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

Подождите немного. Документ загружается.

Глава

11 Оборудование для измельчения

пищевых сред

291

Рис.

11.32 Куттер

Л5-ФКМ:

а - общий вид; б- ножевой вал

щим через нее валом привода тарелки. Исполнительный орган выгружателя - тарел-

ка. В момент начала выгрузки продукта она получает вращение, а так как одновре-

менно включается муфта червячной пары, то медленно опускается в чашу -

фарш

выгружается. При достижении тарелкой дна чаши муфта отключается, движение

тарелки вниз прекращается, она продолжает вращаться до полной выгрузки продук-

та, а затем включается реверс и тарелка поднимается вверх.

Ножевой

вал (рис. 11.32, б) состоит из

шкива

болта

2, крышки 3, подшипни-

ков 4 и 6, вала 5, ножевой головки 8, кольца 9, гайки 10. Наружный 7 и внутренний //

лабиринты обеспечивают заданную траекторию движения продукта.

Зона

куттерных ножей

закрыта

защитной крышкой из нержавеющей стали, за-

полненной

внутри звукопоглощающим материалом, снизу к ней крепится скребок

для

удаления с наружной поверхности

фарша

и направления его в

лоток,

установ-

ленный

на ограждении чаши. Механизм загрузки - тележка для транспортирования

продукта к куттеру и механизм ее опрокидывания, смонтированный в чугунной ста-

нине. Дозатор воды включает в себя бак с датчиками доз, центробежный насос с

электродвигателем для подачи воды в чашу и соленоидный клапан. Принцип работы

дозатора основан на объемном измерении. Бак его постоянно наполнен водой до-

верху.

Для выдачи дозы включается насос подачи воды в чашу на определенное ко-

личество

литров. Когда уровень воды понизится на заданную величину, насос авто-

матически отключается, клапан открывается и вода из магистрали поступает в бак.

292 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Производительность, кг/ч 1200

Вместимость чаши, м

0,125

Установленная мощность, кВт 30,6

Занимаемая

площадь, м

5,5

Масса, кг

2200

Силовой

измельчитель

К7-ФКЕ-1

(рис. 11.33), предназначенный для измель-

чения смеси мягкого сырья с костью, имеет сварную раму 1, на которой закреплены

привод и корпус. Корпус 11 выполнен из стальной трубы 6, к которой с торцов при-

варено два фланца. К передней части трубы

приварена

загрузочная горловина 4, к

которЪй

винтами 14 прикреплен бункер 5. К торцевым фланцам привинчены крыш-

ки с подшипниковыми опорами 3 и 7. В подшипниках установлен вал 12, на кото-

ром

с помощью шпонок закреплены втулки 15 подвижных ножей 13. Ножи

прива-

рены к втулке попарно. В нижней части трубы корпуса приварены две стальные

пластины-держатели 10. Через пластины и стенки труб выфрезерованы отверстия, в

которых установлены плоские неподвижные ножи 8. Ножи фиксируют цилиндриче-

скими пальцами и

крепят

крышками 9. В первом (по

ходу

вращения вала) ряду уста-

новлены

по всей длине трубы тринадцать ножей, а во втором ряду только на

горло-

вине - шесть. Зазоры между подвижными и неподвижными ножами не

более

2 мм.

Приводится во вращение ножевой вал от электродвигателя 2 мощностью 7,5 кВт

через клиноременную передачу 18, цилиндрический редуктор /7 и муфту 16. Часто-

та вращения ножевого вала 0,6 с

Техническая характеристика силового измельчителя

К7-ФКЕ-1

Производительность, кг/ч 1500

Установленная мощность, кВт 7,5

Габаритные размеры, мм

1905x1420x1210

Масса, кг 720

Коллоидные

мельницы

измельчители

применяют для обработки мягкого

мясного

сырья. Сырье в режущий механизм подают вручную, оно может поступать

самотеком,

при помощи насосов или под вакуумом. Измельченный продукт вытес-

няется деталями режущего механизма или перемещается вращающимися дисками,

лопастями,

шнеками.

Например, режущий механизм коллоидной мельницы

«Кошта»

(Германия) пред-

ставляет

собой

горизонтальные корундовые крути. Нижний размольный крут

(ротор)

вращается с частотой 50 с

-1

, а верхний

(статор)

остается неподвижным. Сырье подает-

ся через питающую воронку и под воздействием центробежной силы поступает к пе-

риферии размольных кругов, где измельчается. Дальнейшая обработка происходит в

так называемых зонах завихрения под воздействием кавитационных сил.

Машины

оснащены

также

устройством для охлаждения или нагрева.

Зазор

меж-

ду

размольными кругами регулируется маховичком во время работы машины; за-

данная

величина зазора определяется по шкале.

Мельницу

можно дополнительно

укомплектовать автоматическим термоэлектрическим устройством для регулирова-

ния зазора между размольными кругами.

Техническая характеристика куттера

Л5-ФКМ

Глава

Оборудование для измельчения

пищевых сред

293

Загрузка сырья

Рис.

11.33 Силовой измельчитель

К7-ФКЕ-1

Коллоидная

мельница

К6-ФКМ

(рис. 11.34) предназначена для тонкого из-

мельчения

мягкого мясного сырья.

Она состоит из загрузочного бункера 1, винтовой лопатки, накидной гайки 7,

измельчающего

механизма 2, патрубка и привода. Загрузочный бункер / имеет ко-

нусообразную

форму. Накидная

гайка

7 соединяет загрузочный бункер / с измель-

чающим механизмом 2, который состоит из ротора и статора. Ротор включает верх-

ний, средний и нижний диски.

На станине 5 установлен

также

разгрузочный бункер 3 и корпус измельчителя 6.

Производительность

мельницы зависит от степени измельчения сырья. Ее

регули-

руют,

изменяя кольцевой зазор между ротором и статором. Пределы регулирования

зазора

между ротором и статором составляют 0,05... 1,50 мм. Привод осуществляет-

ся от электродвигателя 4.

294

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Продукт

загружают в бункер. Под действием силы тяжести он попадает в режу-

щий механизм, проходит через зазор между ротором и статором, измельчается и

через патрубок выходит.

Техническая характеристика коллоидной мельницы

К6-ФКМ

Производительность,

кг/ч

1000...2000

Установленная мощность, кВт 22,0

Габаритные размеры, мм

1200x1235

Масса,

кг 450

Измельчитель непрерывного

действия

А1-ФКЕ/3

(рис. 11.35, а) предназначен

для

тонкого измельчения мягкого мясного сырья.

Его

основные сборочные единицы - электродвигатель 1,

станина

13, механизм

измельчения 2. Последний включает в себя: вращающийся распределительный ци-

линдр

и спаренные серповидные ножи И -

первая

ступень измельчения; вращаю-

щийся подрезной нож 10, неподвижный ножевой диск 9 и вращающийся ножевой

диск 8 -

вторая

ступень измельчения; вращающийся подрезной нож 7, неподвижный

ножевой диск 6 и вращающийся ножевой диск 5 - третья ступень измельчения; раз-

грузочный

диск 4 с гайкой-регулятором 3. Ножевые диски третьей ступени в

отли-

чие от ножевых дисков второй ступени имеют большее число зубьев и большие раз-

меры. Первая ступень механизма измельчения размещена в сварном цилиндриче-

ском корпусе из нержавеющей стали. Корпус имеет охлаждающую рубашку, в кото-

рую

подается холодная вода

температурой не

более

2 °С.

Движущиеся части машины

закрыты кожухом 12.

Вторая и третья ступени

измельчения и разгрузочный

диск размещены в литом корпу-

се,

который крепится к станине

и фланцу электродвигателя.

Распределительный

цилиндр,

спаренные серповидные ножи,

вращающиеся ножевые диски и

разгрузочный диск соосно

смонтированы через промежу-

точные кольца на втулке, кото-

рая с помощью

винта

закрепля-

ется на валу электродвигателя.

Измельчитель мяса ЯЗ-

ФИД

(рис. 11.35, б) предназна-

чен для тонкого измельчения

мяса, предварительно измель-

ченного

на волчке с диаметром

отверстий решетки 3 мм.

1200

Рис.

11.34 Коллоидная мельница

К6-ФКМ

Глава

11 Оборудование для измельчения

пищевых сред

295

8 9 10 11 12

Рис.

11.35 Измельчители непрерывного действия:

а - измельчитель

А1-ФКЕ/3;

б - измельчитель

ЯЗ-ФИТ

На корпусе 4 измельчителя смонтированы открывающийся в сторону приемный

бункер

3 вместимостью 0,15 м

и выходной патрубок 9. С помощью

зажима

2 крыш-

ка 1 крепится к корпусу 4. Для управления работой электродвигателя 6 измельчи-

тель

снабжен колонкой 5 с кнопками

«Пуск-стоп».

Корпус 4

закрыт

кожухом 7.

корпусе собран комплект режущего инструмента, состоящий из чередующих-

ся вращающихся и неподвижных кольцеобразных ножей; частота вращения ножей

около

49±2 с

-1

. Резцы вращающихся ножей заточены под противоположными

угла-

ми,

при этом грани резцов вращающихся ножей наклонены относительно оси в

сто-

рону

вращения двигателя. Неподвижные и вращающиеся ножи чередуются с про-

межуточными кольцами.

296

Часть

Машины

аппараты-преобразователи

пищевых сред

Основание

измельчителя имеет колеса,

что

позволяет проводить загрузку

различного оборудования, эксплуатируемого

цехе, например фаршемешалок

или

шприцев.

преимуществам измельчителя

по

сравнению

традиционными кутте-

рами относятся непрерывность работы

возможность механической загрузки

по-

следующего оборудования через выходной патрубок

помощью лопастного

вы-

гружателя.

Фарш загружают

приемный бункер для окончательного измельчения.

Включают электродвигатель.

Под

действием собственной массы

разрежения,

по-

лучаемого

при

работе выгружателя, фарш поступает

на

лопастное колесо, которое

транспортирует

его в

зону измельчения. Измельчение выполняется режущими

кромками резцов подвижных

неподвижных ножей. Лопастями фарш вытесняется

выходной патрубок

выгружается

технологическую емкость, бункер шприца

или

колбасного автомата. Техническая характеристика измельчителей приведена

табл. 11.7.

Таблица 11.7

Техническая характеристика измельчителей

Показатель

А1-ФКЕ/3

ЯЗ-ФИД

Производительность, кг/ч

4500 6000

Частота

вращения

ножей, с"

48,3

49±2

Установленная мощность, кВт

55 55

Габаритные размеры, мм

1075x820x725

1475x1490x1155

Масса, кг

725 650

Инженерные

расчеты.

Производительность П

(голов/ч)

машин для

разрубки

голов

П =

ЗбООсри,

где ф

0,75...0,8

коэффициент подачи;

п -

частота ходов рабочего органа (ножа), Гц.

Мощность

электродвигателя Ы

э0

(кВт)

машины с механическим приводом для

разрубки

голов

0,001

Рщ

г),

где

Р -

сила рубки,

Н; v -

скорость ножа,

м/с;

1,2...

1,3

коэффициент запаса

мощности;

0,75...0,8

КПД привода.

Для расчетов принимают силу

при

рубке голов: крупного рогатого скота

26...30 кН, мелкого рогатого скота

12...15 кН, свиней

20...24 кН.

При расчете машин

гидравлическим

или

пневматическим приводом опреде-

ляют диаметр рабочего цилиндра, давление рабочей среды

ее расход.

Необходимый диаметр

(м) цилиндра без учета потерь

на

трение

D =

j4P/(np),

где

Р -

сила рубки, Н;

р -

давление жидкости (газа), Па.

В этой формуле две неизвестные величины: диаметр

D и

давление. Значение

определяют,

как

правило,

при

выбранном значении давления

системе, которое

за-

висит

от

конструкции насосной станции.

Рабочий объем цилиндра

(м

)

0,24тг£)

Я,

где

Н-

ход поршня цилиндра, соответствующий глубине разреза,

м.

Объемный расход

(м /с)

жидкости

системе

Глава

11 Оборудование для измельчения

пищевых сред

297

= 0,25 vnD

где

v - скорость движения поршня, определяемая из частоты колебаний п (Гц) и

длины

хода рабочего органа Н

(м),

м/с,

H/2n.

Производительность шнекового

измельчителя

(кг/с)

= mk[n(d

- d] ) / 4 j

{Х

[

{

- b

) / 2 cos a]} n p

k,,

где

m - число заходов шнека; k - количество шнеков; d

- наружный диаметр шнека, м;

- диаметр вала шнека, м; X - шаг винтовой лопасти шнека, м; b\, Ь

- ширина вин-

товой лопасти в сечении по внутреннему радиусу и по наружному радиусу шнека, м;

а -

угол

подъема винтовой линии по среднему диаметру шнека; п - частота враще-

ния шнека, с"

; р - плотность прессованного продукта при выходе из отверстия мат-

рицы, кг/м

; к\, к

, кз - коэффициенты наполнения межвинтового пространства,

прессования, степени уменьшения подачи.

Мощность

двигателя N

(кВт)

шнекового

измельчителя

Ы =

ЕП

(1 +

)ц

/Ш0г

]

где

Е - удельный расход энергии на измельчение, Дж/кг; П

- производительность шне-

кового

измельчителя, кг/с; К

- коэффициент потери энергии на трение; г\

- коэффици-

ент

запаса

мощности (п

= 1,2..

.1,5);

ц - КПД передачи от двигателя к валу шнека.

Производительность шнекового

измельчителя

(кг/с)

периодического действия

т = Ури

/(х

+\„+х

)

где

V - вместимость измельчителя, м ; а

- коэффициент заполнения измельчителя;

- продолжительность загрузки, с; т

- продолжительность разгрузки, с;

т„

- про-

должительность

измельчения, с;

т„

=3600C/«

где

С - постоянный коэффициент, зависящий от

вида

процесса, определяемый экс-

периментально; п

—

частота вращения лопастей, с"

; а - коэффициент, учитывающий

наличие элементов турбулизации; z - параметр, зависящий от

вида

и состояния из-

мельчаемого

сырья, определяемый экспериментально.

Объемная производительность

куттера

(м7с)

= V/x(\ +

/x),

где

г - длительность процесса измельчения, с; го - длительность вспомогательных

операций, с; V- объем загружаемого продукта;

a2nRS

здесь а - коэффициент заполнения чаши продуктом (а = 0,5...0,6); R - расстояние

от оси вращения до оси ножевого вала, м; S

- площадь сегмента, при помощи кото-

рого

образована

чаша,

10*

Зак. 624

298

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Размеры и число ножей, их скорость определяют по режущей способности ножей,

которая находится из формулы:

для

машин с серповидными ножами

Р = 1800&

со/я,

где

S - площадь среза слоя продукта, находящегося в чаше или желобе машины, м

;

со

- частота вращения ножей, с"

; z

- число ножей, шт.;

для

волчков

(nD

/240)и(ф

А:

+ц>

+ ...

где

- коэффициент использования площади решетки под отверстия (ф

= 0,2...0,5);

- диаметр решетки (матрицы), м; п - число оборотов ножей, мин

; k

- число

лез-

вий на каждом ноже, шт.

Мощность

электродвигателя привода гильотинной

машины

(кВт)

J„vr\

/(Ю00

где

Руд - сила резания, приведенная к единице длины ножа, Н/м; 1

- длина разре-

заемого

участка, м; v - наибольшая скорость ножа, м/с; Ла =1,2...1,3 - коэффициент

запаса

мощности; л - КПД приводного механизма.

При

резании туш крупного рогатого скота Р

уа

= 26...30 кН/м. Наибольшая ши-

рина разрезаемого участка 0,8... 1,0 м.

Производительность фрезерной

машины

Л/(кг/с)

Vpzn

где

ф - коэффициент загрузки; ф = 0,7...0,8; V - объем продукта, срезаемого одним

ножом

за 1 оборот, м

; р - плотность продукта, кг/м

; z - число ножей на рабочем

органе;

п - частота вращения рабочего органа, с"

Объем

К(м

)

срезаемого продукта

Lbh ,

где

L - длина отрезаемой стружки, м; Ъ - ширина ножа, м; h - высота выступания

ножа, м.

Мощность

электродвигателя привода фрезерной

машины

э0

(кВт)

1Й

/(1000л),

где

- сила резания материала, приведенная к единице длины ножа, Н/м; Ъ - ши-

рина ножа, м; z - число одновременно режущих ножей; V

- окружная скорость на

лезвии

ножа, м/с; ц

- коэффициент

запаса

мощности; ц

1,2...1,3;

л - КПД при-

водного

механизма.

Приведенная сила резания кости Р

уд

= 20...30 кН/м.

Производительность силового

измельчителя

(кг/с),

в котором продукция пе-

ремещается вдоль корпуса благодаря скосам на подвижных ножах

= Sv

Глава

Оборудование для измельчения

пищевых сред

299

где

S - площадь поперечного сечения слоя перемещаемого материала, м ; v

осе-

вая скорость движения продукции, м/с; р - насыпная плотность продукции, кг/м .

Осевая скорость v

(м/с)

(sin

а-ц cos a) sin a cos а,

где

Ъ - ширина скоса ножа, м; z - число ножей, соприкасающихся с продуктом; со -

угловая

скорость вращения вала, рад/с; а -

угол

наклона скоса; р - коэффициент

трения материала о нож.

Площадь

(м

)

поперечного сечения продукта

S =

(pn(r

-г

где

ф - коэффициент загрузки; ф = 0,6...0,8; г

- радиус внешней кромки ножа, м; г\ -

радиус втулки, м.

учетом этого производительность 77

(кг/с)

О.бфф!

pbr(a(

- г

)(sin а - р cos а

)

sin a cos а,

где ф1

- коэффициент потерь производительности

из-за

сопротивления в зоне реза-

ния продукта; ф] = 0,7...0,8.

Оптимальный

угол

наклона скосов а = 50...60°. При а = 60° и р. = 0,4 произво-

дительность

(кг/с)

77 =

0,5фф!

pbz(a(r

-Г!

;0,288.

Насыпная масса р в зависимости от

вида

продукта будет меняться в преде-

лах

от 500 до 560 кг/м .

Число

z определяют по расчетным схемам.

Мощность

электродвигателя силового

измельчителя

(кВт) рассчитывают

по

удельной мощности N

измельчения:

д=Ху

П,

где

- удельная мощность, кВт-ч/кг; 77 - производительность, кг/ч.

При

измельчении кости

(5...5,5)10

кВтч/кг; мясо-костных концентратов

d =

(3,2...3,5)10~

кВт-ч/кг.

Производительность дробилок П

(кг/с)

с вертикальным движением продукции

П =q>V

nzp,

где

ф - коэффициент подачи; ф - 0,7...0,8; V - объем материала, захватываемый од-

ним ножом за один оборот, м

; п - частота вращения ножей, с ' ; z - число ножей на

рабочем органе; р - насыпная масса продукции, кг/м

Мощность

дробилки N

(КВТ)

определяют по удельной работе измельчения:

# =

4^/(100011.),

300

Часть

II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

где

Ау

- удельная работа измельчения, Дж/кг; П - производительность машины, кг/с;

г\

- коэффициент запаса мощности, г\

, =

1,2...1,3;

г) - КПД привода.

Удельная

работа при измельчении кости А

у0

= 20,0...21,7 кДж/кг.

Производительность

молотковой дробилки П

(кг/ч)

*£>V//[3,6(/-l)],

где

k - эмпирический коэффициент; к = 4... 6,2; D - диаметр ротора, м; / - длина ро-

тора, м; п - частота вращения ротора, мин"

;; - степень измельчения материала.

Мечтой тоже надо управлять,

а то ее,

как корабль

без

руля, занесет

бог

весть куда.

КРЫЛОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

(1863-1945),

русский

кораблестроитель,

механик

математик,

академик

АН

СССР

11.10

ГОМОГЕНИЗАТОРЫ

гомогенизаторах измельчение происходит в результате течения продукта под

большим

давлением через узкие кольцевые

щели.

Схемы

конструкций гомогенизирующих головок, используемых в различных

типах гомогенизаторов, приведены на рис. 11.36.

Рис. 11.36 Схемы

конструкций

гомогенизирующих головок:

а - головка с обыкновенным клапаном: б -

клапан

с отражательными

стенками:

в -

клапан

с наклонными

концентричными

нарезами

в горизонтальной плоскости; г -

клапан

с наклонными и

концентричными

нарезами

в наклонной плоскости; д -

сферический

клапан;

е - резьбовой

клапан

с продольной прорезью