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

Подождите немного. Документ загружается.

Глава

Оборудование для измельчения

пищевых сред

271

При поступлении

приемный бункер исходного продукта сигнализатор

его

уровня передает воздействие продукта

на

микровыключатель, который замкнет цепь

электромагнита золотника. Последний сообщит нагнетательную полость насоса

со

штоковыми полостями гидроцилиндров.

При

этом поршни втянут штоки внутрь

гидроцилиндров, вследствие чего сблизятся корпуса подшипников вальцов

уменьшится зазор между ними.

На части хода корпусов подшипников вальцов блокировка освободит

редукто-

ре пружину сжатия

под ее

действием замкнутся кулачки муфты, обеспечивая

пе-

редачу вращения валику питателя. Последний своими рифлями станет подавать

продукт

на

плющение между вальцами. Плющеный продукт будет отводиться через

воронку

на

дальнейшую обработку. Примерно через

мин

после начала работы

установки включается подача воды

на

охлаждение вальцов.

Техническая характеристика плющильной установки

А1-КПК

Производительность,

кг/ч

1500

Толщина

хлопьев, мм 0,3...

1,5

Размеры валков, мм:

диаметр

490

длина

800

Частота вращения, мин

-1

валков 161 ...232

питательного

валика

Мощность

электродвигателя,

кВт 18,5

Расход воды

на

охлаждение,

/ч 0,6

Давление масла

гидроприводе вальца, МПа

Габаритные размеры,

мм

2000x1665x2000

Масса,

кг

4500

Инженерные расчеты. На

рис. 11.18 приведена расчетная схема

для

определе-

ния

минимально

допустимого диаметра вальцов,

необходимого для захвата измель-

чаемой частицы при горизонтальном расположении, одинаковой скорости вальцов.

Частица диаметром

до начала ее деформирования касается поверхности вальцов

в точках

А\ и

действует

на

вальцы

по

норма-

лям

касательным

этих точках

некоторой

си-

лой

Р. В

свою очередь, частица испытывает

со

стороны вальцов такую

же

силу

Р.

Вертикальные

составляющие этих

сил

IPsina

стремятся

вы-

толкнуть частицу

из

сферического клина, обра-

зуемого цилиндрическими поверхностями валь-

цов,

ее

вертикальные составляющие сил трения

2fPcosa

затягивают частицу

зазор между валь-

цами

Ь.

Отсюда очевидно, чтобы частица была

"(tl/2)cosa

затянута вальцами, необходимо выполнение сле-

Рис.

11.18 Расчетная схема для

дующего неравенства:

определения минимально допустимого

диаметра вальцов

272

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

IPsina

< 2fPcosa,

откуда

sina/cosa

или tga <

tgq>.

Следовательно,

угол

а, называемый

углом

захвата,

должен быть меньше

угла

трения ф частицы о поверхность вальца.

Так как

+ Ъ = Dcosa + dcosa,

то

минимально допустимый диаметр вальцов по условию

захвата

частицы вальцами,

т. е. с учетом

того,

что предельное значение

угла

захвата

должно быть равно

углу

трения ф, будем определять

min

по формуле

„

= (dcosf - b)/(\ - cosy).

Производительность

плющильной

машины

(кг/с)

определяют по формуле

= pLvibk,

где

р - плотность измельчаемого продукта, кг/м

; L - длина вальца, м;

- межваль-

цовый зазор, м; vj - скорость прохождения обрабатываемого продукта между валь-

цами, м/с; к - коэффициент использования зоны измельчения (к < 1).

Конечно,

надо

уметь

преодолевать

трудности,

но

надо

уметь

и не

воздвигать

их

перед

собой...

КАПИЦА

ПЕТР

ЛЕОНИДОВИЧ

(1894-1984),

физик, академик АН

СССР

11.7

РЕЗАТЕЛЬНЫЕ

МАШИНЫ

Машина

А9-КРВ

«Ритм»

(рис. 11.19) предназначена для измельчения различ-

ных видов корнеплодов на кубики, столбики и кружки.

Машина имеет сварную станину /, на которой смонтированы фланцевый элек-

тродвигатель 9 с редуктором 12, питатель 4, угловая

приставка

7. Внутри питателя 4

вращается барабан 5, состоящий из двух дисков с тремя лопастями 6 между ними.

Барабан

5 соединен с тихоходным валом редуктора 12. С торца к питателю крепится

1972

Рис. 11.19

Машина

А9-КРВ

«Ритм»

Глава

Оборудование

для измельчения

пищевых

сред

273

загрузочный

бункер 10, а в его нижней части установлены неподвижный плоский

нож 3, сменная гребенка 2 ножей

продольного

среза и разгрузочный лоток 11.

На

выходной части первой ступени редуктора 12 находится угловая

приставка

на вертикальный вал 1 которой насажен горизонтальный диск 8 с закрепленными на

нем

ножами поперечного среза. Приставка 7 устанавливается

только

при резке сы-

рья на кубики.

Сырье

из загрузочного бункера 10 попадает во вращающийся барабан 5, центро-

бежной

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 направ-

лении

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

продольно-

го

среза. Для изменения размеров измельчаемого сырья в машине предусмотрены

сменные

рабочие органы.

Шинковальная

машина МШ-10000 (рис. 9.20) предназначена в основном для

шинкования капусты, но может использоваться и для резки корнеплодов.

Машина

состоит из смонтированной на колесах сварной рамы 8, в верхней части

которой

установлен корпус шинковки 4 с двумя улиткообразными, открытыми сни-

зу

раструбами и с насаженным на вертикальный вал горизонтальным ножевым дис-

ком

5. В нижней части рамы 8 находится площадка, на которой закреплен электро-

двигатель

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 гори-

зонтальным

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, ук-

репленной

на раме. Она имеет рычаг 14 с рукояткой.

Рис.

11.20 Шинковальная

машина

МШ-10000

274 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Таблица 11.3

Техническая характеристика резательных машин

Показатели

А9-КРВ

«Ритм»

МШ-10000

Производительность в

зависимости

от

вида

сырья

До

2000

До

10000

размеров

нарезаемого

продукта,

кг/ч

До

2000

До

10000

Размеры

нарезаемых

кубиков, мм

10x10x10;

7x7x7

Стружка

длиной не менее 5 мм

Частота

вращения

ножевого

диска,

мин"

при

резке

на

кубики

размером

10x10x10

455

210

7x7x7

655

210

Мощность

электродвигателя,

кВт

1,5

4,0

Скорость

движения

ленты

транспортера,

м/с

2,08

Габаритные

размеры,

мм

1080x1972x1505

1600x1020x1500

Масса, кг

380

500

Машина

А8-ИТО

линейного типа непрерывного действия (рис. 11.21) предна-

значена для обезглавливания рыб тресковых видов клиновидным резом с удалением

плечевых

костей и грудных плавников. Основными узлами машины являются: ста-

нина 7, редуктор 2, ножевая головка 3, транспортер б, загрузочный лоток 5, разгру-

зочный лоток 7 и регулировочное устройство 4.

Ножевая головка 3 включает вращающиеся ножи, установленные под

углом

90°

один к другому. Транспортер 6 для подачи рыбы к ножевой головке 3 имеет три па-

раллельно

движущиеся ветви, две из которых несут лотки для рыбы, а на третьей

крепятся опоры для передвижения

голов

к разгрузочному лотку.

Регулировочное

устройство 4 обеспечивает фиксацию рыбы в момент отреза-

ния головы и установку рыбы по отношению к ножам.

Рыбу

вручную укладывают в лоток транспортера брюшком вперед,

головой

влево.

При этом положение головы определяется визуально так, чтобы направляю-

щая перед головоотрезающими ножами была направлена на начало грудных плав-

ников. Ножи отрезают

голову

клиновидным резом непосредственно за жаберными

крышками. При этом у головы отсекается шейная кость. Во время реза голова упи-

рается в заслонку, которая прижимает

голову

к затылочной опоре, эго позволяет

сохранить мясо на затылочной части. Отрезанные головы падают, тушки направля-

ются в отводящий лоток. Выход продукции в значительной степени зависит от

пра-

вильной

укладки рыбы в лотки транспортера.

Техническая характеристика головоотрезающей машины

А8-ИТО

Производительность, рыб/мин: 48

Длина

обрабатываемой

рыбы, мм .,

300...700

Мощность

электродвигателя,

кВт 1,0

Габаритные

размеры,

мм

1880x1025x1950

Масса, кг 560

Сырье

подается в машину через съемный загрузочный бункер 1 в приемные рас-

трубы

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 одиннадца-

ти ножей, и попадает на ленту транспортера.

Техническая характеристика резательной машины представлена в табл. 11.3.

Глава

11 Оборудование для измельчения

пищевых сред

275

Рис. 11.21

Машина

А8-ИТ0 для

обезглавливания

тресковых

рыб

Инженерные расчеты.

Производительность

резательных

машин

при принуди-

тельной

подаче продукта П

(кг/с)

= Fvcpp ,

где

F - площадь сечения потока продукта, м

; v - скорость потока, м/с; ф - коэффи-

циент, учитывающий отклонение фактической производительности от расчетной;

- плотность продукта, кг/м

Мощность

электродвигателя

резательных

машин

(кВт)

WPh\/r\

где

—

удельная работа резания, кДж/м

; к - коэффициент использования режущей

способности

машины; Р - режущая способность машины, м

/с; л - коэффициент

запаса

мощности электродвигателя (л =

1,25...

1,35); ц

- механический КПД

(ц

= 0,75...0,80); Л1 - коэффициент, учитывающий расход энергии на подачу и от-

вод продукта

(Л1

= 0,90...0,95).

Площадь

(м

приходящаяся на разрезание 1 кг продукта, определяется по

формуле

{zf-z

)/2,

где

г, z

- соответственно число кусочков до измельчения и

после,

шт.; f,fo-

пло-

щадь боковой поверхности кусочков до измельчения и

после

него,

276

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

При

проектировании машин размеры и число ножей, их скорость определяют по

режущей способности ножей, которая находится из формулы:

для

многодисковых или многоленточных машин

602~>,.у,х

(

;=1

где

hi - толщина разрезаемого продукта, м; v, - скорость подачи продуктов, м/с;

х,

- число ножей в одной группе, шт;

для

машин с серповидными ножами

= 1800&

ш/т:,

где

S -

ллощадь

среза

слоя

продукта, находящегося в чаше или желобе машины, м ;

со

- частота вращения ножей, с"

; zo - число ножей, шт;

для

машин с плоскими ножами, совершающими поперечные разрезы продукта,

движущегося со скоростью v„

abv

/ с ,

где

a, b - поперечные размеры сечения продукта, подаваемого на резание, м; с - рас-

стояние между ножами по длине продукции, м.

Производительность головоотрезающей

машины

(кг/с)

определяется по

формуле

= 60nqr\,

где

п - число обрабатываемых рыб в минуту, шт.; q - средняя масса одной рыбы, кг;

- коэффициент использования машины (г\ = 0,85..

.0,90).

Мощность

электродвигателя N

(КВТ)

головоотрезающей

машины

l/r),

где

- удельная мощность резания рыбы (для скорости подачи рыбы

v„

= 0,1... 1,0 м/с

окружной скорости ножа у

тж

5...20

м/с N

0,01...0,06

кВт/м),

кВт/м; / - длина

резания, м; г\ - КПД привода.

Быть человеком - значит не только обладать

знаниями, но и делать для будущих поколений то,

что предшествовавшие делали для нас.

ЛИХТЕНБЕРГ

ГЕОРГ

КРИСТОФ

(1742-1799),

немецкий

писатель,

литературный

театральный

критик,

ученый-физик

11.8

СВЕКЛОРЕЗКИ

Свеклорезки предназначены для измельчения корнеплодов сахарной свеклы в

виде стружки. Такое измельчение необходимо для эффективного извлечения сахаро-

зы диффузионным способом. Принцип действия свеклорезок основан на относи-

тельном

движении свеклы и ножей.

зависимости от конструкции режущих устройств резательные машины разде-

ляют

на следующие группы:

Глава

11 Оборудование для измельчения

пищевых сред

277

центробежные (с неподвижными режущими устройствами), в которых ножевые

рамы закреплены в

пазах

вертикального корпуса, а продукт прижимается к ножам за

счет центробежной силы и заклинивающего действия лопастей вращающегося ротора;

дисковые (с подвижными режущими устройствами), в которых ножи

крепятся

к вращающемуся диску, а продукт прижимается к ножам специальными прижимами

под действием собственной массы;

барабанные (с подвижными режущими устройствами), в которых ножевые ра-

мы

крепятся

пазах

стенки горизонтального вращающегося

барабана,

а продукт

прижимается к ножам специальными устройствами;

комбинированные, в которых имеются две и

более

групп ножей, причем одна

группа ножей совершает вращательное движение, а другая, как правило, неподвиж-

ная и находится в перпендикулярной плоскости.

настоящее время наиболее распространенными в отечественной промышленно-

сти являются центробежные

свеклорезальные

машины.

В них рамы с ножами закреп-

лены

пазах

вертикально установленного корпуса. Свекла, поступающая в свеклорез-

ку,

перемещается относительно ножей с помощью ротора и прижимается к ножам при

помощи

центробежной силы и заклинивающего действия лопастей улитки.

Центробежные

свеклорезки позволяют заменять ножи на

ходу,

регулировать про-

изводительность

как путем изменения частоты

вращения

ротора, так и количеством

работающих ножей, контролировать качество стружки от каждого ножа. Но они име-

ют

довольно сложную конструкцию, дают повышенное содержание

брака

в стружке и

потребляют

много электроэнергии.

Дисковые свеклорезки серийно выпускают и широко применяют за рубежом. В

этих машинах ножи с

рамами

устанавливаются в

пазах

горизонтально вращающегося

диска,

свекла же находится в неподвижном состоянии и прижимается к ножам под

действием собственной массы и при помощи специальных прижимов.

Дисковые свеклорезки потребляют существенно меньше энергии, чем центро-

бежные и барабанные, на них получают хорошую свекловичную стружку хорошего

качества,

но требуют остановки электродвигателей при смене ножей. Поэтому при

низком качестве мойки свеклы

из-за

частой смены ножей дисковые свеклорезки

имеют значительную трудоемкость при ремонте и обслуживании. Эффективность

работы

таких

свеклорезок обеспечивается только при хорошей очистке свеклы.

Барабанные свеклорезки

более

просты по конструкции, дают хорошую стружку,

но

потребляют

большое

количество электроэнергии, смена ножей осуществляется

только

при остановке свеклорезки. •»

Центробежная свеклорезка

СЦБ-16М

(рис. 11.22) состоит из цилиндрического

корпуса 2, вращающегося ротора 3, конического редуктора, привода 8, верхнего 5 и

нижнего 4 кожухов, загрузочного бункера 1, ножевых рам 6, лебедки 7 и гидравли-

ческого

шибера. Ротор 3 выполнен в виде трехлопастной улитки и установлен на

вертикальном валу, соединенном через пару конических зубчатых колес с приводом.

Принцип действия свеклорезки заключается в

следующем.

Загрузка

свеклы в

свеклорезку

производится через загрузочный бункер. В корпусе свеклорезки свекла

увлекается вращающимся ротором и под действием центробежной силы прижимается

к режущей кромке ножей, скользя по которым постепенно превращается в стружку.

Готовая

стружка через проемы ножевых рам

выпадает

в пространство между корпу-

сом

свеклорезки и кожухом и затем через отверстие нижнего корпуса поступает на

дальнейшую

переработку.

278

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

11.22 Центробежная свеклорезка СЦБ-16М

Ножевые рамы с набором ножей устанавливают в гнезда корпуса свеклорезки

плотно.

Для того чтобы рамы составляли с корпусом свеклорезки внутреннюю по-

верхность одного радиуса,

после

установки их протачивают вместе с корпусом.

Корпус

свеклорезки имеет ремонтные накладки, которые позволяют неоднократно

протачивать его. Обычно запасные и рабочие рамы вместе с корпусом свеклорезки

протачиваются один раз в сезон сахароварения. Для замены ножей в рабочем состоя-

нии свеклорезка снабжена реечным механизмом, поднимающим ножевую раму из

своего

гнезда, а на ее место вставляют

глухую

раму, которая отличается от рабочей

отсутствием

отверстий для установки ножей.

Ножи

при переработке волокнистой свеклы часто забиваются волокнами, по-

этому

для получения стружки хорошего

качества

их очищают продувкой паром или

сжатым воздухом с избыточным давлением 0,7 МПа. Пар и воздух к ножам

необхо-

димо

подводить так, чтобы они сдували волокна с ножей, а не прижимали их к ре-

жущей кромке.

Для

резания свеклы в сахарной промышленности применяют свеклорезательные

ножи, фрезерованные из углеродистой и инструментальных сталей (ножи Чижека и

кенигсфельдские),

и ножи

Голлера,

штампованные из листовой высокоуглеродистой

стали.

Предусматривается изготовление ножей двух типов: безреберные (тип 1) и

ребристые (тип 2) в трех исполнениях: А - левый; В - правый; О - обезличенный.

Ножи

типа

1 имеют шаг 6, 7, 8, 9, 10, 12 мм, а

типа

2 - шаг 5 и 6 мм.

Глава

Оборудование для измельчения

пищевых сред

279

На отечественных сахарных заводах наибольшее распространение

получили

свеклорезальные

ножи Чижека, которые изготовляют для центробежных и дисковых

свеклорезок. Ножи закрепляются в рамах, конструкции которых

зависят

от

типа

свеклорезки и конструкции ножей: существуют ножевые рамы для центробежных

свеклорезок и рамы для дисковых свеклорезок. Техническая характеристика цен-

тробежной свеклорезки

СЦБ-16М

приведена в табл. 11.4.

Дисковая свеклорезка (рис. 11.23) с верхним приводом состоит из следующих

основных

узлов:

рамы 7, крышки 2, корпуса 27, диска 10 со ступицей 14 и ножевыми

рамами 72 и ножами,

фиксатора

20, бункера для свеклы 22, привода и устройства

для

предохранения ножей от порчи при попадании тяжелых примесей в свеклорезку.

2064

.3863__

Рис.

11.23 Дисковая свеклорезка

280

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Корпус

свеклорезки 21 установлен при помощи опор 19 на металлическом

кар-

касе. Он представляет собой

литую

чугунную деталь, имеющую два направленных

лотка. Лотки образованы двумя стенками, расположенными концентрически, и дву-

мя торцевыми стенками, одна из которых вертикальная, а другая наклонная; эти

стенки образуют пространство переменного сечения (зажим), в которое поступает

свекла при ее изрезывании. На горизонтальной площадке

зажима

устанавливаются

устройство

17 для предохранения ножей от порчи при попадании тяжелых приме-

сей,

люк 18 для замены ножевых рам, окно 15 и ребро 16.

корпусу свеклорезки крепиться бункер 22 для свеклы. На внутренних прили-

вах корпуса установлен

угловой

редуктор 11. На конце вала 13 редуктора закрепля-

ется диск 10, в отверстия которого вставлены ножевые рамы 12 с ножами.

Диск свеклорезки приводится во вращательное движение от привода с

регули-

руемвй или постоянной частотой вращения. Привод с регулируемой частотой

вра-

щения

диска

включает в себя электродвигатель 7, гидромуфту 6, устройство 5 для

ручной

и дистанционной регулировки количества поступающего масла в гидромуф-

ту,

электромагнитную муфту 4 и устройство 3 для вращения

диска

во время замены

ножевых рам.

Привод с постоянной частотой вращения

диска

состоит из тех же

узлов,

что и

привод с регулируемой частотой, только не имеет гидромуфты.

Устройство

8 для вращения

диска

во время замены ножевых рам состоит из элек-

тродвигателя мощностью 1,5 кВт и червячного редуктора, червячное колесо которого

установлено

на выходном валу

углового

редуктора при помощи подшипника и

обгон-

ной

муфты. Обгонная муфта позволяет при выключенном приводе свеклорезки пе-

риодически

вращать

диск с меньшей частотой вращения. При работе привода свекло-

резки обгонная муфта выключает устройство для периодического вращения диска.

Принцип действия свеклорезки заключается в следующем. Свекла из автоматиче-

ских весов поступает в бункер 22 и затем в прижимы 9. Загрузочный бункер и при-

жимы предназначены для постоянной подачи свеклы на диски 10 под таким давле-

нием,

которое способствовало бы получению стружки одинаковой толщины. Для

лучшего

заполнения корпуса свеклорезки свеклой делают не

более

двух прижимных

каналов. Для получения хорошей стружки высота слоя свеклы в бункере должны

составлять

1,5...2,0

м. При

слое

0,8 м свекла недостаточно прижимается к диску и

вращается вместе с ним. Для предупреждения вращения свеклы вместе с диском в

самом низком месте

канала

устанавливают контрножки 20 на расстоянии не

более

4 мм

над верхней кромкой ножей. Так как контрножки задерживают попавшие в свеклорез-

ку посторонние примеси, над ними устанавливают люк для свободного доступа к ним.

Поступившая на диск свекла изрезывается ножами, установленными в рамы 12, на

свекловичную

стружку. Средняя скорость изрезывания свеклы составляет

около

8 м/с.

Наличие

гидромуфты в системе привода свеклорезки позволяет изменять эту ско-

рость в пределах 1:3. Однако регулирование скорости резания имеет свои пределы.

Оказывается, что при меньшей скорости изрезывания уменьшается содержание мез-

ги

в свекловичной стружке, но зато толщина ее увеличивается.

Свеклорезка обычно оборудуется продувочным устройством для ножей, которое

устанавливается за люком для замены ножей таким образом, чтобы направление

продувки совпало с направлением резания свеклы. Это устройство представляет со-

бой

газовую трубку, перфорированную по всей длине. Для продувки применяется

пар или воздух под давлением 0,7 МПа.