Антипов С.Т. и др. Машины и аппараты пищевых производств. Книга 2. Том 1

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В честь Союза России

Беларуси

МАШИНЫ

АППАРАТЫ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Учебник

3-х

книгах

Книга

Том

Под редакцией академика РАСХН

В.А.

Панфилова,

профессора

В.Я.

Груданова

ством образования Республики Беларусь

ика

для

студентов специальности

>ix

производств» учреждений, обеспечивающих

ие высшего образования

'вом образования Российской Федерации

студентов высших учебных заведений,

о подготовки дипломированных специалистов

ищевая инженерия»

У''рС'"::Г:м'С

горз^окУ'ЛЯ

Н В . м

Минск

2008

Учебт

Книга

том

УДК 664(07)

ББК

36.81

я7

М38

Авторы:

СТ. Антипов, В.Я. Груданов, И.Т. Крешов, А.Н. Остршов,

В.А.

Панфилов, О.А. Ураков, В.А. Шаршунов

Рецензенты:

кафедра машин и аппаратов пищевых производств Кубанского государственного

технологического университета (зав. каф., д-р техн. наук, проф. Е.П. Кошевой);

кафедра техники мясных и молочных производств Санкт-Петербургского

государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий

(заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р техн. наук, проф. Л.К. Николаев);

научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по

продовольствию (зам. ген. дир., канд. техн. наук, доц. О.Л. Сороко);

научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации

сельского хозяйства (зав. лаб., д-р техн. наук, проф. Л.Я. Степук)

Машины и аппараты пищевых производств : учебник для вузов : в 3 кн.: Кн. 2.1 Л I

М38 СТ. Антипов [и др.]; под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова, проф. В.Я. Груданова. —

Минск: БГАТУ,

2008.

— 580 с.

ISBN 978-985-6770-89-3

(Кн.2,

т.1)

ISBN 978-985-6770-49-7

В учебнике обобщены сведения о состоянии и перспективе технического обеспечения пищевых и пе-

рерабатывающих производств. Изложены научные основы реализуемых процессов и инженерные расче-

ты важнейших характеристик машин и аппаратов. Описано оборудование для ведения механических,

гидромеханических, тепло- массообменных и биотехнологических процессов, а также для дозирования

и упаковывания пищевых продуктов.

Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов

«Пищевая инженерия» и «Пищевая промышленность».

УДК 664(07)

ББК 36.81 я7

ISBN 978-985-6770-89-3 (Кн. 2, т. 1)

ISBN 978-985-6770-49-7

СТ. Антипов, 2008

Учебник посвящается Союзу России и Беларуси.

Написан учеными Белорусского государственного аграрного

технического университета (проф. В.Я. Груданов),

Могилевского государственного университета

продовольствия (проф. В.А. Шаршунов), Московского

государственного университета пищевых производств

(акад. В.А. Панфилов, проф. О.

А.

раков) и Воронежской

государственной технологической академии (проф.

СТ. Антипов, проф. А.Н. Остриков, проф. И.Т. Кретов).

ОГЛАВЛЕНИЕ

Часть II МАШИНЫ И АППАРАТЫ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

ПИЩЕВЫХ СРЕД

Раздел

А ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ И ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Глава 7 Оборудование для мойки сельскохозяйственного сырья 7

7.1 Научное обеспечение процесса мойки сельскохозяйственного сырья 7

7.2 Классификация оборудования 8

7.3 Машины для мойки зерна 9

7.4 Машины для мойки сахарной свеклы 17

7.5 Машины для мойки плодов и овощей 23

7.6 Машины для мойки туш животных 32

7.7 Техника будущего: новые технические решения технологических задач 35

Контрольные вопросы

Упражнения 44

Глава 8 Оборудование для очистки и сепарирования сыпучего

сельскохозяйственного сырья 45

8.1 Научное обеспечение процессов очистки и сепарирования сыпучего

сельскохозяйственного сырья 45

8.2 Классификация оборудования 49

8.3 Скальператоры и камнеотделительные машины , 50

8.4 Воздушно-ситовые сепараторы и просеиватели 64

8.5 Триеры...... 85

8.6 Падди-машины 96

8.7 Воздушные сепараторы 100

8.8 Магнитные сепараторы 107

8.9 Техника будущего: новые технические решения технологических задач 114

Контрольные вопросы

119

Упражнения 119

Глава 9 Оборудование для инспекции, калибрования и сортирования штучного

сельскохозяйственного сырья 121

9.1 Научное обеспечение процессов инспекции, калибрования и сортирования

штучного сельскохозяйственного сырья 121

Оглавление

9.2 Классификация оборудования 126

9.3 Оборудование для инспекции пищевого растительного сырья 126

9.4 Калибровочные машины 131

9.5 Машины для сортирования пищевого сырья 136

9.6 Техника будущего: новые технические решения технологических задач 138

Контрольные вопросы

143

Упражнения 143

Глава 10 Оборудование для разборки растительного и животного сырья 145

10.1 Научное обеспечение процесса разборки растительного и животного сырья.... 145

10.2 Классификация оборудования 151

10.3 Обоечные и щеточные машины 154

10.4 Машины для шелушения и шлифования зерновых культур 165

10.5 Бичерушки 170

10.6 Гребнеотделители 179

10.7 Машины для очистки картофеля и корнеплодов 183

10.8 Машины для отделения шелухи и плодоножек 186

10.9 Протирочные машины 189

10.10 Установки для снятия шкур с животных 194

10.11 Установки для снятия оперения с птицы 205

10.12 Установки для снятия чешуи с рыбы 213

10.13 Машины для разделки птицы 215

10.14 Машины для разделки рыбы 222

10.15 Техника будущего: новые технические решения технологических задач... 229

Контрольные вопросы

238

Упражнения 238

Глава 11 Оборудование для измельчения пищевых сред 239

11.1 Научное обеспечения процесса измельчения пищевых сред 239

11.2 Классификация оборудования 243

11.3 Вальцовые станки 246

11.4 Дробилки 257

11.5 Мельницы 263

11.6 Плющильные машины 268

11.7 Резательные машины 272

11.8 Свеклорезки 276

11.9 Мясорубки, волчки и куттеры 283

11.10 Гомогенизаторы 300

11.11 Техника будущего: новые технические решения технологических задач... зоб

Контрольные вопросы

315

Упражн ения 315

Глава 12 Оборудование для сортирования и обогащения сыпучих продуктов

измельчения пищевых сред 317

12.1 Научное обеспечение процессов сортирования и обогащения сыпучих

продуктов измельчения пищевых сред 317

12.2 Классификация оборудования 319

12.3 Рассева 320

12.4 Ситовеечные машины 334

Оглавление

12.5 Вымольные машины и виброцентрофугалы 346

12.6 Энтолейторы и деташеры 349

12.7 Дробильно-сортировочны&машины 353

12.8 Техника будущего: новые технические решения технологических задач 357

Контрольные вопросы

362

Упражнения 362

Глава 13 Оборудование для разделения жидкообразных неоднородных

пищевых сред 363

13.1 Научное обеспечение процесса разделения жидкообразных неоднородных

пищевых сред 363

13.2 Классификация оборудования 373

13.3 Отстойники, центрифуги и сепараторы 378

13.4 Фильтры и фильтрующие устройства 392

13.5 Мембранные модули и аппараты 414

13.6 Прессы 421

13.7 Техника будущего: новые технические решения технологических задач 434

Контрольные вопросы

442

Упражнения 442

Глава 14 Оборудование для смешивания пищевых сред 444

14.1 Научное обеспечение процесса смешивания пищевых сред 444

14.2 Классификация оборудования 446

14.3 Мешалки для жидких пищевых сред 451

14.4 Месильные машины для высоковязких пищевых сред 456

14.5 Машины и аппараты для образования пенообразных масс 469

14.6 Смесители для сыпучих пищевых сред 475

14.7 Техника будущего: новые технические решения технологических задач 480

Контрольные вопросы

487

Упражнения 487

Глава 15 Оборудование для формования пищевых сред 488

15.1 Научное обеспечение процесса формования пищевых сред 488

15.2 Классификация оборудования 496

15.3 Отливочные машины 499

15.4 Штампующие машины 514

15.5 Машины для формования пластичных масс выпрессовыванием 524

15.6 Машины для формования в оболочке 533

15.7 Отсадочные машины 540

15.8 Раскаточные и калибрующие машины 546

15.9 Округлительные, закаточные и обкаточные машины 552

15.10 Машины для нарезания заготовок и изделий 558

15.11 Машины для формования сыпучих материалов 564

15.12 Техника будущего: новые технические решения технологических задач... 570

Контрольные вопросы

577

Упражнения 578

Рекомендуемая литература 579

ЧАСТЬ II

Машины и аппараты

преобразо-

ватели пищевых сред

В этой части учебника машины и аппараты представ-

лены как преобразователи пищевых сред.

За границами учебного материала осталось многочис-

ленное и разнообразное оборудование, назначение которого

непосредственно не связано с изменением потребительских

и технологических свойств пищевых сред. Это оборудование

для дозирования уже готовых продуктов и изделий и их упа-

ковывания, предназначенное для защиты определенной дозы

(порции) пищевого продукта без изменения его потреби-

тельские свойства. К этому оборудованию относятся

также конвейеры самых различных конструкций, техноло-

гические трубопроводы, паро- и воздуховоды, насосы, при-

боры для контроля и регулирования технологических процес-

сов, другие виды устройств, обеспечивающие так называе-

мые связи технологических систем.

При рассмотрении конструкций машин и аппаратов

необходимо иметь в виду, что процессы, протекающие в

них, представляют собой лишь элементы технологической

системы, которые только вместе со связями образуют эф-

фективно функционирующий поток.

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

РАЗДЕЛ А

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

И ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Механические процессы в машинах и аппаратах пищевых производств основаны

на законах механики твердого тела и реологических закономерностях деформирова-

ния пищевых сред. В зависимости от технологических свойств исходного сельско-

хозяйственного сырья можно различить следующие механические процессы: очист-

ки от примесей, сепарирования и сортирования, очистки растительного и животного

сырья от наружного покрова, измельчения пищевого сырья, сортирования и обога-

щения сыпучих продуктов, смешивания и формования высоковязких и сыпучих пи-

щевых сред.

Гидромеханические процессы преобразования сырья в продукт имеют в своей

основе законы механики твердого тела и законы гидравлики. К ним относятся про-

цессы мойки сырья, разделения жидкообразных неоднородных пищевых сред, сме-

шивания жидких пищевых сред.

Техника будущего - это, прежде всего, физика

в ее приложениях.

ИОФФЕ АБРАМ

ФЕДОРОВИЧ

(1880-1960),

физик,

академик АН СССР

Глава 7

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МОЙКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО СЫРЬЯ

Мойка - это процесс удаления с поверхности сырья остатков земли, песка, по-

сторонних тяжелых и легких примесей (камней, листьев, веток, соломы и др.) про-

точной или оборотной водопроводной водой. Моечная вода должна обеспечивать

смачивание поверхностей, диспергирование загрязнений (набухание, пептизация и

дробление белковых веществ, омыление жиров) и стабилизацию отделившихся от

поверхности загрязнений в моющей воде.

Никогда, ни при каких обстоятельствах

не разрешай себе ни зазнайства, ни чванства.

ЧЕХОВ АНТОН ПАВЛОВИЧ

(1860-1904),

русский писатель

7.1 НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА МОИКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО СЫРЬЯ

Мойка сельскохозяйственного сырья выполняется в три стадии: предварительное

ополаскивание для удаления легко удаляющихся загрязнений, основная мойка специ-

альными моющими растворами для растворения или перевода в состояние суспензии

приставших к поверхностям загрязнений, окончательное ополаскивание для удаления

всех следов остатков загрязнений. В некоторых случаях за мойкой следует процесс

стерилизации оборудования.

Глава 7 Оборудование для мойки

сельскохозяйственного сырья

Чистота отмываемых поверхностей определяется по отсутствию следов загряз-

нений, моющих средств, а также по количеству микроорганизмов на них.

Интенсификация процесса мойки при оптимальной температуре воды возможна

за счет турбулизации моющей воды у загрязненных поверхностей, что обеспечивает

возникновение сдвиговых, касательных напряжений. Движение моющей воды у от-

мываемых поверхностей оказывает механический разрушающий эффект на загряз-

нения и ускоряет физико-химическое взаимодействие. Оно осуществляется разными

способами: турбулизацией моющей воды воздушным барботированием; механиче-

ским перемешиванием моющей воды лопастями, насадками и т.д.; приведением

моющей воды в колебательное движение с помощью динамических вибраторов или

гидродинамических излучателей; турбулизацией моющей воды затопленными

струями и т.д.

После отмочки загрязнения с поверхности сырья удаляются щетками или жид-

костными струями.

Мойку растительного сырья проводят погружением в воду (отмочка), ополаски-

ванием струями воды из насадок, использованием щеточных устройств, активным

перемешиванием. В большинстве моечных машин применяют комбинацию пере-

численных способов мойки.

Для каждого вида сырья требуется свой способ и режим мойки.

В настоящее время для мойки пищевого растительного сырья и санитарной об-

работки оборудования применяются моечные машины различных типов и конструк-

ций (рис. 7.1). Они классифицируются следующим образом: по характеру процесса

(непрерывно и периодически действующие); по виду обрабатываемых объектов (для

мойки сырья); по типу устройств, перемещающих отмываемые объекты (линейные и

барабанные); по способу воздействия моющей среды (шприцевые, отмочные и от-

мочно-шприцевые). Из многообразия моечных машин наибольшее распространение

получили лопастные, ленточные, барабанные, вибрационные, комбинированные,

элеваторные, щеточные и др.

К моечным машинам предъявляются следующие требования: высокая степень

чистоты отмываемых объектов, исключение порчи сырья или боя и деформации та-

ры,

минимальный расход воды и энергии, простота изготовления и обслуживания,

высокая эксплуатационная надежность, малые габаритные размеры и масса.

Выбор моечной машины определяется структурно-механическими и прочност-

ными свойствами растительного сырья, а также характером и количеством загрязне-

ний на поверхности сырья. I

...Мне так много нужно еще сделать, а жизнь

так коротка; я должен торопиться.

ЭДИСОН ТОМАС АЛВА (1847-1931),

американский электротехник, изобретатель

7.2 КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Моечные машины

Шприцевые

В и

О et

и 2

ов

пб

*т

I ю о

о. о ж

о.

пл

го

«1

Отмочные

Отмочно-шприцевые

Ленточные

Комбинированные

<и

ны

jJH

ыс

о,

В"

В!

со S (D

ле

нт

О а> О

Рис.

7.1 Классификация машин для мойки сырья

/1 ... правильное решение должно оказаться

tfli не только изящным, но и простым.

W УИЛСОН МИТЧЕЛ (1913-1973),

американский писатель, физик

7.3 МАШИНЫ ДЛЯ МОЙКИ ЗЕРНА

Увлажнение и мойка зерна — это процессы подготовки зерна к помолу. При ув-

лажнении в зерне происходят физико-биологические изменения, в результате кото-

рых облегчается отделение оболочек от зерна при незначительных потерях эндос-

перма, при мойке очищается поверхность зерна, выделяются тяжелые и легкие при-

меси, щуплые зерна, удаляются микроорганизмы.

Для увлажнения и мойки зерна на мукомольных заводах применяют:

- машины, в которых зерно увлажняют холодной или теплой водой с целью из-

менения при гидротермической обработке его физических свойств;

- машины для увлажнения зерна паром перед шелушением или плющением при

переработке различных культур в крупу;

- машины, которые отделяют примеси, отличающиеся от зерна гидродинамиче-

скими свойствами.

Зак. 624

Глава 7 Оборудование для мойки

сельскохозяйственного сырья

Промышленность выпускает три типа увлажнительных машин: водоструйные

для добавления воды в капельном состоянии и водораспыливающие для добавления

воды в распыленном состоянии и комбинированные моечные машины с вертикаль-

ной отжимной колонкой.

Более равномерное смачивание поверхности зерна достигается в машинах, в ко-

торых вода в зерно добавляется в распыленном состоянии.

В комбинированных моечных машинах вода служит средой для выделения

примесей, трудноотделимых при сухом способе очистки зерна. В основу гидросепа-

рации положена разность скоростей падения зерна и примесей в воде.

Целесообразно подавать зерно в моечную ванну в зоне образования восходящих

потоков воды, т. е. против направления вращения зерновых шнеков.

Моечная машина Ж9-БМБ предназначена для очистки поверхности зерна от

пыли, земли, органических и минеральных примесей.

Машина Ж9-БМБ (рис. 7.2) имеет моечную ванну б, сплавное устройство 4 и

отжимную колонку 2. Насосную установку 11 с приводом и клапаном применяют

при недостаточном давлении воды. Моечная ванна представляет собой сварную

конструкцию с вмонтированными в нее лотками, в которых расположены зерновые 15

и камнеотделительные 16 шнеки. Привод шнеков осуществляют от электродвигате-

ля 7 через клиноременную передачу и редуктор 12. Ванна 6 снабжена выпускным

патрубком 5.

Сплавное устройство 4 представляет собой ванну, состоящую из двух секций:

лотка для отделения легких примесей от полноценного зерна и канала для выхода

воды с пеной из отжимной колонки. Сплавное устройство отделено промежуточной

стенкой 77 от моечной ванны 6. Отжимная колонка имеет две чугунные станины,

скрепленные между собой четырьмя чугунными стойками.

Внутрь машины вмонтирован бичевой барабан, заключенный в ситовую обе-

чайку 20. Лопатки барабана расположены по винтовой линии. Привод барабана

осуществляется от индивидуального электродвигателя 21 через клиноременную пе-

редачу, которая имеет защитное ограждение 10. Из колонки зерно выводится через

два выпускных патрубка 1.

Через приемное устройство 14 зерно подается в ванну с водой. Место его уста-

новки определяют в процессе эксплуатации (в зависимости от загрязнения зерна). В

процессе перемещения шнеками 15 зерна происходит отделение в воде минераль-

ных примесей, отличающихся от зерна плотностью. Удаление минеральных приме-

сей происходит в камнеотделителе 13. Направления движения зерна и минеральных

примесей противоположны. Зерно, перемещаемое шнеками 15, оседает в воронке

трубы 18 и струей воды, подаваемой из оросителя 3, перемещается в отжимную ко-

лонку. Пена, образовавшаяся в колонке, гасится пеногасителями сплавного устрой-

ства и частично увлекается водой в канал. Примеси из моечной ванны через воронку 8

и патрубок 9 отводятся в сборник.

В отжимной колонке под действием центробежной силы и вихревых потоков

воздуха влажное зерно прижимается к ситовой обечайке и поднимается лопатками

барабана 19 к выпускным патрубкам. Из отжимной колонки зерно поступает на

дальнейшую обработку.