случай пуска машины под нагрузкой ( = 1,25 - 1,35); — механический КПД ( = 0,75 - 0,80); —коэффициент, учитывающий расход энергии на подачу и отвод продукта (µ₁ =0,90 - 0,95).

Площадь F (м²), приходящуюся на разрезание 1 кг продукта, определяется по формуле

 

где z, z₀ — соответственно количество кусочков до и после измельчения, шт,; f, f₀ — площадь боковой поверхности кусочков до и после измельчения, м².

При проектировании машин  размеры и количество ножей, их скорость определяют по режущей способности ножей, которая находится из формулы: для многодисковых или многоленточных машин

 

где h_i — толщина разрезаемого продукта, м; v_i — скорость подачи продуктов, м/с; х_i — количество ножей в одной группе, шт.;

для машин с серповидными ножами

 

где S — площадь среза слоя продукта, находящегося в чаше или желобе машины, м²; — частота вращения ножей, с^-1; z₀ — количество ножей, шт.;

для машин с плоскими ножами, совершающими поперечные разрезы продукта, движущегося со скоростью v_n

 

где a, b — поперечные размеры сечения продукта, подаваемого на резание, м; с — расстояние между ножами по длине продукции, м.

 

 

 2.4 Конвейерные сушилки

 

Конвейерные сушилки представляют собой конвейерные камеры, внутри которых расположены конвейеры и снабжены вентиляционным оборудованием. Сушка продукта в них осуществляется чистым, нагретым в паровых или огневых калориферах воздухом, температура которого зависит от вида высушиваемого продукта и влажности.

Имеются одноярусные и  многоярусные конвейерные сушилки, в которых материал перемешивается, пересыпаясь с одной ленты на другую. К конвейерным сушилкам относятся Г4-КСК-90 (для сушки картофеля и овощей), СКО-90 (для сушки овощей и фруктов), СПК-4Г и ЛС-2А (для сушки короткорезаных и длинных макаронных изделий), ЧСП (для сушки скрученного чайного листа) и др.