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

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 14 Оборудование для смешивания

пищевых сред

471

Рис.

14.19 Кремовзбивальная

машина

концу качающегося валика при помощи накидного кольца 9 присоединяется взби-

вальная лопасть 10.

Емкость устанавливается на кольцо 12 подъемного приспособления и закрепля-

ется двумя захватами 11.

Кольцо

может подниматься или опускаться при помощи

ручки 13, которая

катит

шестерню по зубчатой рейке 14.

Взбивальная лопасть вращается вокруг своей оси, а для воздействия на все точ-

ки продукта, находящегося в емкости, лопасть отклоняют от вертикальной оси. Для

изменения наклона лопасти служит рычаг 3. При повороте рычага

вправо

наклон

валика 7, а следовательно, и лопасти уменьшается, а при повороте влево - увеличи-

вается. Маховиком 16 регулируют при помощи

вариатора

угловую

скорость лопа-

сти от 8 до 40 рад/с. Для включения электродвигателя служит пусковая

кнопка

15.

Взбивальный агрегат непрерывного

действия

ШЗД (рис. 14.20) предназна-

чен для приготовления зефирной массы на крупных кондитерских

фабриках.

Он со-

стоит из двухкорпусного смесителя и роторной взбивальной машины.

Вначале непрерывным способом готовится рецептурная смесь. Для этого в во-

ронку верхней камеры 5 смесителя из сборника 2 при помощи плунжерного насоса-

дозатора 3 подается уплотненное яблочное пюре с содержанием сухих веществ 15 %

и температурой

15...20

°С. В эту же камеру ленточным дозатором 4 непрерывно по-

дается сахар-песок в пропорции 1:1 к пюре. В верхней камере происходит растворе-

ние

сахара

в пюре.

472

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

14.20 Взбивальный агрегат непрерывного действия для пастилы ШЗД

Сахаро-яблочная смесь из верхней секции смесителя самотеком поступает в

нижнюю секцию 6. В нижнюю секцию при помощи плунжерных насосов-дозаторов

непрерывно подается сахаро-агаро-паточный сироп в пропорции 1:1 (агаровый си-

роп к сахаро-яблочной

смеси)

из сборника 7 с водяным обогревом; температура си-

ропа

около

80 °С, содержание

сухих

веществ

84...85

%. В эту камеру малогабарит-

ным насосом-дозатором непрерывно подается

белок,

а дозатором 7 - суспензия из

эссенции, красителя и кристаллической кислоты.

Готовая

рецептурная смесь с содержанием

сухих

веществ

71...73

% при темпе-

ратуре

50...53

°С самотеком поступает в сборник 8, а оттуда при помощи шестерен-

ного

насоса 9 подается в роторную взбивальную машину 10 непрерывного действия.

Сюда

же подается сжатый воздух под давлением 0,4 МПа, предварительно очищен-

ный от механических примесей и масла. Техническая характеристика взбивального

агрегата непрерывного действия ШЗД представлена в табл. 14.3.

Роторная взбивальная машина (рис. 14.21) состоит из ротора 7, герметичной

взбивальной камеры 5, двух неподвижных статоров 9. Ротор 7 диаметром 348 мм

получает

вращение от

шкива

1 через вал 2. В герметичную взбивальную камеру 5 с

водяной рубашкой 77 и патрубками для воды 6 и 72 через боковой штуцер 3 (пока-

зан пунктиром) подается готовая рецептурная смесь.

Туда

же через патрубок 4 по-

ступает воздух. Рецептурная смесь и воздух попадают в пространство между рото-

ром

7 и двумя неподвижными статорами 9, укрепленными на стенках 8 взбивальной

камеры. На внутренней стороне каждого статора имеются

зубья,

расположенные

концентрическими кругами.

Между

зубьями статоров расположены зубья ротора.

Размеры зубьев выполнены такими, что образуется кольцевой канал извилистой

Глава

14 Оборудование для смешивания

пищевых сред

473

формы шириной 1 мм. Насыщенная воздухом масса выходит через отверстие 10.

Оказавшись при атмосферном давлении, пузырьки воздуха расширяются, в

резуль-

тате плотность массы значительно уменьшается. Ротор вращается с частотой

300...450 мин"

Техническая

характеристика роторной взбивальной машины представлена в

табл.

14.3.

Таблица 14.3

Техническая характеристика взбивальных машин

Показатели

Тип

машины

Показатели

Кремовзбивальная

МВ-35

Взбивальный

агрегат

ШЗД

Производительность, кг/ч

- -

600

Угловая

скорость рабочего

органа,

рад/с

8,38...41,8

6,28...44

31...45

Объем

емкости, дм

Потребная мощность, кВт

0,37 0,8

Габаритные

размеры,

мм

645x570x1445 780x534x1080

3710x3500x3245

Масса

машины,

кг

75 257

273

Тянульные машины насыщают карамельную массу воздухом так, что воздух в

карамельной массе находится в мельчайших воздушных пузырьках. При этом процес-

се

карамельная масса теряет прозрачность и приобретает красивый шелковистый вид.

Тянульная

машина является составной частью линии, производящей непрозрач-

ную

карамель. В последнее время она в дополнение к прежним функциям применя-

ется для смешивания карамельной массы с красящими и ароматизирующими веще-

ствами в поточной линии производства непрозрачной карамели.

Рис. 14.21 Роторная

взбивальная

машина

474

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Тянульная

машина с вращательным

движением

пальцев марки

Ж7-ШТП

(рис.

14.22) предназначена для интенсивного насыщения карамельной массы пу-

зырьками воздуха и смешивания ее с рецептурными добавками.

Машина состоит из станины 7, на которой закреплены мотор-редуктор 2, короб-

ка зубчатых передач, поддон 4, неподвижный палец 5 со съемником 6 и два подвиж-

ных кольца 9. Мотор-редуктор соединен с коробкой зубчатых передач цепной пере-

дачей 77. Подвижные пальцы закреплены на рычагах 10, смонтированных на гори-

зонтальных выходных валах 8 коробки зубчатых передач (рис. 14.22, а). Машина

снабжена натяжным устройством 7 для монтажа подающего конвейера и роликом 72

для

установки ленты отводящего конвейера. Валы машины вращаются в противопо-

ложные

стороны с одинаковой

угловой

скоростью.

Тянульная

машина

работает следующим образом. Карамельная масса загружа-

ется в машину конвейером б (рис. 14.22, б). Вращающиеся пальцы 1 и 4 и непод-

вижный 5 растягивают и складывают карамельную массу в виде прядей, насыщая ее

воздухом

при складывании. При этом благодаря расположению пальцев под

углом

происходит смещение массы вдоль пальцев к съемнику 3. Насыщенная воздухом

масса со свободных концов пальцев 7 и 4 накладывается на съемник 3, а затем с по-

мощью

разгрузочного устройства выгружается на отводящий конвейер 2.

в)

б)

Рис.

14.22 Тянульная

машина

типа

Ж7-ШТП

Глава

14 Оборудование для смешивания

пищевых сред

475

Одновременно

масса образуется между неподвижным пальцем 3 (рис. 14.22, в) и

подвижными пальцами 7 и 2 пряди, которые растягиваются и складываются.

Преимуществом

этой машины является отсутствие ручных операций, стабиль-

ность

качества

массы, полное ограждение рабочих органов и наличие блокировки на

ограждении.

Техническая характеристика тянульной машины

Ж7-ШТП

Производительность, кг/ч 1000

Частота

вращения

подвижных пальцев, мин

Потребная мощность, кВт 3,0

Продолжительность

обработки массы, мин 1,5

Габаритные размеры, мм

1155x910x1560

Масса, кг 660

Инженерные расчеты. Технологический расчет заключается в определении ос-

новных размеров машины и скоростей вращения лопастей.

Производительность лопастной месильной

машины

(кг/ч)

= 3600(pFpv

где

ф - коэффициент заполнения сечения; F - площадь поперечного сечения, м

; р -

плотность

продукта, кг/м

; v

- средняя скорость рабочей поверхности лопасти, м/с;

=у/

(Ь/

h )zv

sin a cos а ,

где

\|/

- эмпирический коэффициент; b - ширина лопасти, м; h - шаг лопастей по

винтовой линии, м; z

—

число лопастей в одном ряду; v

- окружная скорость конца

лопастей,

м/с; а -

угол

разворота лопастей к осевой линии вала, рад.

Чем

способнее человек, тем

дольше

он учится.

ТОМСОН

ДЖОРЖ

ПАДЖЕТ

(1892-

1975),

английский

физик

14.6

СМЕСИТЕЛИ

ДЛЯ

СЫПУЧИХ

ПИЩЕВЫХ

СРЕД

Фаршемешалки

Л5-ФМ2-150,

Л5-ФМ2-М-340

(рис. 14.23) предназначены для

перемешивания составных компонентов мясного или овощного

фарша.

Фаршемешалки состоят из станины 2, корыта 3, месильных винтов 4, крышки 5,

привода 7 месильных винтов, привода 6 опрокидывания корыта и электрооборудования.

Станина представляет

собой

сварную раму, закрытую со всех сторон быстро-

съемными облицовочными листами.

Корыто

для перемешивания

фарша

выполнено из нержавеющей стали. Внутри

корыта расположены месильные винты с лопастями шнекового типа. Винты уста-

новлены

на конусах и жестко

зажаты

стяжками.

Крышка выполнена в виде решетки из нержавеющей стали. Она сблокирована с

электродвигателем

привода винтов. При открывании крышки электродвигатель вы-

ключается.

476

Часть

II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Загрузка

1625 6

Рис.

14.23 Фаршемешалка

Л5-ФМ2-150

Фарш

вручную или самотеком загружается в корыто.

После

этого

крышка

закры-

вается и включается привод месильных винтов. По предусмотренному технологиче-

скому

процессу в определенное время через окна крышки в корыто загружаются не-

обходимые

компоненты. Перемешивание производится до равномерного распределе-

ния составных частей

фарша.

Фарш выгружается путем опрокидывания корыта.

Техническая

характеристика фаршемешалок

Л5-ФМ2-150,

Л5-ФМ2-М-340

при-

ведена в табл. 14.4.

Таблица

14.4.

Техническая характеристика смесителей

Показатели

Л5-ФМ2-М-150 Л5-ФМ2-М-340

Б2-КСН

Смеситель

экс-

тракта

и кислоты

Производительность,

кг/ч

500

2000

1000

Вместимость

корыта, л 150

340* 126

300

Коэффициент загрузки

0,5...0,7

0,5...9,7

0,6...0,8

Продолжительность

цикла, мин

3...5

3...5 10

Установленная

мощность, кВт

3,0

5,5

1,1

Габаритные размеры, мм

1625x730x980 1980x910x1235

2300x750x1650

1000x1070x1710

Масса,

кг 466 980

660

260

Глава

Оборудование для смешивания

пищевых сред

477

Рис.

14.24

Смеситель Б2-КСН

Смеситель непрерывного

действия

Б2-КСН

(рис.

14.24) предназначен

для

смешивания сыпучих компонентов, дозируемых универсальными дозаторами,

и мо-

жет быть использован

линиях производства сладких

блюд,

мучных полуфабрика-

тов,

продуктов детского

питания

и др.

Смеситель

состоит

из

сварной рамы

/, на

которой смонтированы корпус

шне-

ковый питатель

3 с

приемным бункером

лопастного смесителя

5 и

привода. При-

вод включает

себя электродвигатель

редуктор.

Дозируемые

компоненты поступают через приемный бункер

шнековый

пита-

тель,

а из

него

- в

загрузочную горловину лопастного смесителя. Лопастные валы

смесителя вращаются

противоположные стороны

разной частотой,

что

обеспечивает хорошее пере-

мешивание смеси.

процессе перемешивания смесь

лопастями перемещается

разгрузочной горловине.

Выходное

отверстие горловины регулируется спе-

циальной заслонкой

Техническая

характеристика

смесителя

Б2-КСН

приведена

табл.

14.4.

Смеситель экстракта

лимонной кислоты

(рис.

14.25) предназначен

для

получения смеси экс-

тракта

лимонной кислоты

устанавливается

линиях производства киселей.

Смеситель

представляет

собой

цилиндрический

сосуд

2 с

ножками

1, на

верхней

крышке

которого

установлен электродвигатель

привода мешалки

Техническая

характеристика

смесителя

экстракта

и лимонной кислоты приведена

табл.

14.4.

Инженерные расчеты. Производительность

смешивающих устройств

(кг/с)

определяют

по

Рис.

14.25

Смеситель

экстракта

J r х

и лимонной кислоты

следующим формулам:

1000

478

Часть

II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

—

для барабанного смесителя

n =

Vp/{{z„/n)+x

]

где

V-объем барабана, занимаемый продуктом, м

; р -

плотность

продукта, кг/м

;

z„

- чис-

ло

перемещений продукта в барабане за один цикл; п - частота вращения барабана, с"

; х

продолжительность

загрузки барабана, с; х

продолжительность

разгрузки барабана, с;

для шнекового смесителя

= Ура

/{Т

+Т

+т

где

V - вместимость смесителя, м

; а

- коэффициент заполнения смесителя; х

продолжительность

загрузки барабана, с;

х„

- продолжительность перемешивания, с;

- продолжительность разгрузки барабана, с.

Продолжительность

перемешивания г„ (с) для смешивания жидких и тестооб-

разных продуктов в общем виде определяют по формуле

х„

=3600С/и

а£

где

С - постоянный коэффициент, зависящий от

вида

процесса, определяемый экс-

периментально;

п - частота вращения лопастей, с"

; а - коэффициент, учитывающий

наличие

элементов турбулизации (а = 1, при отсутствии таких элементов а = 2,5);

- параметр, зависящий от

вида

и состояния перемешиваемой массы, определяе-

мый экспериментально.

Продолжительность

перемешивания

фарша

х„ (с)

определяют по уравнению

b + Jb

+4aln(a/a

)

п = --'

2а

где

b, а - коэффициенты, зависящие от частоты вращения и формы лопастей,

вида

сырья и назначения продукции (а > О, Ъ < 0), определяемые экспериментально;

, а - исходное и заданное напряжение адгезии

фарша,

Па (для вареных колбас

= 10400 Па; о = 13300 Па; для сосисок а

= 12200 Па; a = 17050 Па).

Мощность,

необходимую для привода перемешивающих устройств N

(кВт),

рассчитывают следующим образом:

для барабанного смесителя

[

пр)

пр

юоо

~ ~'

где

- приведенный коэффициент трения скольжения (К

= 0,6..

.0,8);

- радиус

цапфы

вала барабана, м;

- расстояние от оси вращения до центра тяжести продукта, м;

- угловая скорость барабана, рад/с; h - высота подъема продукта от горизонтального

положения,

м; т -

продолжительность

подъема продукта на высоту h,c;g

9,81 м/с

h =

(1 - cos ф),

здесь

(р

угол

естественного откоса, рад; т

, т

пр

-"масса барабана и продукта, кг;

для шнекового смесителя

= gIl[L

(sin а + К

cos

а)]/1000,

где

П - максимальная производительность смесителя, кг/с; L

, Ь„ - длина смеситель-

ного

и подающего шнеков, м; К

- коэффициент сопротивления движению;

Глава

Оборудование

для смешивания

пищевых сред

479

(у/2)р,

здесь

у =

1,25...

1,50 - эмпирический коэффициент; р - плотность продукта, кг/м

;

г)

коэффициент

запаса

мощности (г\

1,20...

1,25); а -

угол

наклона подающих

шнеков к горизонту, град (а = 8°);

для смесителя

(дежи)

= 0,4а Fpra^ +

тё

(т

т„

)/Ш0,

где

V - вместимость смесителя, м ; р - плотность продукта, кг/м ;т,г

- радиус ме-

сильного

органа и цапфы, м; coi,

(Hi

- угловая скорость вращения месильного органа

дежи, рад/с; К

- коэффициент трения дежи в опорах (К

= 0,2...0,3); т

, т

пр

масса вращающейся дежи и продукта, кг;

для лопастного горизонтального

= 0№KK

d*n

phZ;

для лопастного вертикального

= 0,03SK

(d* -d^)-n

phZ;

для решетки

= О.ОПрпгп

где

—

экспериментальный коэффициент (К = 1,0...2,0); d, d

, d

- диаметр ме-

шалки,

лопасти, наружный и внутренний, м; ц. - динамическая вязкость жидкости,

Пас;

К] - коэффициент, зависящий от соотношения размеров в лопасти; h - высота

лопасти,

м; z - число лопастей; г„, г

- наружный и внутренний радиус мешалки, м;

т - число отдельных элементов мешалки; 5 - толщина элементов мешалки, м; п -

частота вращения мешалки, мин .

Коэффициент К! выбирают в соответствии со следующими значениями:

r/h 12 4 10 18

К,

1,10 1,15 1,19 1,29 1,40

При

подборе электродвигателя для мешалок мощность его принимают с запасом

на 50 %

больше

расчетной.

Расчет производительности и энергии, потребляемой шнековыми смесителями.

При

расчете смесителя задаются конструктивно диаметром смесительного шнека

0,20...0,25

м; диаметром вала d

= 0,05 м; шагом винта Х

= d

и определяют не-

обходимую

частоту вращения

смесительного

шнека

n =

4I7/[n(d

-d

JXpa

где

П - максимальная производительность, кг/с; а

- коэффициент заполнения

(а

= 0,3...0,4); р- плотность продукта, кг/м

Задаваясь

размерами подающих

(дозирующих)

шнеков - диаметром шнека

d„

= 0 > 15 м; диаметром вала d

= 0,05 м; шагом винта Х„ = d„, - определяют три

разные частоты вращения этих шнеков:

г„

тЪ

(г

+Г

480

Часть II Машины

аппараты-преобразователи

пищевых сред

максимальную

тах

4П

тах

/[n(d]

- d]

рка.

];

минимальную

тЫ

4Я

,„

/[nf af„

- d]

)Х

рка

];

промежуточную

max

тЫ

)/2,

где П

тах

min

максимальная

минимальная производительность,

кг/с; к -

число

подающих шнеков.

Частоту вращения распределительного вала

принимают равной

тах

, а

число

зубцов цевочных звездочек

„.

Для

скоростного

диска

тремя

рядами

отверстий определяют число отверстий

каждом ряду:

"яш'

max(

miJ

cp)'i %Ъ

тах'

Рассчитывают

коэффициент

использования производительности смесителя

по

формуле

=[(^+n

}

)-lQ0]/(kn

где

щ, п

, щ -

частота вращения шнеков

каждом

варианте,

-1

Степень однородности полученной смеси может быть определена

по

следую-

щим формулам:

= (

1/и

)Е(Л /А) ДДЯ

случая

<А

Т =

(l/«)Х[{2А

-А

)/А

]

для случая

>А

где

и -

количество проб;

содержание данного компонента

пробе, %;

со-

держание данного компонента

по

рецепту,

Есть изобретения, преимущественно научные

и промышленные, которые

не

были

бы

сделаны,

если

бы

авторы

их

остановились перед

господствовавшими

известное время

догматами, которые считались непоколебимыми.

Изобретатель часто потому только

был столь

смел

свободен, что

их

не

знал.

РИБО

ТЕОДЮЛЬ АРМАН

(1839-1916),

французский

психолог

14.7

ТЕХНИКА БУДУЩЕГО:

НОВЫЕ

ТЕХНИЧЕСКИЕ

РЕШЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ЗАДАЧ

Инжекторный смеситель (Пат.

№

2056920

РФ, В01 F5/04) используется

пище-

вой промышленности для дезинфекции

пастеризации жидкостей, для подогрева

во-

ды

системах отопления,

качестве насоса,

системах транспорта

вязких

жидкостей.

На рис.

14.26 -

общий

вид

инжекторного смесителя;

на

рис.

14.27 -

инжектор

дополнительным

коническим участком

на

наружной поверхности камеры смешения.