Технологическое оборудование пищевых

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»
Кафедра технологии хранения и переработки
растениеводческой продукции
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине
«Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств»,
«Технологическое оборудование
пищевых перерабатывающих предприятий»
для студентов, обучающихся по специальности 110 305.65
«Технология производства и переработки
сельскохозяйственной продукции»,
и по направлению подготовки 260 100.62 (бакалавры)
«Продукты питания из растительного сырья»
Краснодар 2013
Рецензент:
Е. В. Щербакова – д-р техн. наук, профессор
(Кубанский государственный аграрный университет)
Донченко Л.В. Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств. Технологическое оборудование пищевых перерабатывающих предприятий: конспект лекций / Л.В. Донченко, А.Н. Ройбул. – Краснодар: КубГАУ, 2013. – 58 с.
2
Цель дисциплины – формирование теоретических знаний и практических навыков о классификации, устройстве, особенностях эксплуатации техлнологического оборудования.
Задачи дисциплины – изучение основ теории работы технологического
оборудования и освоение методов расчёта основных его параметров (производительность и др.); изучение принципиальных схем основных типов технологического оборудования для цехов и предприятий малой и средней мощности по переработке продукции; определение задач, которые выполняет
оборудование.
3
I.
1.
ВВЕДЕНИЕ
Перспективы развития пищевых производств. Основные требования,
предъявляемые к технологическому оборудованию.
Развитие технологии производства пищевых продуктов опирается на научные теории питания.
Существует 2 основные теории:
1.
Теория сбалансированного питания:
Теория учитывает пищевую ценность продуктов (белки, жиры, углеводы
и.т.д.). Продукты должны максимально очищаться от малоустваевамых веществ (балластных).
2.
Теория адекватного питания:
Питание по этой теории должно соответствовать как характеру обмена веществ в организме, так и особенностям перерабоки пищи в желудочнокишечном тракте.
Технология производства продуктов питания должна опираться на основные положения этой теории (адекватного питания). Соответственно машины и аппараты должны соответствовать принятой технологии.
Теория питания
Технология
Машины
4
Новые теории питания приводят к развитию новых технологий и соответственно новых машин.
Направления развития техники:
1.
Создание машин со строго регламентированной интенсивностью и сте-
пенью воздействия на продукт
2.
Создание роботизированных комплексов, автоматизация процессов.
3.
Создание систем контроля сырья и готовой продукции.
Основные требования, предъявляемые к технологическому оборудованию.
1.
Возможность выполнения процессов прогрессивной технологии.
2.
Высокая технико-экономическая эффективность.
3.
Высокая износостойкость рабочих органов машин.
4.
Соответствие машины требованиям, изложенных в Правилах техники
безопасности и производственной санитарии.
5.
Возникающий во время работы машины шум не должен превышать
допустимые нормы.
6.
Автоматизация контроля и регулирования рабочих процессов.
7.
Техническое совершенство и надёжность машины.
2. Основные правила эксплуатации технологического оборудования. Общие требования безопасности, предъявляемые к конструкции технологического оборудования.
1. Перед началом работы рабочий обязан осмотреть машину.
5
2. В течении смены рабочий должен проводить смазку всех мест. Во время
работы машины необходимо следить за температурой подшипников.
3. Эксплуатировать машины и аппараты в соответствии с правилами технической эксплуатации.
Общие требования безопасности
I. Требования к конструкции машин
1.
Элементы конструкции машины не должны иметь острых углов, кро-
мок и.т.д.
2.
Предусматривать вентиляцию, кондиционирование воздуха, аспира-
цию оборудования.
3.
Машины должны быть изготовлены из безвредных материалов.
4.
Предусматривать местное освещение отдельных производственных
площадок
5.
В конструкциях машин предусматривать защиту от поражения электри-
ческим током, статистическим электричеством. Для этого устанавливают системы заземления.
6.
Конструкция машин должна предусматривать установленный уровень
шума и вибрации, чтобы не превышать нормы.
7.
Органы управления должны быть безопасны, снабжаться блокировкой.
II.
Средства ограждения, безопасности.
1.
Оградительные устройства
2.
Предохранительные устройства
3.
Сигнализирующие устройства и дистанционное управление.
6
Правила размещения оборудования.
Разрывы между группами машин не менее 1м, между машинами – 0.8м.
Оборудование, не имеющее движущихся частей устанавливаются на расстоянии не менее 0.25м от стены.
III. Условия безопасной эксплуатации оборудования
К обслуживанию оборудования допускаются:
1.
Лица, знающие принцип работы машины.
2.
Прошедшие инструктаж по ТБ.
3.
Имеющие медицинское освидетельствование.
Виды инструктажа
1.
Вводный инструктаж
2.
Инструктаж на рабочем месте
3.
Периодический (повторный) через 3-6мес.
4.
Внеочередной (при изменении технологии, оборудования и.т.д.)
IV.
Общие сведения о технологическом оборудовании
Классификация по функциональному признаку
3.
Классификация оборудования. Основные классы технологического
оборудования. (основные разделы).
4.
Классификация технологического оборудования для подготовки сель-
скохозяйственной продукции
7
5.
Классификация технологического оборудования для механической пе-
реработки продуктов разделением
6.
Классификация технологического оборудования для механической пе-
реработки сырья соединением
7.
Классификация технологического оборудования для механической об-
работки сырья формованием
8.
Классификация технологического оборудования для проведения тепло
– и массообменных процессов
9.
Класификация оборудования для финишных операций.
8
Классификация оборудования по функционально-технологическому принципу
Раздел
Класс
Группа
№
№
наименование
наименование
Основной узел
Схема
7
наименование
п/п
п/
п
1
2
3
4
5
6
1
Технологическое обору-
1
Оборудование для
Воздушно ситовые
Вибросито
дование для подготовки
разделения сыпу-
сепараторы
сельскохозяйственной
чих продуктов
продукции
2
Оборудование для
Моечные машины
Ванна
Оборудование для
Калибровочные ма-
Ступенчатые
сортировки сырья
шины
валики
Оборудование для
Дисковые машины
Абразивный
мойки сырья
3
4
очистки сырья от
диск
наружного покрова
5
2
Технологическое обору-
1
Оборудование для
Установки для мойки
мойки тары
банок
Оборудование для
Резальные машины
Ножевой диск
Вальцовые станки
Мелющие
дование для механиче-
резки пищевых
ской переработки про-
продуктов
дуктов разделением
2
Оборудование
раздавливающего
Барботёр
станки
и истирающего
действия
3
Оборудование
Дробилки
Молотки
ударного действия
9
4
Оборудование для
Фильтры
Фильтр
Оборудование для
Сепараторы жидкост-
Тарелки пер-
осаждения
ные
форированные
Оборудование для
Прессы
Шнек прес-
фильтрования
5
6
прессования
3
Технологическое обору-
сующий
1
Мешалки
Турбинные мешалки
Мешалка
2
Смесители перио-
Тестомесильные ма-
Месильный
дического дейст-
шины
орган
Оборудование для
Тестоокруглительные
Спиральный
дование для механиче-
формования пу-
машины
желоб
ской переработки сырья
тём сдавливания
Шнековый экструдер
Матрица
Теплообменники
Трубные платы
Экстракторы
Вал с лопастя-
дование для механической переработки сырья
соединением
вия
4
Технологическое обору-
1
формованием
2
Оборудование для
формования путём выдавливания
5
Технологическое обору-
1
Оборудование для
дование для проведения
проведения теп-
тепло- и массообменных
ловых процессов
процессов
2
Оборудование для
проведения мас-
ми
сообменных процессов
3
Оборудование для
Барабанные сушилки
сушки
4
Оборудование для
выпечки
Барабан с лопастями
Хлебопекарные печи
Пекарная камера
10
5
Выпарные аппара-
Варочные котлы
Котёл
Оборудование для
Морозильные аппа-
Воздухоохла-
охлаждения и за-
раты
дитель
Автоклавы
Цилиндриче-
ты
6
мораживания
продуктов
7
Оборудование для
тепловой обра-
ский стальной
ботки фасованных
сосуд
продуктов
6
Технологическое обору-
1
Весовые дозаторы
Дозаторы дискретно-
Весовой меха-
го действия
низм
Объёмные доза-
Барабанные дозато-
Шлюзовой ба-
торы
ры
рабан
Оборудование для
Устройство для упа-
Узел термо-
дование для финишных
упаковки продук-
ковки
сварки
операций
тов мелкими до-
дование для взвешивания
2
7
Технологическое обору-
1
зами
11
10. Основные понятия о машинах и аппаратах
1. Оборудование делится на машины и аппараты.
Машины – устройства, выполняющие механические движения для преобразования энергии, материалов и информации.
Машины по характеру рабочего процесса делят:
- энергетические,
- транспортирующие,
- информационные,
- технологические.
Технологическая машина состоит из:
1.
Рабочего органа,
2.
Исполнительного механизма: Привода
3.
Корпуса
4.
Приёмного устройства
5.
Выпускного устройства.
Аппараты – оборудование, в котором осуществляются тепловые, физикохимические и другие воздействия, вызывающие изменение свойств продуктов. Характерный признак – наличие рабочего копира.
Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая
действия по изменению состояния предмета производства.
Технологическая схема – графическое изображение технологического процесса в порядке последовательности выполнения операций.
11. Производительность машины. Понятие фактической и теоретической
производительности.
Производительность – количество продукции, которое машина производит в
единицу времени.
12
Измеряется в тоннах, кг, м3,м2, шт. в час, мин,….. .
Различают производительность:
1.
Фактическую – Пф
2.
Теоретическую – Пт.
Фактическая производительность – количество продукта, которую машина
выдаёт за единицу времени, включая простои (ремонт, наладка и.т.д.)
Определяется Пф по формуле:
Пф=
,
Где И – количество продукции (кг, шт. и.т.д.)
- длительность работы машины (час)
- длительность простоев
Теоретическая производительность – определяется количеством продукции,
которого могла бы выдать машина в единицу времени при безостановочной
работе (без простоев).
Пф= ,
Коэффициент использования – показатель рациональной эксплуатации оборудования.
Пф=
+
.
В паспортных характеристиках как правило приводится теоретическая производительность.
III.
Нетехнологическое оборудование для подготовки.
12. Машины для выделения примесей, отличающихся от зерён основной
культуры шириной и толщиной.
Название – ситовые сепараторы.
Назначение – очистка зерновых масс от примесей, отличающихся от зерна
линейными размерами.
13
Принцип работы – в результате просеивания через сито исходный продукт
разделяется на две фракции (части), содержащие разные по размерам частицы. Часть смеси, проходящая через отверстия сита называется проходом,
остальная часть, которая остаётся на сите и сходит с него – сходом. Машина
отделяет примеси, которые меньше или больше зерна.
УСТРОЙСТВО
Рис. 3.1. Технологическая схема сепаратора: 1 – корпус; 2 – приёмное устройство; 3 – выпускные устройства; 4 – привод; 5 – рабочий орган(сита); а – исходная смесь; б – очищенные зерно; в – мелкие примеси; г – крупные примеси.
Машины для выделения примесей, отличающихся от зёрен основной культуры аэродинамическими свойствами.
Название – воздушные сепараторы.
Назначение – выделение примесей, отличающихся от зёрен основной культуры аэродинамическими свойствами.
Принцип работы – сепарирование в воздушном потоке основанное на различии сопротивлений, оказываемых остальными частицами воздушному потоку.
14
УСТРОЙСТВО
Рис. 3.2. Технологическая схема аспирационного канала: 1 - Корпус;
2–
приёмное устройство; 3 – выпускное устройство; а – исходная смесь; б –
очищенное зерно; в – лёгкие примеси(выводятся потоком воздуха)
Машины для выделения примесей, отличающихся от зёрен основной культуры длиной.
Наименование – триеры
Назначение – для выделения примесей, отличающихся от основной культуры
длиной
Принцип работы – при вращении цилиндра в ячеи попадают зёрна разной
длины. Короткие укладываются в ячеи глубже, чем длинные и при вращении
цилиндра выпадают. Они попадают в желоб и выводятся из машины шнеком.
УСТРОЙСТВО
15
Рис. 3.3. Технологическая схема триера:
1 – цилиндр с ячеями; 2 – ячеи; 3 – верхняя грань желоба; 4 – желоб; 5 шнек; а – исходная смесь; б – короткие примеси; в – длинные примеси(фракция).
15. Оборудование для мойки растительного сырья.
15.1
Наименование – вентиляторные машины.
Назначение – предназначены для мойки овощей, плодов, ягод.
Принцип работы – сырьё непрерывно подаётся в металлическую ванну
с водой и далее на ленту транспортёра, где подвергается воздействию воды
из душа и щёток. Для турбулизации воды (интенсификация, процесса мойки)
компрессором подаётся сжатый воздух в барботёр.
16
УСТРОЙСТВО
Рис 3.4. Технологическая схема вентиляторной машины: 1 -роликовое полотно; 2 – барботёр воздушный; 3 – щётки; 4 – душевое устройство; 5 – металлическая ванна с водой; а – исходня смесь; б – очищенный продукт; в – воздух.
15.2
Наименование – шнековая моечная машина
Назначение – мойка крупы, зерна.
Принцип работы – крупа поступает в приёмное устройство и далее в машине
заполненную водой. Крупа оседает на дно корпуса и транспортируется шнеком до патрубка, подающего её на вибросито. На вибросите от крупы отделяется вода. Примеси всплывают и удаляются через слив.
УСТРОЙСТВО
17
Рис 3.5. Технологическая схема шнековой моечной машины: 1 – приёмное
устройство; 2 - шнек для мойки; 3 – передаточный патрубок; 4 – вибросито; 5
– сливное отверстие; а – исходная смесь; б – очищенная крупа; в – вода.
16. Оборудование для сортировки растительного сырья
16.1. Наименование – ступенчатое калибровочное устройство
Назначение – сортировка плодов
Принцип работы – продукт подаётся в калибрующую головку с парами вращающихся ступенчатых валиков. В первую очередь выпадают мелкие плоды,
затем крупные. Из сборников продукт транспортируется на переработку. Валики вращаются в противоположных направлениях.
УСТРОЙСТВО
18
Рис 3.6 Технологическая схема ступенчатого калибровочного устройства: 1 –
ступенчатые валики; 2 – ленточные транспортёры; 3 – приёмное устройство;
а – исходная смесь; б – мелкие плоды; в – крупные плоды.
16.2 Наименование – весовое калибровочное устройство.
Назначение – калибровка(сортировка) плодов.
Принцип работы – при движении опорный палец чаши скользит по нарпавляющей 5. В разрывах направляющей помещены ножи весового устройства.
Если момент силы, издаваемый чашей с плодом превысит момент груза
Gb>Pa, ножь вместе с пальцем опускается, чаша опрокидывается, плод выпускает в приёмник.
УСТРОЙСТВО
19
Рис 3.7. Технологическая схема весового калибровочного устройства:
1 – нож; 2 – груз; 3 – опорный палец; 4 – двухцепной транспортёр; 5 – направляющая; 6 - чаша.
17. Оборудование для очистки растительного сырья от наружного покрова.
Оборудование для мойки тары.
Наименование – абразивная картофелемешалка (периодического действия).
Назначение – для очистки кожуры картофеля, корнеплодов(свеклы, моркови).
Принцип работы – продукт загружают периодически через люк 1. Разгрузка
осуществляется на ходу через окно 2 под действием центробежной силы.
Для смыва разрушенной кожуры подаётся вода через форсунку 3. Кожуры
выводится через патрубок 5.
УСТРОЙСТВО
20
Рис 3.8. Технологическая схема абразивной картофелечистки:
1.
– люк; 2 – окно; 3 – форсунка; 4 – диск образивный; 5 – сливной патру-
бок; а – исходный продукт; б – очищенный от кожуры продукт; в – кожура с
водой.
17.2 Оборудование для мойки жестяной тары.
Наименование – установка для мойки тары.
Назначение – мойка жестяной тары.
Принцип работы – пар и вода подаются соответственно в паровой 3 и водяной 4 барботёры для обработки внутренней поверхности банок по ходу их
перемешиания в камере. Вода, стекающая с банок попадает в коническую
воронку 5 и отводится в канализацию.
УСТРОЙСТВО
21
Рис 3.9. Технологическая схема установки для мойки тары: 1 – корпус; 2 – направляющие; 3 – паровой барботёр; 4 – водяной барботёр; 5 – воронка; ф –
подача тары на мойку; б – чистая тара; в – вода; г – пар; д – горячая вода.
IV Технологическое оборудование для разделывания
18. Оборудование для резки пищевых продуктов. Класификация.
Машины для резки можно классифицировать по следующим признакам:
а) Форма ножей:
Рис 4.1. Основные формы ножей: 1 – гладкий дисковый; 2 – гладкий плоский;
3 – саблеобразный; 4 – зубчатый дисковый; 5 – зубчатый плоский.
Назначение: 1 – для мяса рыбы, теста; 2 – мучные изделия; 3 – мелкое дробление рыбы, овощей; 4 – мясо, рыба, тесто; 5 – мучные изделия.
Б) форма лезвий.
Рис 4.2. Основные формы лезвий:
22
1 – острая зубчатая; 2 – дугообразная зубчатая; 3 – гладкая односторонняя
или двухсторонняя заточка.
В ) Виды резания
Рис. 4.3. Виды резания:
1 – давление против прочной основы; 2 – контр. Ножами; 3 – свободное.
Прингцип работы оборудования для резки: режущий орган воздействует механически на разрезаемый материал и разрезает продукт.
Назначение – измельчение или резка сырья и полуфабрикатов.
Многодисковая корнерезка
Назначение – резка плода.
Принцип работы – плоды разрезаются верхним диском, затем попадают на
нижний диск(горизонтальнй). В результате продукт выходит в виде кубиков.
УСТРОЙСТВО
Рис.4.4. Многодисковая корнерезка: 1 – механизм для резки; 2 – ножевой
диск; 3 – корпус; а – исходный продукт; б – разрезанный материал (кубики).
23
19. Оборудование для юробления и измельчения пищевых материалов.
Классификация.
Назначение: измельчение пищевых материалов.
Принцип работы: продукт распадается на части под действием динамической нагрузки.
УСТРОЙСТВО
Рис.4.5.
Классификация измельчающих машин:
1 – вальцевый станок; 2 – жерновой; 3 – дисковый измельчитель; 4 – молотковая дробилка; 5 – плющильный станок; а – исходный продукт; б – измельчённый продукт.
20. Оборудование раздавливающего и истирающего действия.
Вальцевый станок.
Назначение: дробление и измельчение зерна и других продуктов.
Принцип работы: с помощью питающих валиков продукт поступает на вальцы, измельчается и поступает в выпускное устройство.
УСТРОЙСТВО
24
Рис.4.6. Вальцовый станок: 1 – приёмно-питающее устройство; 2 – мелющие
вальцы; 3 – корпус; 4 – выпускное устройство; 5 – система привалки вальцов;
а – исходный продукт; б – измельчённый продукт.
Q = 1200-1800кг/ч
Молотковая дробила
Назначение: дробление продуктов.
Принцип работы: продукт попадает на вращающийся ротор с молотками, отбрасывается к периферии и ударяясь о неподвижную поверхность измельчается.
Q=300кг/ч.
УСТРОЙСТВО
25
Рис.4.7. Молотковая дробилка: 1 – корпус; 2 – молотки; 3 – приёмное устройство; 4 – выпускное устройство; 5 ротор; а – исходный продукт; б – дроблённый продукт.
21. Оборудование для разделения жидких пищевых продуктов. Классификация. Фильтр.
Классификация
По контруктивному признаку оборудование для разделки жидких пищевых
продуктов делится на:
1.
Фильтры;
2.
Центрифуги;
3.
Сепараторы.
Фильтр
Назначение: очистка жидких пищевых продуктов (вино, соки, пиво и.т.д.)
Принцип работы: Продукт поступает в каналы, соединённые с четными катерами. Пройдя под напором фильтр, очищенный продукт поступает в нечётные камеры и выводится наружу.
УСТРОЙСТВО
Рис.4.8. Фильтр – пресс:
1 – пустотелая плита; 2 – фильтр; 3 – вал; 4 – трубопровод, подающий продукт; 5 – трубопровод, отводящий очищенный продукт; а – исходный продукт; б – очищенный продукт.
Материалы фильтра: Картон; х/б; искусственный (капрон и.т.д.), шерстяные
ткани; металлическая сетка; керамика. Q = 3 -10 м3/ч
26
22. Оборудованеи для разделения жидких пищевых продуктов. Центрифуга.
Центрифуга
Назначение: очистка жидких продуктов.
Принцип работы: суспензия поступает в барабан, где под действием центробежного поля происходит разделение на твёрдую и жидкую фазу. Твёрдая
фаза шнеком подаётся в выпускное устройство б, жидкая в выпускное устройство 4.
УСТРОЙСТВО
Рис.4.9. Центрифуга:
1 – барабан(ротор); 2 – шнек с окнами; 3 – подающее устройство; 4 – выпускное устройство очищенного продукта; 5 – выпускное устройство для осадка; а
– исходный продукт; б – осадок; в – очищенный продукт.
Qmax загрузка = 600кг.
23. Оборудование для разделения жидких пищевых продуктов. Сепаратор
(жидкостной)
Сепаратор жидкостный
27
Назначение: очистка жидких пищевых продуктов.
Принцип работы: суспензия поступает в сепаратор через трубу 5. Частицы с
большей плотностью чем жидкость под действием центробежных сил движутся к стенкам барабана и выводятся через выпуск 2. Осветвлённая жидкость выходит через выпуск 3.
УСТРОЙСТВО
Рис.4.10. Сепаратор жидкостный:
1 – корпус; 2 – выпуск осадка; 3 – выпуск лёгкой фракции; 4 – тарелка
перфорированная; 5 – приёмное устройство; а – исходная смесь, б –
очищенная жидкость; осадок.
Q = 2000:10000л/ч.
24. Оборудование для выделения жидких фракций из сырья и полуфабрикатов прессованием.
Маслопресс
Назначение: выработка масла.
28
Принцип работы: семена поступают в прессующий шнек, где происходит
отжим масла через отверстия зеерного барабана.
УСТРОЙСТВО
Рис.4.11. Маслопресс:
1 – корпус; 2 – шнек прессующи; 3 – зеерный барабан; 4 – регулирующий конус; 5 - приёмное устройство; 6 – привод; 7 – выпуск масла; а –
семена; б – масло; в – жмых.
Q = 10-20т/ч, Q=500-1000т/сут.
V. Технологическое оборудование для соединения
Оборудование для механической переработки сырья соединением. Мешалки. Смесители периодического действия.
Классификация мешалок по конструктивным признакам.
Рис.5.1. Классификация мешалок:
29
1 – якорная; 2 – рамная; 3 – лопастная; 4 – турбинная; 5 – шнековая.
Назначение: для получения однородных смесей путём перемешивания и
растворения.
Принцип работы: Перемешивание и растворение различных продуктов за
счёт воздействия мешалки.
Q(емкость) =600:900л.
Турбинная мешалка
Назначение: смешивание жидких продуктов.
Принцип работы: концентрированный продукт поступает через штуцер 7, вода через штуцер 3. В результате воздействия мешалки образуется смесь, которая выходит через патрубок 8.
УСТРОЙСТВО
Рис.5.2. Турбинная мешалка: 1 – корпус; 2 – привод; 3 – вход, выход; 4,5,6 –
мешалки; 7 – вход концентрированной жидкости; 8 – выход смеси; а – концентрат; б – вода; в – смесь.
Смесители периодического действия. Тестомесильная машина.
Назначение: для замеса теста
30
Принцип работы: жидкие и сыпучие компоненты согласно рецептуре загружаются в дежу. Результате вращения дежи и возвратно-поступательного
движения рычага происходит замес теста.
УСТРОЙСТВО
Рис.5.3. Технологическая схема тестомесильной машины: 1 – корпус; 2 – купол; 3 – месильная головка; 4 – месильный рычаг; 5 – привод месильного
рычага; 6 – привод вращения дежи; 7 – съёмная дела; а – сырьё; б – тесто.
=26= Технологическое оборудование для формования
Оборудование для переработки сырья формованием. Классификация.
Оборудование для формования путём выдавливания. Виды оборудования
для переработки сырья формованием.
Классификация
31
1.
Оборудование для формования путём выдавливания (экструзии).
2.
Оборудование для формования путём надавливания.
Назначение: проведение механической переработки продуктов с целью придания полуфабрикатам определённой формы.
Принципиальные схемы
Рис.6.1 Принципиальные схемы оборудования для формования:
а-оборудование для выдавливания;
б-оборудование для надавливания.
Оборудование для формования путём выдавливания
Шнековый экстрактор
Назначение: получение макаронных и др. изделий.
Принцип работы: Выдавливание жгутов перерабатываемой массы с
помощью нагнетателя (шнека) через формующие отверстия матрицы.
Устройство
Рис.6.2 Техническая схема шнекового экструдера.
1-матрица, 2-корпус, 3-нагнетательный шнек, 4-загрузочная воронка,
5-привод, а-продукт, б-жгуты
Q=375 кг/ц
Виды оборудования для переработки сырья формованием.
32
Макаронный пресс
Назначение: получение макаронных изделий
Принцип работы: мука, вода и другие ингридиенты смешиваются в смесителе и поступают в шнековый канал. Шнек под давлением продавливает тесто
через матрицу. Получаемые жгуты теста обдуваются воздухом для подсушки
и отрезаются.
Устройство
Рис.6.3. Технологическая схема макаронного пресса:
1-корпус, 2-дозатор воды, 3-дозатор муки, 4-тестомиситель, 5-прессующий
шнек, 6-матрица, 7-вентилятор, 8-отрезные устройства
Q=375 кг/ц
Тестокруглительная машина
Назначение: округление тестовых заготовок
Принцип работы: куски теста поступают на дно вращающейся чаши и перемещаются по спиральному желобы вверх, приобретая шарообразную форму.
Устройство
33
Рис.6.4. Технологическая схема тестоокруглительной машины:
1-чугунная чаша, 2-спиральный жёлоб, 3-приёмная воронка, а-кусок теста,
б-шар из теста.
=27= Технологическое оборудование для тепло- и массообмена
Оборудование для проведения тепловых и массообменных процессов. Классификация. Теплообменник. Экстрактор.
Классификация
1.
Оборудование для проведения тепловых процессов.
2.
Оборудование для проведения массообменных процессов.
3.
Оборудование для сушки.
4.
Оборудование для выпечки
5.
Выпарные аппараты.
6.
Оборудование для тепловой обработки фасованных продуктов.
7.
Оборудование для охлаждения и замораживания продуктов.
Оборудование для проведения тепловых процессов
Теплообменник
Назначение : нагрев жидких продуктов
Принцип работы: При движении жидкости по трубам 2 продукт нагревается в
результате теплообмена.
34
Устройство
Рис.7.1. технологическая схема теплообменника
1-корпус, 2-труба для подогреваемой жидкости, 3-вход продукта, 4-выход нагретого продукта, 5-вход пара, 6-выход конденсата, 7-трубные платы, апродукт(жидкость),
Б-нагретая жидкость, в-пар, г-конденсат.
h=2м ; Ф=95м ; Р=0,1-0,15 МПа ; S(нагрева)=15м² ; Ф(трубок)=32мм ; Для нагрева сока, томата, и в консервном производстве.
Оборудование для проведения массообменных процессов
Экстрактор
Назначение: получение экстрактов.
Принцип работы: Вал с лопастями 2 вращается перемещая лепестки вверх.
Сверху поступает экстрагент(бензин) и проходят через лепестки экстрагирует
вещество (масло). Выход экстракта (мисцеллы) через патрубок 5. Процесс
экстракции протекает противоточно.
Устройство
35
Рис.7.2. Технологическая схема экстрактора:
1-корпус, 2-вал с лопастями, 3-вход экстрагента, 4-вход твёрдой фазы, 5выход экстракта, а-твердая фаза, б-экстракт, в-экстрагент, шрот.
Габариты: h=12м, D=1,2м, Q=500т\сут
=28= Оборудование для сушки сырья и полуфабрикатов
Барабанная сушилка
Назначение: сушка продуктов
Принцип работы: Продукт поступает во вращающийся барабан 5 и нагревается горячим воздухом. Проходя по барабану зерно высушивается проходя через выпускное устройство 3 выходит на сушилки. Принцип прямотока, т.е. горячий воздух и продукт движутся в одном направлении.
Устройство
36
Рис.7.3. Технологическая схема барабанной сушилки
1-корпус, 2-приемное устройство, 3-выпускное устройство, 4-вход горячего
воздуха, 5-барабан с лопастями, а-продукт, б-сухой продукт, в-горячий воздух
Q-8-16т/ц
=29= Оборудование для выпечки и тепловой обработки пищевых продуктов. Кондитерская печь. Бланширователь, Автоклав. Крндитерская печь.
Крндитерская печь.
Назначение: Выпечка изделий из теста
Принцип работы: Тестовые заготовки загружаются в чпечь. Устанавливается
t˚ и время выпечки согласно технологической инструкции, и после истечения
установленного времени готовые хлебобулочные изделия вынимаются из
печи.
Устройство
Рис.7.4. Технологическая схема кондитерской печи
1-корпус, 2-термоизолятор, 3-противни, 4-вентиляторы, 5-нагреватели (ТЭНы),
6-привод, 7-парообразователь, 8-бачок для воды.
37
N=количество листов, m-хлеба, Q-расчётным путём по размерам листа, хлеба
и температуры.
Бланширователь
Назначение: бланшировка плодов и овощей.
Принцип работы: При бланшировании пар подается через барабан в ванну с
водой 2, при этом продукт находящийся на ленте транспортёра нагревается
Устройство
Рис.7.5. Технологическая схема бланширователя:
1-ленточный транспортёр, 2-ванна с водой, 3-барботер, а-продукт, ббланшированный продукт.
Q=600+800 кг/ц
Автоклав
Назначение: Стерилизация фасованных продуктов
Принцип работы: Наполненную банками с продуктом устанавливают в автоклав, сразу заполняется водой, а через барботер подаётся пар (в цехе ТЭНЫ).
Воздушным компрессором создается и поддерживается постоянное давление. По истечении времени необходимые для стерилизации, горячая вода
постепенно вытесняется холодной водой. После охлаждения корзины с банками вынимаются из автоклава.
38
Устройство
Рис.7.6. Технологическая схема автоклава
1-корпус(целиндрический стальной сосуд) 2-сетка для банок 3-банки 4нагреватель 5-крышка круглая
Q-объём автоклава 1570-2750 P=0,35МПа=3,5атм
1350-2200-2750мм
Выпарные аппараты
Варочный котёл
Назначение: Выпаривание воды, нагрев продуктов, варка, разваривание.
Принцип работы. После набора продукта в котёл, в паровую рубашку подают
горячий пар. После окончания процесса варки прекращают подачу пара и
продукт вынимают из аппарата.
Устройство
Рис.7.7. Технологическая схема варочного котла
1-корпус 2-паровая рубашка 3—котёл 4-стойки 5-крышка а-продукт б-пар
Q-вместимость V=11-33м³
39
=30= Оборудование для охлаждения и замораживания пищевых продуктов.
Морозильный аппарат.
Назначение: Охлаждение и замораживание продуктов воздушной среде.
Принцип работы: Охлаждение или замораживание продуктов в результате
движения охлаждения воздуха, который свободно омывает продукт со всех
сторон. Воздух перемещается вентилятором и охлаждается в воздухоохладителя.
Устройство
Рис.7.8. Технологическая схема морозильного аппарата: 1-камра для охлаждения
2-стеллами 3-вентилятор 4-воздухоохладитель (испаритель) 5-продукт 6компресор 7-кондесатор 8-вентилятор
Конвейерный морозильный аппарат
Назначение : замораживание продуктов
Принцип работы: Через сетчатый конвейер 5 продувается охлажденный воздух. Упакованный продукт (ягода, зеленый горошек и т.д.) уложенный россыпью на конвейере, замораживается при температуре = -30С˚
Устройство
40
Рис.7.9. Технологическая схема конвейерного морозильного аппарата:
1-корпус 2-приемное устройство 3-подача паров жидкого хладоагента(жидкий азот) 4-выпускное устройство 5-транспортёр решётчатый а- исходный продукт б-замороженный продукт
t˚ ж. азота= -195,8С˚
t˚ воздух=-192,0С˚
Q=300кг\ц
VIII Технологическое оборудование для финишных операций
=31= Оборудование для финишных операций. Классификация. Дозатор. Устройство для упаковки. Классификация
1.Технологическое оборудование для взвешивания
1.1. Весовые дозаторы.
1.2. Объемные дозаторы.
2. технологическое оборудование для финишных операций.
2.1. Оборудование для упаковки продуктов мелкими дозами.
Технологическое оборудование для взвешивания
Весовой дозатор
Назначение: Весовой дозатор предназначен для весового дозирования сыпучих продуктов.
41
Принцип работы: Продукт поступает из загрузочного бункера с помощью
вибролотка в приёмный бункер. После набора определенной массы продукта подается сигнал(загорается лампочка) и открывается клапан(с помощью
педали или клавиши разгрузки) бункера, после чего продукт высыпается в
упаковочное устройство.
Устройство
Рис.8.1. Технологическая схема весового дозатора.
1-загрузочный бункер 2-регулятор 3-вибролоток 4-приемный бункер 5-груз
точной настройки 6-груз настройки 7-блок управления
Q= до 10 доз\мин
Объемный дозатор
Назначение: Дозирование сыпучих продуктов.
Принцип работы: Дозирование осуществляется с помощью шлюзового барабана в верхней части. Барабан поворачивается и выгружает продукт через
выпускное устройство.
Устройство
42
Рис.8.2. Технологическая схема объемного дозатора
1-корпус 2-шлюзовой барабан 3-приемное устройство 4-выпускное устройство 5привод
2.Технологическое оборудование для финишных операций.
Оборудование для упаковки продуктов мелкими дозами.
Устройство для упаковки
Назначение: Упаковка сыпучих продуктов в пакеты.
Принцип работы: Формируется пакет из рулонной плёнки заданной длины
при помощи Т-образного узла сварки. Продукт засыпается в пакет затем производится сварка верхнего края пакета и отрезка его от рулона.
Устройство
Рис.8.3. Технологическая схема устройства для упаковки
1-корпус 2-панель управления 3-узел термосварки 4-приемный бункер 5ограничительный столик 6-ленто протяжная система 7-рулон с плёнкой
Размер пакетов: 180-(50-270) мм
IX Поточные линии
43
=32= Поточные механизированные линии пищевых производств. Классификация поточных линий.
Определение поточной линии Поточная линия-система машин расположенных в порядке последовательности технологических операций по обработке
объектов производства, которые выполняются одновременно но в определенном заданном ритме.
Классификация
Поточные лиии можно классифицировать по следующим признакам:
1.
По виду связи между машинами:
1.1
линии с жесткой связью
1.2
линии с гибкой связью
1.3
линии с полугибкой связью
Рис.9.1. Виды связи между машинами поточных линий:
1-машины 2-приемник накопитель с перегружателем а-жесткая бгибкая в-полугибкая
2.
По степени механизации
2.1
механизированные поточные
2.2
механизированные
2.3
автоматизированные
3.
По структуре потока
3.1
однопоточные линии
3.2
многопоточные линии( из нескольких видов сырья один
продукт)
44
=33= Принцип компоновки поточных линий. Принцип выбора технологического процесса и оборудования при компоновке поточной линии.
1. Принцип компановки поточных линий
Компановка линий осуществляется на основе
-выбора технологического процесса
-выбора оборудования
2. Принцип выбора технологического процесса
-механизации и автоматизации производства
-унификации и стандартизации изделий
-применения по рациональных по интенсивности технологических режимов
3. Принципы выбора оборудования
При выборе оборудования необходимо учитывать:
-ассортимент выпускаемой продукции и производительность линий
-степень специализации или универсальности линии
-существующие проверенные типы оборудования подвергая его
при необходимости модефикации
-предусматривать минимальное количество машин в линии
-соблюдать правила техники безопасности
-приравнивать производительность машин в линии
-проектировать между машинами бункерные устройства
X Основы автоматизации
=34= Автоматическое регулирование. Принципы регулирования. Звенья системы автоматического регулирования.
Классификация.
45
Определение: Автоматическое регулирование-это область автоматики, обеспечивающая в ходе технологического процесса поддержание физических величин в заданных пределах или изменение их по заданному закону.
Принципы регулирования
1.
Регулирование по отклонению параметра от заданного значения
(Пример: по изменению температуры в сушилке изменяется температура агента сушки-воздуха
2.
Регулирование по причине вызывающей отклонение параметра
от заданных значение. (Пример: регулирование температуры агента
сушки-воздуха в сушилке по заданной программе)
Звенья системы автоматического регулирования. Классификация.
Звенья систем автоматического регулирования классифицируют на
следующие элементы
1.
2.
3.
4.
Объект регулировки
Датчик
Управляющее устройство
Исполнительный механизм
Рис.10.1. Схема системы автоматического регулирования температуры в сушилке
1-сушилка 2-датчик температуры 3-управляющее устройство 4исполнительный механизм (изменяет температуру агента сушилки-воздуха)
=35= Звенья систем автоматического регулирования. Объекты регулирования и управляющие устройства.
46
Звенья систем автоматического регулирования.
1.
Объект регулирования
2.
Датчик
3.
Управляющие устройства
4.
Исполнительный механизм
Объект регулирования-совокупность технологического оборудования в котором необходимо поддерживать заданные параметры технологического процесса.
Управляющие устройства
Определение
Управляющие устройства-электрические мосты, электрические и неэлектрические реле, компьютеры.
=36= Датчики систем автоматического регулирования. Классификация.
Назначение: преобразовывает измеряемую физическую величину в другую
величину, удобную для использования управляющим устройством системы.
Принцип работы-при увеличении измеряемой величины изменяется электрическое сопротивление в системе или вырабатывается разный ток.
Классификация датчиков
1.
Паралитрические-преобразуют выходной сигнал измерительного элемента в электрическое сопративление(термометр сопративления)
2.
Генераторные - Преобразуют выходной сигнал измерительного элемента в электродвижущую силу
=37= паралитрические и генераторные датчики систем автоматического регулирования.
1.
Паралитрические датчики
1.1 Датчики сопротивления
1.1.1 Термометры сопротивления (обмотка из тонкой проволки, измеряют
сопротивление в зависимости от изменения температуры
1.1.2 Тензометры измеряют сопротивление при деформации объекта
1.2 Индуктивные датчики
47
Принцип работы-перемещение сердечника ведет к изменению индуктивного
реактивного сопротивления в обмотке
1.3 Емкостные датчики
Принцип работы-происходит преобразование входной величины в емкостное реактивное сопротивление при изменении расстояния между пластинами конденсатора
2.
Генераторные датчики
Принцип работы-преобразование входной величины в электродвижущую
силу.
Классифицируют датчики на:
2.1 Термопары-два электрода из разных металлов скрученных или сваренных на одном конце. При изменении физической велечины появляется электрический ток
2.2 Тахогенераторы-генератор тока, который образуется при движении вала
=38= Исполнительные механизмы систем автоматического
регулирования. Классификация.
Принцип работы исполнительных механизмов-управление перемещением
регулирующего органа под действием сигнала от управляющего устройства.
Исполнительные механизмы классифицируют на:
1.
Электрические (механизмы выполняющие функцию преобразования
электрического тока в механическое перемещение регулирующего органа.
2.
Гидравлические механизмы-выполняют функцию преобразования разностей давления в механическое перемещение регулирующего органа.
3.
Пневматические механизмы-преобразуют управляющий сигнал
(управление сжатого воздуха) в механические перемещения регулирующего
органа
=39= Автоматические регуляторы систем автоматического
регулирования. Классификация.
48
Принцип работы: Автоматический регулятор предназначен для регулирования физической величины на заданном уровне.
Принцип работы: под действием изменения физического параметра (давление воздуха) происходит автоматическое регулирование до тех пор пока
регулируемый параметр небудет иметь заданное значение.
Устройство: Состоит из трёх элементов: чувствительного (датчика), регулирующего (исполнительный орган) и элемента связи между ними.
Классификация
Регуляторы можно разделить на следующие типы:
1.
Статические
2.
Астатические
3.
Изодромные
=40= Статический регулятор систем автоматического регулирования.
Назначение: Поддержание регулируемого параметра на заданном уровне.
Принцип работы: Регулируемый орган изменяет свое положение так, что
каждому значению параметра соответствует только одно положение регулируемого органа.
При изменении давления на объекте регулирования мембрана передвигается вверх подымает задвижку и на объект поступает больше воздуха.
Давление восстанавливается до заданного уровня.
Устройство
Рис.10.2 Схема статического регулятора
1-объект регулирования 2-импульсная трубка 3-мембрана 4-пружина 5шток с задвижкой
49
Перемещение регулятора однократное, но со статической ошибкой.
=41= Астатический регулятор систем автоматического
регулирования.
Назначение: Поддержание параметра на заданном уровне
Принцип работы: Работает аналогично статическому регулятору, но перемещение регулирующего органа многократное, пока не установится
заданное давление воздуха. Регулятор работает без статической ошибки.
Устройство
Рис.10.3 Схема астатического регулятора:
1-объект регулирования 2-импульсная трубка 3-мембрана 4-груз 5-щиток
с задвижкой
=42= Изоуромный регулятор систем автоматического регулирования.
50
Назначение: Поддержание регулируемого параметра на заданном уровне.
Принцип работы: Принцип работы аналогичен статистическому и астатическому регуляторам. При изменении параметра регулируемого органа
совершает одно колебание, но не плавно. Затухание колебаний происходит благодаря пружине. Совмещает достоинства статического и астатического регуляторов. Работает почти без статической ошибки.
Устройство
Рис.10.4. Схема изоуромного регулятора
1-объект регулирования 2-импульсная трубка 3-мембрана 4-груз 5-шток
с задвижкой 6-пружина
=43=Автоматизация отдельных аппаратов . Автоматический регулятор давления в прессовой камере шнекового
пресса.
Назначение: Поддержание заданного давления в шнековом прессе.
Принцип работы: При повышении давления в камере пресса выжимки
отодвигают конус при этом величина зазора между конусом и шнеком
увеличивается, что снижает давление, выход выжимок возрастает и равновесие устанавливается на заданном уровне (давления).
Устройство
51
Рис.10.5. Схема автоматического регулирования давления в шнекового
прессе:
1-шнек 2-насос 3-резервуар 4регулятор 5-конус 6-шток 7-поршень.
52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Автоматизация технологических процессов пищевых производств /
под ред. Е.Б.Карпина. - М: Агропромиздат, 1985. - 536с.
2. Драгилев А.И. Технологическое оборудование предприятий кондитерского производства. - М.: Колос, 1997. - 432с.
3. Драгилев А.И., Дроздов* B.C. Технологическое оборудование предприятий перерабатывающих отраслей АПК. - М.: Колос, 2001. - 352с:
ил.
4. Зайчик Ц.Р. Технологическое оборудование винодельческих предприятий. -М.: Агропромиздат, 1988. - 320с.
5. Касьянов Г.И., Ломачинский ВА., Самсонова А.Н. Технология продуктов для детского питания: Учебн. пособие. - Ростов н/Д.: Издательский центр «Мир Т», 2001.-256с.
6. Оборудование для производства муки и крупы. Справочник / А.Б.
Демский, М.А. Борискин, Е.В. Татаров и др. - М.: Агропромиздат, 1990.
- 421с.
7. Скрипников Ю.Г., Гореньков Э.С. Оборудование "предприятий по
хранению и переработке плодов и овощей: Учебник для техникумов. М.: Колос, 1993. -336с.
8. Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. Изд. 4-е, доп. и перерб. - М.: Колос, 1975. 496с.
9. Технологическое оборудование пищевых производств / Б.М. Азаров, X. Ау-рих, С. Дичев и др. / Под ред. Б.М. Азарова. - М.: Агропромиздат, 1988. -463с.
10. Технология и оборудование консервных заводов / М.С. Аминов,
М.Я. Дикие, А.Н. Мальский и др. - М.: Агропромиздат, 1986. - 319с.
11. Технология и оборудования пищевых производств / Под ред. НИ.
Назарова - М: Пищ. пром-сть, 1977. - 351с.
53
12. Устройство и эксплуатация оборудования предприятий пищевой
промышленности / Под ред. А.И. Драгйлёва. 2-е изд., перераб. и доп.: М.: Агропромиздат, 1988. - 399с.
13.
Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1: Учеб.
для вузов / С.Т.Антипов, И.Т.Кретов, А.Н.Остриков и др.; Под ред. кад.
РАСХНВ.А.Панфилова.-М.: Высшее., 2001.-703 с: ил.
14.
Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн.2: Учеб.
для вузов / С.Т.Антипов, И.Т.Кретов, А.Н.Остриков и др.; Под ред. акад.
РАСХН В.А.Панфилова. - М.: Высш. 2001. - 680 с: ил.
СОДЕРЖАНИЕ
I ВВЕДЕНИЕ
1. Перспективы развития пищевых производств.
Основные требования, предъявляемые к технологическому оборудованию.
2. Основные правила эксплуатации технологического оборудования. Общие требования
безопасности, предъявляете к конструкции
технологического оборудования.
II Общие сведения о технологическом оборудовании
3. Классификация оборудования. Основные
классы технологического оборудования.
4. Классификация технологического оборудования для подготовки сельскохозяйственной
продукции.
5. Классификация технологического оборудования для неханической переработки продуктов
разделение.
54
6. Классификация технологического оборудования для механической переработки сырья соединением.
7. Классификация технологического оборудования для механической переработки сырья формированием.
8. Классификация технологического оборудования для проведения тепло- и массообменных
процессов.
9. Классификация оборудования для финишных
операций.
10.
тах.
Основные понятия о машинах и аппара-
11.
Производительность машины. Понятие
фактической и теоретической производительности.
III Технологическое оборудование для подготовки
12. Машины для выделения примесей, отличающихся
от зерен основной культуры шириной и толщиной.
13. Машины для ввделения примесей, отличающихся
от зерен основной культуры агродинамическими
свойствами.
14. Машины для выделения примесей, отличающихся
от зерен основной культуры длиной.
15. Оборудование для мойки растительного сырья.
16. Оборудование для сортировки растительного
сырья.
55
17. Оборудование для очистки растительного сырья от наружного покрова. Оборудование для мойки тары.
IV Технологическое оборудование для разделения.
18. Оборудование для резки пищевых продуктов. Классификация.
19. Оборудование для дробления и измельчения пищевых
материалов. Классификация.
20. Оборудование раздавливающего и истирающего действия.
21. Дборудование для разделения жидких пищевых продуктов. Классификация. Фильтр.
22. Оборудования для разделения жидких пищевых продуктов. Центрифуга.
23. Оборудование для разделения жидких пищевых продуктов. Сепаратор (жидкостный).
24. Оборудование для выделения жидких фракций из сырья
и полуфабрикатов прессованием.
V Технологическое оборудование для соединения
25. Оборудование для механической переработки сырья соединением. мешалки, Смесители периодического действия.
VI Технологическое оборудование для формования
26. Оборудование для переработки сырья формованием.
Классификация. Оборудование для формования путем выдавливания. Виды оборудования для переработки сырья формированием.
VII Технологическое оборудование для тепло и массообмена.
56
27. Оборудование для проведения тепловых и массообменных процессов. Классификация. Теплообменник. Экстрактор.
28. Оборудование для сушки сырья и полуфабрикатов.
29. Оборудование для выпечки и тепловой обработки пищевых продуктов. Кондитерская печь. Бланширователь. Автоклав.
30. Оборудование для охлаждения и замораживания пищевых
продуктов.
VIII Технологическое оборудование для финишных операций.
31- Оборудование для финишных операций. Классификация.
Дозатор. Устройство для упаковки.
IX Поточные линии
32. Поточные механизированные линии пищевых производств. Классификация ПОТОЧНЫХ линий.
33. Принципы компоновки поточных линий. Принципы выбора
технологического процесса и оборудования при компоновке
поточной линии.
X Основы автоматизации
34. Автоматическое регулирование. Принципы регулирования. Звенья систем автоматического регулирования. Каассификация.
35. Звенья систем автоматического регулирования. Объекты регулирования и управляющие устройства.
57
36. Датчики систем автоматического регулирования. Классификация.
37. Параметрические и генераторные датчики систем автоматического регулирования.
38. Исполнительные механизмы систем автоматического регулирования. Классификация.
39. Автоматические регуляторы систем автоматического
регулирования. Классификация.
40. Статический регулятор систем автоматического регулирования.
41. Астатический регулятор систем автоматического регулирования.
42. Изодромный регулятор систем автоматического регулирования.
43. Автоматизация отдельных аппаратов. Автоматический
регулятор давления в прессовой камере шнекового пресса.
58