Редакция № 1 - Автоматизированная информационная система

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г. Семей
Документ СМК 3 уровня
УМК
УМКД
Редакция № 1
Учебно-методические
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
материалы по дисциплине
«Машины-автоматы,
поточные линии пищевых
производств»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Машины-автоматы, поточные линии пищевых производств»
для специальности 5В072400 –
«Технологические машины и оборудование»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Семей 2013
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 2 из 140
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО
Составитель ____________ Тусипов Н.О., старший преподаватель кафедры
«Машины и аппараты пищевых производств» Государственного университета
имени Шакарима г. Семей
«____» _______2013 г.
2. ОБСУЖДЕНО
2.1. На заседании кафедры «Машины и аппараты пищевых производств»,
Государственного университета имени Шакарима г. Семей
Протокол от «____» __________ 2013 года, № __.
Заведующий кафедрой ___________ Акимов М.М.
2.2. На заседании учебно-методического бюро инженерно-технологического
факультета
Протокол от «____» __________ 2013 года, № __.
Председатель ______________ Толеубекова С.С.
3. УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета
университета
Протокол от «____» __________ 2013 года, № __.
Председатель УМС _____________ Искакова Г.К.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Содержание
1
2
3
Лекции
Практические и лабораторные занятия
Самостоятельная работа студента
страница 3 из 140
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 4 из 140
ЛЕКЦИИ
Лекция 1. Введение.
Классификация машин-автоматов и поточных линий (Шувалов)
Предметом курса МА и ПЛ являются, прежде всего, такие виды
промышленного оборудования как:
 машины-полуавтоматы и автоматы.
Однако в состав поточных линий могут входить и простые машины.
В конструктивном плане в структуре построения всех автоматов есть много
общего. Все они состоят из следующих элементов:
1. Двигательный механизм (чаще – электродвигатель либо несколько
двигателей).
2. Приводной механизм (редуктор и системы передач – зубчатых,
червячных, ременных, цепных и пр.).
3. Распределительный управляющий вал (РУВ):
- с помещенными на нем – кулачками, которые передают движение
исполнительным механизмам, либо механизмы, преобразующие
вращательное движение в другие виды движения.
4. Передаточные исполнительные механизмы в виде:
- рычагов, тяг, реек, секторов, которые передают движение от
распределительных механизмов к рабочим органам.
5. Рабочий орган (или рабочие органы) т.е. механизмы, выполняющие
операции технологического процесса, т.е. например:
- разлив, изготовление колпачков для укупорки бутылок,
непосредственно укупорку и т.д.
6. Механизмы питания и транспортировки штучных изделий:
- продукции; бутылок; колпачков; укупорочной фольги. бумаги и
Т.Д.
7. Предохранительные механизмы или механизмы блокировки,
предназначенные для останова машины при отсутствии сырья и
материалов.
Все технологические машины можно
признакам:
1) характер действия
2) степень и система автоматизации.
классифицировать по двум
По характеру действия машины делятся:
1. Однопозиционные непроходные машины циклического действия.
Это наиболее простые машины, причем автоматами, конечно, они не
являются.
В этих машинах
 отсутствует транспортировка обрабатываемых объектов (ОО) внутри
машины.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 5 из 140
Например, мешалка либо сыродельная ванна и пр. Как правило, ОО носят
массовый, нештучный характер.
2. Поточные проходные машины, для которых характерна внутримашинная
транспортировка.
Эти машины также делятся:
2.1. Прерывисто-поточные (пульсирующие) машины, в которых ОО движутся
с остановками.
2.2. Непрерывно-поточные машины, в которых ОО движутся без остановок.
Далее машины делятся на т.н. классы и подклассы. Классы машин условно
нумеруются римскими цифрами:
 0, I, II, III, IV.
Внутри классов машин существуют подклассы: «П.» и «С».
Подкласс «П» означает,
 что РО машин занимают определенные позиции внутри машины,
оставаясь неподвижными в пределах своей позиции.
Подкласс «С» обозначает,
 что РО является совмещенным с движением ОО.
Машины 0 класса – это циклические непроходные однопозиционные
машины, в которых:
 обрабатываемый объект (ОО) является массовым
 и находится в процессе обработки в одном замкнутом объеме.
Например, ванна для сливок с неподвижной теплопередающей стенкой и
вращающейся мешалкой входит здесь в подкласс «П».
Барабанный или кубический маслоизготовитель с рабочим органом,
совершающим вращение, входит в подкласс «С».
Машины I класса – это непроходные машины, в которых рабочие органы
подводятся к ОО и затем отводятся. При этом РО могут совершать одну или
несколько операций.
Например, банкозакаточная машина, в которой вращающиеся ролики
подводятся к банке и формируют закаточный шов.
Машины II класса – это прерывисто-поточные многопозиционные
машины, где ОО движутся с остановками. Во время остановок происходит
обработка ОО.
Подкласс «П» образуют машины с каруселью или линейным
транспортером. Например, автоматы для расфасовки мясного фарша или
сливочного масла или творожных сырков, бутылкомоечные машины.
Подкласс «С» образуют машины, в которых объекты переносятся либо
самими РО или специальными механизмами (вакуум-захватами). Например,
автоматы для укладки или извлечения бутылок из ящиков.
Машины III класса – это непрерывно-поточные машины, в которых ОО
движутся без остановок. РО при этом сопровождает движущийся объект на
некотором участке пути, либо совершают движение поперечное к траектории
движения объекта.
Типичными машинами этого класса являются автоматы для разлива
молока, кисломолочных продуктов, вина, пива.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 6 из 140
Машины IV класса - это машины, предназначенные для обработки
насыпной, объемной либо массовой продукции имеющей не штучный характер.
(Другой взгляд по Елхиной)
А) Машины периодического действия или как принято их называть –
однопозиционные машины I (первого) класса, (в этих машинах обработка
сырья производится в одной замкнутом объеме, – т.е. в одной позиции)
Б) Машины непрерывного действия, которые в свою очередь делятся на три
группы.
- Машины II класса
Или иначе их называют –
прерывисто-поточные машины – они обрабатывают штучный продукт с
периодическими остановками.
В них транспортер или вращающийся ротор перемещает продукт от одной
позиции к другой; во время остановок продукт или изделия подвергаются
обработке рабочими органами.
К машинам II класса относятся, прежде всего, автоматы по фасовке пищевых
продуктов.
- Машины III класса
Это т.н. непрерывно-поточные машины,
предназначенные для обработки
штучной продукции.
Однако транспортирующий орган перемещает в них продукт без
остановок.
Особенность этих машин является то, что скорость рабочего органа и
скорость продукта иди изделий совпадают, т.е., являются одинаковыми.
υтранс. = υпродукта
Примером такой машины является, например, посудомоечные машины
непрерывного действия.
- Машины IV класса
Это также непрерывно-поточные машины, – однако, они предназначены
для обработки насыпной, объемной либо массовой продукции имеющей не
штучный характер.
В этих машинах рабочий орган сам побуждает продукт к непрерывному
движению от входа до выхода из машины.
Особенность машин IV класса является то, что скорости рабочего органа и
продукта не совпадают.
Как правило, скорость транспортирующего органа больше скорости
продукта.
υтранс. > υпродукта
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 7 из 140
Примером такой машины является мясорубка.
По степени автоматизации машины делятся на
 Простые машины, машины-полуавтоматы, машины-автоматы
самонастраивающиеся (кибернетические) машины.
и
Наиболее сложными являются самонастраивающиеся машины способные
производить логические операции и сами вырабатывающие программу
действий.
По видам систем автоматизации и способу передачи энергии
различают:
 механическую, гидравлическую, пневматическую, электрическую и
комбинированные системы автоматизации и способы передачи энергии.
В механической системе автоматизации передача энергии от двигателя к
рабочим органам происходит с помощью различного рода механизмов с
жесткими и гибкими звеньями.
В гидро - и пневмосистемах энергия вращения вала электродвигателя
преобразуется:
 вначале посредством насоса или компрессора в потенциальную или
кинетическую энергию заключенной в систему промежуточной рабочей
среды (масла или воздуха).
 Затем с помощью вторичных преобразователей (гидра и
пневмоцилиндров) эта энергия преобразуется в мех. работу.
В электрических системах передача энергии к исполнительным
механизмам (ИМ) а от них к РО производится
 с помощью электромагнитов или электродвигателей. Причем для
многопозиционных машин предпочтителен многомоторный привод.
Комбинированные системы предполагают использование либо
гидромеханических, либо электрогидравлических, либо гидропневматических
систем.
По способу управления и виду программирования различают системы
1) с центральным жестким управлением и
 либо общей командно-силовой связью между двигателем и
исполнительными механизмами;
 либо раздельных командных и силовых связей.
2) с путевым управлением
3) с обратной связью
В системах автоматизации с жестким управлением
 в машину закладывается в том или ином виде определенная
программа.
 Она, воздействуя на исполнительные механизмы, не меняет своих
команд, как бы ни протекал процесс.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 8 из 140
 При этом, поправки в работу РО вносятся блокирующими и
предохранительными механизмами.
Например, если кончилась бумага в расфасовочном автомате, то
блокировка выключит автомат.
Большая часть автоматов пищевой промышленности используют систему
автоматизации с общей командно-силовой связью. В данных автоматах
имеется распределительно-управляющий вал – РУВ.
На РУВ насаживаются кулачки, которые являются ведущими звеньями
ИМ и РО. Профиль каждого кулачка является заданной программой работы ИМ
и РО. Программой работы всего автомата в целом является сам кулачковый
РУВ.
В системах автоматизации с путевым управлением включение в работу
каждого последующего механизма осуществляется предыдущим во время или
в конце движения с помощью
 различного рода конечных выключателей, упоров, пневмоклапанов,
фотоэлементов и пр.
 Путевое управление чаще всего используется в автоматах с
гидравлической и пневматической системой автоматизации.
В системах с обратной связью имеются
 задающие и следящие приводы.
Это наиболее сложные автоматы и практически в пищевой
промышленности не применяются.
В этих автоматах программа работы закладывается в виде специального
копира или образца. Контролирующие органы – щупы или фотодатчики
Классификация поточных линий
Все пищевые производства относятся к массовым производствам. Это
способствует созданию поточных линий.
Классификация ПЛ может быть проведена по нескольким признакам:
1. По разветвленности. ПЛ можно разделить на
 ординарные, расходящиеся, сходящиеся, смешанные.
К ординарным потокам относятся такие потоки, в которых их одного вида
сырья вырабатывается один вид готовой продукции. Примером могут служить
линии для обработки кишок.
К расходящимся – потоки, где из одного вида сырья производят
несколько видов продукции.
Сходящиеся потоки предполагают выработку из нескольких видов сырья
одного продукта.
2. По степени механизации и автоматизации.
ПЛ могут быть:
 простыми,
механизированными,
комплексно-механизированными,
автоматизированными, и автоматическими.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 9 из 140
Например, в простых линиях ОО – мясная туша подается по
бесконвейерному подвесному пути от одного рабочего места к другому, где
операторы в большей части вручную производят обработку.
В механизированных линиях ОО перемещается на непрерывно или
периодически движущемся транспортере или конвейере, а основные операции
совершаются операторами с помощью спецмеханизмов.
Комплексно-механизированными являются линии, в которых все основные
и транспортные операции выполняются машинами и механизмами.
Управление, контроль, загрузка, выгрузка осуществляется операторами.
Автоматизированная линия представляет собой единый комплекс машин
автоматического и полуавтоматического оборудования, контрольноизмерительных и регулирующих приборов, без непосредственного участия
человека. Операторы осуществляют лишь включение и наладку, а в отдельных
случаях загрузку и выгрузки.
В автоматической линии все операции, в том числе и контроль, а также
переналадки совершаются без участия человека.
3. По характеру связей элементов (машин) поточных линий существуют
линии
 с жесткой, гибкой и полугибкой связью.
Линии с жесткой связью отличаются тем, что ОО непосредственно
передаются от позиции загрузки до позиции выгрузки.
Все машины работают с одинаковым тактом и производительностью, и
если одна машина вышла из строя, то последующие должны быть выключены.
Линии с гибкой (буферной) связью отличаются тем, что могут быть
сравнительно независимы друг от друга по производительности такту. Для
этого между машинами встраиваются
 межоперационные накопители, которые обеспечивают выравнивание
потока и являются т.н. буферными емкостями.
 В этом качестве используются бункера и питатели. Иногда вместо
бункеров используются сами транспортеры, которые в этом случае
имеют большую длину, чем нужно.
Линии с полугибкой связью состоят из отдельных участков. На каждом из
участков машины соединены жестко и передают ОО непосредственно друг
другу. Между участками же установлены бункерные накопители.
Лекция 2. Характеристика исполнительных механизмов автоматов.
Классификация исполнительных механизмов
пищевых автоматов
В
машинах
пищевой
промышленности
используются
самые
разнообразнейшие механизмы. От размеров их звеньев зависят законы и
параметры движения РО.
Согласно классификации акад. И.И. Артоболевского в автоматах
используются следующие группы механизмов:
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 10 из 140
 рычажные (Р); кулачковые (К); зубчатые (З), фрикционные (Ф);
механизмы с гибкими звеньями (Г); прочие жестокозвенные
механизмы (П); механизмы с гидравлическими и пневматическими
связями
(ГП);
с
электрическими
связями
(Эл);
с
электрогидравлическими связями (ЭГ).
Каждая из этих групп делится на подгруппы. Например, рычажные
механизмы могут быть:
 шарнирно-рычажные, кулисно-рычажные, кривошипно-ползунные,
рычажно-кулачковые, рычажно-зубчатые, рычажно-храповые и пр.
Хотя конструкции крайне многочисленны, тем не менее, в работе автомата
основную роль играет:
 тип укрепленного на РУВ ведущего звена исполнительного
механизма и первой присоединенной к нему структурной группы.
Совокупность ведущего звена и первой структурной группы называется
базовым механизмом (кулачковые, кривошипно-шатунные и пр.)
При бесконечном разнообразии механизмов число базовых механизмов
сравнительно невелико.
Присоединением к базовым механизмам добавочных звеньев можно
образовать множество целевых механизмов (дозаторы, завертывали,
манипуляторы и пр.).
Базовый механизм предназначен, прежде всего, для превращения
вращательного движения РУВ:
 в возвратно-поступательное, возвратно-качательное, качательное,
вращательное с остановками движение циклических рабочих
органов.
Наиболее широко в пищевых автоматах распространены кулачковые
механизмы с дисковыми и цилиндрическими кулачками.
Их достоинствами являются
простота конструкции, надежность,
компактность, относительно высокий к.п.д.
Самое же главное достоинство – возможность осуществления движения
ведомого звена – толкателя практически по любому заданному закону, в
частности с паузами, что особенно важно при работе автоматов.
Недостатки кулачковых механизмов:
а) сравнительно большой износ соприкасающихся поверхностей
б) ограниченность применения при повышенных скоростях;
в) трудность изготовления.
Виды кулачковых механизмов
Они делятся на два вида:
А) Плоские. Б) Пространственные
По характеру движения различают механизмы:
 с вращающимися кулачками;
 с поступательно движущимися кулачками.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 11 из 140
Ведомые звенья (толкатели) кулачковых механизмов могут совершать
либо поступательное, либо качательное движение.
Если линия движения толкателя проходит через центр вращения кулачка
(рис а), то механизм называется центральным.
Если линия движения толкателя проходит в стороне от центра вращения
кулачка (рис б), то механизм называется внецентренный.
В случае, когда ведомым звеном является коромысло (рис в) называется
коромысловым кулачковым механизмом.
Геометрические характеристики кулачковых механизмов
Сечение цилиндрической поверхности, дает кривую называемую
действительным профилем кулачка.
Минимальный радиус действительного профиля кулачка (ro) называется
радиусом основной шайбы.
На действительном профиле можно выделить четыре участка. Эти участки
соответствуют четырем фазам движения толкателя:
 профиль удаления (фаза удаления толкателя от центра вращения
кулачка);
 профиль дальнего стояния (фаза наибольшего удаления толкателя от
центра вращения кулачка);
 профиль приближения (фаза приближения толкателя к центру
вращения кулачка);
 профиль ближнего стояния (фаза наименьшего удаления толкателя от
центра вращения кулачка);
Указанным участкам профиля соответствуют центральные профильные
углы:
 удаления βУ;
 дальнего стояния βД;
 приближения βП;
 ближнего стояния βБ;
Профильным углам соответствуют углы поворота кулачка:
 угол удаления φУ;
 угол дальнего стояния φД;
 угол приближения φП;
 угол ближнего стояния φБ;
Рабочим углом поворота кулачка называется сумма углов:
φР = φУ + φД + φП;
При равномерном вращении кулачка со скоростью ω1 делением известных
углов поворота кулачка на величину этой скорости можно определить
продолжительность фаз движения толкателя.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Ti 
Редакция № ___ от __________
страница 12 из 140
i
1
В общем случае углы β совпадают с углами φ только для центральных
кулачковых механизмов.
Для внецентренных кулачковых механизмов углы β могут не совпадать с
углами φ.
В зависимости от выполняемого технологического процесса некоторые
участки профиля могут отсутствовать. Соответственно некоторые профильные
углы будут равняться нулю.
Конструкции кулачков и толкателей
Форма и конструкция кулачка определяется
 во-первых, законом движения ведомого звена
 во-вторых, способом замыкания высшей кинематической пары;
 в третьих способом крепления его на валу.
Кулачки могут быть изготовлены:
 заодно с валом, сменными, что позволяет регулировать их
положение на валу, а также сборными;
 материалом для изготовления кулачков является, прежде всего,
серый чугун СЧ 21-40, модифицированный чугун МСЧ 28-48, стали
20 и 20Х, сталь 45 и др.
Толкатели могут быть:
 заостренные, плоские и грибовидные.
С целью уменьшения износа применяют толкатели и коромысла с роликом,
т.е. трение скольжения заменяется трением качения.
Для нормальной работы механизма необходимо обеспечить постоянный
контакт между ведущим и ведомым звеньями. Это замыкание должно быть:
 или силовым или геометрическим.
Силовое замыкание может быть обеспечено:
 силой тяжести толкателя и связанных с ним деталей; специальной
пружиной; либо с помощью гидро- и пневмозатворов.
Геометрическое замыкание обладает высокой надежностью, поскольку
ролик толкателя или коромысла помещается в пазу, выфрезерованном в теле
кулачка.
Основы теории и работа механизма
Характер движения ведомого звена, т.е.:
 перемещение S2 скорость V2 и ускорение a2
 определяется конфигурацией рабочей поверхности кулачка
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 13 из 140
Рис 1 Виды кулачковых механизмов
а, б, в) с плоскими вращающимися кулачками; г) с поступательно движущимся
плоским кулачком; д) с пространственным кулачком
Рис. Профильные углы кулачка
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 14 из 140
Рис 3 Конструкции кулачков
а) заодно с валом; б) установленный посредством фрикционного устройства; в)
установленный с помощью зубчатой муфты; г) сборный кулачок
Рис Конструкции толкателей
а) заостренный; б) плоский; в) грибовидный; г) с роликом
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 15 из 140
Рис способы крепления роликов толкателей
При заданном профиле кулачка перемещение толкателя можно определить
аналитическим или графическим путем.
Построив график перемещений толкателя в координатах:
 S = f(t) т.е. перемещение – функция от времени
 с помощью графического дифференцирования законы изменения
скорости (V2) и ускорения (а) от времени.
Рис. Возможные графики изменения ускорений толкателя
Возможные законы изменения ускорений толкателя могут быть сведены к
трем случаям:
а) по закону плавной кривой (синусоида);
б) по закону скачков конечной величины;
в) по закону скачков бесконечной величины.
В зависимости от характера изменения ускорений возникают разной
величины динамические нагрузки. В соответствии с этим различают
механизмы:
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 16 из 140
а) безударные; б) с мягкими ударами; в) с жесткими ударами.
Лекция 3. Автоматические питатели машин штучными изделиями
Структура, классификация и основные типы питателей
Основные технологические операции в автоматах совершаются, как
правило, без участия человека. Однако, полностью автоматом машина
считается тогда, когда автоматизированы вспомогательные операции:
 по загрузке, выгрузке, ориентированию, фиксированию и
внутримашинной транспортировке ОО, т.е. сырья, полуфабрикатов и
готовых изделий.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Питателями (П) называются устройства для подачи ОО в
машину или на отдельные ее позиции.
Как правило, питатели обладают возможностью подавать ОО
ориентированием в пространстве и времени. В этом случае они называются:
 ориентирующе-питающими устройствами (ОПУ)
с
ОПУ могут быть:
а) автоматическими и полуавтоматическими;
б) для штучного и группового питания;
в) однопоточные и многопоточными;
г) с активным принудительным и пассивным ориентированием.
По принципу действия питатели могут быть:
а) гравитационными;
б) центробежными;
в) вибрационными;
г) комбинированными;
По конструкции П:
а) бункерными; б) шахтными; в) дисковыми; г) желобчатыми и пр.
В общем случае П состоит из следующих функциональных устройств:
1) загрузочные устройства;
2) накопительные устройства (промежуточные емкости);
3) отделяющие устройства;
4) ориентирующие устройства;
5) передающие или подающие устройства;
6) синхронизирующие, контролирующие и вспомогательные устройства.
Во многих типах П отдельные элементы могут отсутствовать, либо могут
быть совмещены.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 17 из 140
Например, в П могут отсутствовать накопительные устройства. Функции
же отделения и ориентирования может выполнять один рабочий орган.
Конструктивное исполнение же их может быть разным. Например, емкости
могут быть в виде:
 бункера, воронки, магазина, транспортера и пр.
Наибольшее значение для пищевых машин имеют
 полуавтоматические П с магазинными и автоматическими
бункерными загрузочными устройствами.
Полуавтоматическое магазинное питание заключается в том, что
 ОО вручную укладываются в магазин поштучно или порциями,
 а специальные подаватели поочередно подают их в машину.
Магазины выполняются в виде:
а) шахты; б) лотка; в) транспортера; г) диска с гнездами и пр.
Подаватели же выполняют функции
 отделения ОО и поштучной выдачи.
На рис. 1а дана схема магазинного питания, которая состоит из магазина 1,
куда закладываются в определенном порядке изделия цилиндрической формы,
промежуточного транспортера в виде желоба 2 и подавателя 3.
Бункерное питание отличается тем, что:
 ОО навалом загружаются в бункер. Они располагаются хаотично.
Выдаются же изделия поштучно, ориентированными в нужном
положении.
На рис. 1б дана схема бункерного питания. Изделия закладываются
навалом. Захватный орган 3, ориентирующий и отделяющий в пространстве
изделия поднимаясь, отбирает отдельные заготовки.
Если все же поднятая заготовка окажется не в том положении, она будет
сброшена звездочкой 1. Желоб 5 служит накопителем-транспортером.
Подаватель 4 поштучно подает заготовки на рабочие позиции
Такого рода питатели называются
 Бункерные ориентирующие устройства (БОУ) или бункерные
ориентирующе-питающие устройства (БОПУ).
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 18 из 140
Рис 1 а) магазинный питатель; б) бункерный питатель
Емкости бункеров могут быть больше емкости магазинов. Поэтому
загрузку можно производить реже. Бункерное питание является более
прогрессивным, чем магазинное. Однако бункерное питание является более
сложным, так как включает добавочную операцию по ориентированию ОО.
Примером применения магазинного питания являются заверточные
автоматы. Они имеют магазины двух типов:
 первый, для подачи заворачиваемых изделий, (конфет);
 второй, для подачи бланков упаковочного материала (этикеток).
Магазин подачи конфет, представляет собой
 стол в виде вращающейся карусели. По периферии карусели
расположены сквозные карманы по форме соответствующие
конфетам.
Под каруселью установлен неподвижный диск. В диске имеется только
одно сквозное отверстие подобное отверстиям карусели.
Конфета проваливается на подаватель лишь тогда, когда очередное
отверстие с конфетой верхней вращающейся карусели совпадает с отверстием
нижнего диска,
Подаватель же передает ее на завертку в строго определенном положении.
Магазин для этикеток представляет собой четыре угловые стойки, между
которыми вручную стопкой время от времени накладываются этикетки.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 19 из 140
Далее вакуум-присос поштучно выбирает их снизу и передает на позиции
завертки.
Бункерные ориентирующе-питающие устройства
Эти устройства нашли широкое применение для автоматического питания
штучными изделиями. Однако последние не должны быть слишком хрупкими,
нежными и липкими.
По характеру своего действия разделяются на устройства:
 с принудительным
 и свободным ориентированием.
При принудительном ориентировании ориентация производится самим
рабочим органом. При свободном же под действием:
- силы тяжести, силы инерции, центробежной силы и пр.
Кроме того ориентация может быть либо активной либо пассивной.
 При активной ориентации изделия (если они неправильно
ориентированы) ориентируются принудительно.
 При пассивной – только лишь отбраковываются до тех пор, пока
сами не окажутся в правильном положении.
В пищевых автоматах БОПУ с принудительным О применяются для
достаточно прочных пищевых изделий, а также для непищевых заготовок
(пробок бутылок, металлических крышек, колбасных скрепок и т.д.).
Виды БОПУ:
1. Бункера-воронки с ворошителем.
2. Бункера-воронки с двумя концентрическими трубками.
3. БОПУ с вращающимися захватными органами.
а) карманчиковые; б) щелевые; в) крючковые; г) шиберные и пр.
4. Вибрационные БОПУ и пр.
Рис. 2 Бункера-воронки с трубчатыми отводами
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 20 из 140
Самыми простейшими и надежными БОПУ являются бункера-воронки с
трубчатыми отводами. Они могут быть двух типов
а) Бункер-воронка с ворошителем представляет собой:
 вертикально установленный цилиндроконический бункер с
выходным отверстием;
 в нижней части бункера установлено вращающееся конусное днище
с ворошителем в виде вертикального штифта
Изделия цилиндрической формы,
- насыпанные навалом в бункер 1,
- под действием силы тяжести падают вниз, к выходу в приемную
трубку 5.
Далее при вращении днища 3 со штифтом 2 детали расталкиваются и
поочередно выпадают в нее через конусное отверстие днища. Вращение днища
происходит от червяка 4.
Трубка 5 соединяется лотком с позицией основной обработки изделия в
машине.
б) Второй тип бункера-воронки отличается тем,
- что вместо вращающегося днища установлены
- одна в другой две концентрические трубки.
Внутренняя трубка 1 является приемной, а наружная трубка 2 захватывающей.
Наружная трубка свободно скользит по внутренней, совершая возвратнопоступательные движения от соответствующего механизма. Такой тип БОПУ
применяется для питания роторной карамелезаверточной машины.
БОПУ с вращающимися захватными органами.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 21 из 140
Рис 2. а) Карманчиковое БОПУ б) Виды карманов
Карманчиковое БОПУ представляет собой
 наклонный вращающийся диск с вырезами-карманами.
Изделия (заготовки) попадают в карманы в нижнем положении диска.
Далее
- они выносятся из массы заготовок, находящихся в бункере
- и падают из карманов в желоб 4 в верхней части дна бункера.
Расположение и формы карманов зависят от формы заготовок.
Ориентация заготовок зависит:
 от отношения длины ℓ к диаметру d
Заготовки с ℓ/d>1 получают
 ориентацию по хордам диска.
Заготовки с ℓ/d<1 получают
 ориентацию по своим торцам.
Размеры кармана должны быть такими, чтобы него не могли попасть две
заготовки.
Угол наклона бункера должен обеспечивать соскальзывание вниз
заготовок, не попавших в карман.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 22 из 140
Карманчиковые БОПУ применяются в автоматах фасовки пельменей и
завертки конфет.
Рис. 3 Щелевое БОПУ;
Щелевые БОПУ имеют орган захвата, выполненный в виде щели.
Поперечное сечение
щели по своей форме соответствует правильно
ориентированной заготовке.
Щелевое БОПУ состоит из неподвижного вертикального или наклонного
цилиндрического корпуса 1 с приваренным в нему кольцом 2. В корпусе
вращается диск 3.
Поскольку диск имеет меньший диаметр чем кольцо, то между диском и
кольцом имеет место кольцевая щель.
Насыпанные навалом в корпус БОПУ заготовки (А) попадают в кольцевую
щель (Б) и транспортируются к отводному желобу 4 под действием
подпружиненных собачек 5.
Если отводной желоб окажется полностью загруженным, то собачки
натягивая пружины, будут проскальзывать по заготовкам. Хотя диск при этом
будет продолжать вращаться. Это предотвращает возможность заклинивания.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 23 из 140
Рис. 4 Крючковые БОПУ
Крючковые БОПУ (рис. 4) применяются для заготовок в виде
 колец, колпачков, стаканчиков и пр. изделий с открытыми
полостями, за которые может зацепиться крючок.
На рисунке обозначены:
1 – захватные стержни с крючками;
2 – спускной желоб с продольной прорезью, через которую свободно
проходит вращающийся захват, но в котором зависают ориентированные
заготовки;
3 - бункер.
Известны и другие конструкции крючковых БОПУ (рис. 4, в).
Схема шиберного БОПУ схематично дана на рис 4.
Шиберное БОПУ состоит из:
Бункера – 1; ротационной щетки – 2; шибера 3; и отводного лотка 4.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 24 из 140
Рис. 4 Шиберное БОПУ
Шибер 3, совершает возвратно-поступательное движение. На верхнем
скошенном торце шибера имеется паз, соответствующий форме заготовок.
В нижнем положении в его паз западают заготовки находящиеся в
хаотическом состоянии в бункере 1. При этом заготовки принимают
определенное ориентированное положение.
При подъеме шибера находящиеся в пазу заготовки скатываются в
отводной лоток 4. Неправильно ориентированные заготовки отбрасываются от
шибера ротационной щеткой 2.
Лекция 4. Автоматические дозаторы ориентированных штучных
изделий
Изделия, ориентированные в определенном положении и выходящие в
непрерывном потоке из бункерных и магазинных устройств, надо отделить
друг от друга и по отдельности или порциями ввести в цикл основной
технологической машины.
Механизмы, выполняющие эту функцию, называются автоматическими
дозаторами штучных изделий.
В общем случае такие дозаторы включают в себя отдельные элементы:
 отсекатели, подаватели и дистанционеры.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 25 из 140
Отсекатели отделяют одно изделие от потока или от стопки. Далее
изделие может транспортироваться без помощи специальных механизмов. В
этом случае отсекатель полностью играет роль дозатора.
Подавателями называются специальные механизмы подающие
отделенные друг от друга изделия к назначенному месту.
Дистанционерами
называются
устройства,
обеспечивающие
определенные расстояния между подаваемыми изделиями.
Рис. 1. Схемы штифтовых отсекателей
Штифтовые отсекатели (рис. 1 а,б) расположены параллельно друг другу
на расстоянии один от другого, немногим больше размера изделий. Штифтовые
отсекатели совершают поперечное потоку возвратно-поступательное либо
качательное движение.
Поток изделий задерживается поочередно то одним, то другим штифтом.
За каждый двойной ход освобождается нижнее изделие, которое и поступает на
дальнейшую обработку.
Длина штифтов должна быть такой, чтобы невозможно было движение
заготовок в нейтральном положении штифтов.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 26 из 140
Рис. 1 в. Схема отсекателя-дистанционера со звездочкой
На (рис. 1, в) показана схема отсекателя дистанционера в виде звездочки
или барабана.
Величина дистанции определяется скоростью вращения звездочки и
скоростью транспортера, на который передается изделие.
Рис. 1, г. Мотылевый отсекатель подаватель бутыломоечных машин
На (рис. 1, г) показан мотылевый отсекатель-подаватель применяемый в
бутыломоечных машинах.
При повороте мотыля 1 вправо захватная лапка 4 упирается в выступ
желоба 2 и, преодолевая действие пружины 5, открывает захват, в который
выпадает очередная бутылка 3.
При повороте влево подпружиненная лапка 4 зажимает бутылку до тех
пор, пока своим хвостовиком не упрется в неподвижный упор 6.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 27 из 140
Когда же это произойдет, захват раскроется и бутылка соскользнет с лапки
4.
Рис. 1 д. Схема шнекового питателя дистанционера
На (рис 1 д) показан шнековый питатель дистанционер. Данное устройство
состоит:
 из транспортера 1 транспортирующего заготовки и
 расположенного под некоторым углом к нему непрерывно
вращающегося шнека 2 с шагом S.
Данный шнек обеспечивает постоянную дистанцию ℓ между заготовками.
Подобные устройства очень просты и весьма надежны.
На (рис 2) дана схема узла питания одного из папиросных (сигаретных)
автоматов.
Данный узел-питатель является промежуточным между верхним
транспортером 1 и нижним наклонным транспортером 7.
Узел питания состоит:
 из буферного магазина с качающимся коромыслового ворошителя 2
и вращающегося выравнивателя 3;
 барабана 4 с дуговой неподвижной направляющей 5;
 и, наконец, зубчатого вращающегося отсекателя дистанционера 6.
При наладке данного узла необходимо синхронизировать работу
отсекателя дистанционера 6 с транспортером 7.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 28 из 140
Рис 2. Узел питания сигаретного автомата
Во всех этих рассмотренных схемах были взяты цилиндрические изделия в
виде банок, бутылок, батончиков, сигарет и пр.
Чтобы данные отсекатели могли работать на изделиях иной формы, нужно
изменить конструкцию их рабочих органов.
Рассмотрим устройство схемы отсекателя лотков. Данная схема
применяется в полуавтомате для отливки конфет. В состав ее входят:
 магазин в виде вертикальных направляющих уголков 3 с
закладываемыми в него лотками 2;
 цепной транспортер 5 для транспортировки лотков выполненный в виде
двух параллельно установленных цепей;
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 29 из 140
 столик 1 совершающий возвратно-поступательное
(вверх-вниз)
движение при помощи кривошипно-шатунного механизма 7;
 лапки, отсекающие вышележащую стопку лотков, укрепленные на
концах угловых рычагов 8 и 4, совершающих качательное движение.
Рис. 3 Схема отсекателя лотков полуавтомата отливки конфет.
Работа данного устройства происходит следующим образом:
При движении столика с лотками вниз очередной нижний лоток ложится на
цепи транспортера. В это же время отсекающие лапки двигаясь навстречу друг
к другу подхватывают стопку вышележащих лотков.
Когда нижний лоток будет унесен транспортером, столик поднимется
вверх, а отсекающие лапки разойдутся в сторону.
В автомате для розлива сметаны имеется устройство для отделения
бумажных стаканчиков от стопки.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 30 из 140
Рис. 4 Схема устройства для отделения из стопки
бумажных стаканчиков
Данное устройство состоит из
 двух составных сборных кольцевых обойм – верхней и нижней,
которые охватывают стопку бумажных стаканчиков.
Каждая обойма состоит из
 укрепленного сбоку на кронштейне 1 нижнего неподвижного кольца
2 с радиальными прорезями;
 в этих прорезях помещены три отсекающие лапки 3.
Кроме того, в состав каждой обоймы входит
 верхнее поворотное кольцо 6 с косыми прорезями 5, в которые
входят штифты 4 лапок.
Данное кольцо 6 может поворачиваться вокруг общей вертикальной оси.
Поворот этот происходит под влиянием движения тяги пространственного
кулачка.
При повороте кольцо 6 сдвигается по отношению к неподвижному
нижнему кольцу на некоторый угол. При этом
 косые прорези верхнего кольца толкают штифты лапок.
 При этом лапки 3 перемещаются по радиальным прорезям нижнего
диска к центру.
 При повороте поворотного кольца в противоположную сторону
лапки уходят во внутрь.
Верхняя сборная обойма аналогична нижней. Только лапки 3 верхнего
кольца имеют Z – образную форму с рабочим концом, захватывающим буртик
нижнего стаканчика.
Циклограмма данного механизма построена так, что
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 31 из 140
 в момент отхода от буртика лапок верхней обоймы (операция I)
буртик охватывается лапками нижней обоймы.
 Далее нижняя обойма опускается вниз на шаг (операция II) равный
расстоянию между буртиками стаканов в стопке.
 Лапки верхней обоймы схватывают следующий очередной стаканчик
(операция III).
 Нижняя обойма опускается дальше до уровня транспортера
разливочной машины (операция IV).
 Лапки разжимаются и освобождают стаканчик (операция V).
 Нижняя обойма поднимается (операция VI).
 Лапки нижней обоймы захватывают очередной стаканчик, который
до этого удерживался лапками верхней обоймы (операция VII).
Следующая схема – это схема устройства магазина выдачи вафельных
стаканчиков в автомате для наполнения их смесью мороженого.
Устройство состоит из двух гильз:
 внутренней гильзы 1, содержащей стопку вафельных стаканчиков;
 и наружной 2, которая совершает возвратно-поступательное
движение в вертикальном направлении.
Внутренняя гильза имеет на боковой поверхности
 отверстия для шариков 5, удерживающих стаканчики, а также
прорези,
 в которые входят концы собачек 3, укрепленных на наружной
обойме.
При движении наружной гильзы вверх собачки, растягивая пружины 4,
заходят за верхнюю закраину нижнего в стопке стаканчика.
При движении наружной гильзы вниз захваченный собачками стаканчик
утапливает шарики, которые его удерживали, и, отделяясь от стопки, падает
вниз.
Движение гильзы вниз происходит под влиянием рычажно-кулачкового
механизма с пружинным замыканием
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 32 из 140
Рис. 5. Схема устройства магазина отделения вафельных стаканчиков
в автомате для расфасовки мороженого.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 33 из 140
Рис. 6. Схема устройства выдачи бумажных стаканчиков
Следующая схема – это схема устройства (рис. 6) магазина выдачи
стаканчиков, применяемого в торговых автоматах.
При включении электромотора с редуктором 11 приводится во вращение
система шестерен 10 и поворачивается торцевой кулак 14. В результате
профиль его набегает на ролик 13, вследствие чего отклоняется угловой рычаг
15.
Нижнее плечо рычага 15 толкает штангу 12, на конце которой сидит ролик
6.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 34 из 140
При этом, коромысловая подставка 5 принимает горизонтальное
положение для приема бумажных стаканчиков.
Далее верхнее плечо рычага 15 нажимает на ролик анкера 16. Толкатель 17
разводит подпружиненные отсекатели 3, а стопка стаканчиков падает на
подставку.
Продолжая вращение кулак 14 через рычаг 15 освобождает анкер 16 и
пружина 7 сводит дуги отсекателя, которые захватывают под буртик второй
стаканчик.
В тоже время штанга 12, перемещаясь в обратном направлении,
освобождает подставку 5. Поставка опускается, а подпружиненные захваты 4,
вращаясь, стягивают со стопки нижний стакан
После выдачи стаканчика одним из кулачков 8 с помощью
микропереключателя 9 производится отключение электропривода.
После выдачи всех стаканчиков из кассеты срабатывает датчик 1
отсутствия стаканчиков в кассете, который включает с помощью
электроконтакта 2 электропривод замены кассеты.
Рис 7. Схема устройства для выдачи бумажных стаканчиков
На рис 7 дана схема другого устройства для выдачи бумажных стаканчиков
Оно состоит из двух обойм:
 верхней 2 и нижней 4, в которых монтируется большая шестерня 3 с
внутренним зацеплением
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 35 из 140
 и шесть симметрично расположенных кулачков 1, выполненных
заодно с шестеренками, находящимися в зацеплении с большой
шестерней 3.
 С помощью хвостовика 5 шестерня соединена шарнирно с тягой
электромагнита и возвратной пружиной (на рис. не показан).
Каждый из кулачков имеет
 горизонтальную площадку (А) с нижним скосом (Б);
 и винтовую поверхность (В) с верхним скосом.
В исходном положении при не включенном магните кулачки расположены
так, что горизонтальные площадки выступают внутрь отверстия корпуса,
образуя опорную поверхность для буртика стаканчика.
Начало винтовой поверхности кулачков находится при этом на границе
отверстия корпуса.
При включении электромагнита
 тяга производит поворот большой шестерни 3;
 в результате этого поворачиваются все кулачки. Горизонтальная
площадка (А) уходит из-под буртика нижнего в стопке стакана и
стопка опускается.
 Но так как винтовая поверхность (В) перемещается в сторону
отверстия корпуса, то буртик следующего в стопке стаканчика
встречается с верхним скосом (Г) и зависает.
При дальнейшем повороте кулачков, винтовая поверхность (В)
воздействует на верхнюю плоскость буртика нижнего стаканчика. В результате
нижний стаканчик отрывается от стопки и сбрасывается вниз.
Одновременно при этом,
 верхний обратный скос (Г) несколько приподнимает всю стопку.
 Это обеспечивает более надежное отсекание нижнего стаканчика,
исключая зависание его из-за трения.
После включения электромагнита шестерня 3 поворачивается в обратном
направлении, поворачивая одновременно и кулачки.
В момент, когда начальные точки винтовых поверхностей приближаются к
своему исходному положению, стопка стаканчиков вновь освобождается и
опускается вниз.
При этом, стопка останавливается только тогда, когда буртик следующего
стаканчика ляжет на горизонтальную площадку кулачка.
Во избежание заклинивания стаканчика кулачками при их повороте в
исходное положение на горизонтальных площадках кулачков предусмотрены
нижние обратные скосы (Б), которые сообщают дополнительный толчок
стаканчику вниз.
На рис 8. дана схема
устройства для выдачи заготовок в виде
параллелепипедов (брусков мороженого, печенья, пачек папирос).
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 36 из 140
Рис. 8. Схема отсекателя-подавателя брусков
Заготовки,
поддерживаемые
направляющей
2,
сползают
по
гравитационному лотку 3 на продольные горизонтальные салазки 5.
Под салазками расположены две цепи 10 толкающего транспортера. К
определенным звеньям этих цепей крепятся валики 9. На валиках шарнирно
укреплены подпружиненные пружинами 8 скобы 7. Скобы снабжены
кронштейнами 6 с толкателями 4.
При подходе к очередной нижней заготовке толкатель продвигает ее к
рабочей позиции заверточного автомата, а сам, набегая на неподвижные
направляющие (на схеме не показаны), поворачивается вокруг валика 9 влево и
скрывается под плоскостью салазок.
Похожий принцип (рис 9) применен в автомате для завертки пачек
бисквита.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 37 из 140
Рис 9 Схема отсекателя бисквитов
Толкающий отсекатель 1 приводится в движение от многозвенного
кулачково-рычажного механизма.
На рис 9 (а, б, в) даны последовательно изображения рабочих органов
этого устройства в различные моменты цикла.
I этап – толкатель отсек нужное количество бисквитов и продвигает их по
салазкам к столику 4, который находится на уровне нижней заготовки.
II этап – толкатель подал пачку бисквитов на столик и уходит вниз под
салазки; одновременно подается бланк 5 заверточного материала; на него
опускается верхний прижим 6.
III – столик поднимает пачку бисквита до бланка и верхнего прижима и
двигается дальше вместе с ним вверх. В результате происходит первая
операция заворачивания пачки бисквита (остальные операции не показаны).
IV – все рабочие органы автомата возвращаются в исходные положения.
В ряде автоматов приходится переориентировать плоские изделия типа
брусков, печенья и т.д.
В частности для перевода подобных изделий:
 из положения «плашмя» в положение «на ребро» используются т.н.
стеккирующие устройства.
 Эти устройства выполнены в виде валиков, звездочек, ротационных
щеток и т.д.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 38 из 140
На рис 10 приведена схема транспортирования печения из печи к
заверточному автомату.
Рис. 10. Схема транспортировки печенья
Печенье 1 с охлаждающего транспортера по наклонному многоручьевому
лотку 2 направляется к круглой вращающейся щетке 7.
Эта щетка 7 ориентирует печенье из положения «плашмя» в положение «на
ребро» в момент сброса его на переходной транспортер 6.
Далее печенье направляется многоручьевым вибротранспортером 13 к
магазинам 14, где вновь оказывается в положении «плашмя».
Из магазина порция печенья толкателем 15 вводится в систему
внутреннего транспортера заверточного автомата в соответствии с циклом его
работы.
Вибротранспортер приводится в действие с помощью эксцентрика 11 и
упругих стержней 10. Посредством щупов 8 и 12 установленных над ручьями
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 39 из 140
транспортеров контролируется отсутствие или
наличие печенья. В случае
переизбытка оно направляется на запасной транспортер 5.
На рис 10 воздействия
(б) дана схема воздействия печенья 2,
поступившего с наклонного лотка 3, на кулачок стеккирующего валика 1. На
процесс стеккирования влияет:
 профиль кулачков, угловая скорость вращения стеккера,
коэффициент трения изделий о стеккер, положение его центра
тяжести, и углы (α) и (φ).
Лекция
5
Транспортирующие
автоматических питателей
и
лентопротяжные
механизмы
Транспортирующие устройства являются одним из обязательных
элементов машин-автоматов. В качестве транспортирующих устройств
используются различного рода:
 открытые гравитационные лотки, закрытые желоба, в том числе
вибрационные и с воздушной подушкой, а также специальные
транспортеры с гнездами, конвейеры и элеваторы.
Одними из наиболее простых ТУ являются гравитационные лотки.
Достоинством их является то, что они работают без специальных источников
энергии. Движение изделий при наклоне лотка происходит сверху вниз.
Гравитационными лотками являются:
1) Склизы, по которым транспортируемые изделия перемещаются со
скольжением Рис 1 (а, б, в)
Рис. Схемы гравитационных лотков
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 40 из 140
2) Скаты, по которым круглые изделия перемещаются со скольжением (Рис
1 г)
3) Рольганги, по вращающимся
роликам которых изделия легко
передвигаются (рис 1 е).
4) Закрытые лотки (рис 1 в, ж) называются желобами, спиралеобразные
лотки (рис 1 з) – винтовыми спусками.
5) На консервных заводах нередко применяют тросовые транспортеры
(рис 1 д) в которых перемещение банок в направляющих осуществляется за
счет трения между банкой и движущимся от приводного шкива тросом.
В жестяно-баночных линиях подъем банок вверх осуществляется
фрикционным элеватором.
Рис. 2. Схема фрикционного элеватора
Делители и собиратели потока штучных изделий
Поток изделий на транспортере, лотке или желобе часто требуется
разделить на несколько ручьев
Если поток однорядный, то распределение, как правило, бывает
поочередным, т.е.:
 первое изделие – в первый ручей; второе – во второй; третье – вновь
в первый и т.д.
В этом случае пользуются:
 либо активными распределителями с возвратно-поступательным
движением, рис 2 (а),
 либо бесприводными автоматическими стрелками и маятниковыми
устройствами.
Схема деления однорядного потока на ручьи с помощью бесприводных
стрелок дана на рис 3:
 Изделие 1, проходя в ручей I, задевает за хвост стрелки А и
переводит ее в положение А'.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 41 из 140
 Изделие 2 уже не сможет пройти в ручей I и попадет в ручей II.
Кроме того, задев за хвост стрелки Б, оно переведет ее в положение
Б'
Рис. 3. Схемы делителей потока
 Перевод стрелки Б в положение Б' позволит изделию 3 перейти в
ручей III и восстановить первоначальное положение.
 Поэтому изделие 4 пройдет вновь в ручей I, изделие 5 в ручей II
изделие 6 в ручей III и т.д.
По этому принципу, можно разбить поток и на большее число ручьев.
Причем, как в горизонтальной, так и в вертикальной либо наклонной
плоскости.
При необходимости собрать несколько потоков изделий в один
используются также несколько устройств.
На рис 4 (а) представлена схема одного из подобных устройств.
Конфеты (изделия) транспортером 7 переносятся между неподвижными
направляющими 8 к наклонному склизу 6.
По аналогичным каналам склиза с направляющими 5 они выравниваются:
 в один ряд с помощью приспособления, состоящего из укрепленных
на валу 3 угловых планок 4.
Если правая удлиненная часть планки поднята, а левый козырек опущен, то
изделие может соскользнуть до упора в козырек.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 42 из 140
Рис 4 а Схема собирателя конфет
Когда под всеми планками соберется ряд изделий, контактные щупы дают
сигнал на поворот вала по часовой стрелке.
Упорные козырьки поднимают и пропускают этот ряд изделий на
поперечный транспортер (склиз 2 с толкателем 1). В это же время правые части
планок придерживают последующие изделия.
На рис 4 (б) дана схема подобного же устройства, применяемого в
автоматах для завертки карамели.
Рис. 4 (б) Схема собирателя карамели
Изделия с транспортеров 1 и 4 подаются дисками 2 и 3 на транспортер 5.
Толкатели 6 и 7 попеременно сталкивают изделия с того и другого канала на
транспортер 9. Таким образом, образуется один поток изделий в канале 8.
Соединение потоков может быть выполнено также
 комплектом прямолинейных и криволинейных, неподвижных или
вибрирующих направляющих.
На рис 4 (в) дана схема устройства, состоящего из трех последовательно
расположенных транспортеров 1, 2 и 4.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 43 из 140
Над транспортерами установлены направляющие 3. Неориентированные и
беспорядочно
расположенные изделия подаются с транспортера 1 к
транспортеру 2 имеющему несколько большую скорость. Это необходимо для
того, чтобы увеличить шаг между изделиями.
Переходя
последовательно
ряд
направляющих
3,
карамельки
перестраиваются в один поток.
Рис. 4 (в, г) Схемы собирателей
На схеме 4 (г) изделия с транспортера поступают в каналы 2 вибростола 3.
Форма входной части каналов выполнена таким образом, что обеспечивает
прохождение изделий при соединении потоков без заклинивания.
Механизмы пульсирующих транспортеров
Рис 5. Схема пульсирующего транспортера с профильной звездочкой
Пульсирующие или шаговые транспортеры обеспечивают движение с
остановками или переменной скоростью.
В некоторых случаях необходимо, чтобы транспортер имел подряд
несколько небольших шагов (остановок) а затем один большой шаг.
Специальный приводной механизм с профильной звездочкой,
осуществляющей неравномерное движение, дан на схеме рис 5.
Цепной транспортер приводится в движение некруглой звездочкой 1, у
которой зубья нарезаны на боковой поверхности профильного обода.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 44 из 140
Натяжение цепи создает подпружиненный ролик 3. Благодаря
неравномерности движения цепи
 можно получить сначала несколько маленьких шагов ℓ1
 а затем один более длинный ℓ2.
Для этой же цели может быть применен храповый механизм с
неодинаковым шагом между зубьями.
Рис 6. Схема храпового механизма пульсирующего транспортера
Храповый механизм работает следующим образом:
 Кривошип 1 через шатун 2 приводит в качательное движение
коромысло 3, на конце которого шарнирно посажена
подпружиненная собачка 5.
 Основная окружность храпового колеса 4 разбита на целое число
секторов, каждый из которых есодержит несколько зубцов с малым
шагом и один с большим.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 45 из 140
 В данном случае угол сектора равен 900 и на дуге его сделано три
зубца с малым шагом и один – с большим.
 За один оборот кривошипа 1 коромысло совершает одно полное
колебание, поворачиваясь на угол ψР.
 При рабочем ходе коромысла против часовой стрелки зацепление
собачки с малыми зубьями происходит на углах поворота ψ1 а
большими – на угле ψ2.
 Угол ψ1 соответствует перемещению транспортера на длину ℓ1, а
угол ψ2 – на длину ℓ2.
Помимо этого для циклического или пульсирующего движения
используются:
 кулачково-рычажные,
комбинированные
кулачково-рычажнореечные, кулачково-рычажные в комбинации с дифференциальным и
пр. механизмы.
Лентопротяжные и рукавообразующие питатели
В машинах-автоматах все шире и шире применяются питатели ленточных
материалов, закладываемых в автомат в виде рулонов. Такими материалами
могут быть бумага, полиэтилен, целлофан, фольга, жесть и пр.
Иногда от ленты отрезается заготовка, которая затем подается к основным
позициям автомата.
В новейших упаковочных автоматах ленте придается форма трубы –
рукава, в который вводится продукт, а затем уже производится упаковка и
разрезание.
Большинство лентопротяжных питателей обладают следующими
функциональными элементами:
а) для установки и торможения рулона;
б) разматывания ленты и дальнейшего ее продвижения;
в) амортизации;
г) разрезания.
Наиболее типичными способами периодической подачи ленты являются
следующие (рис. 7):
а) – протяжка между основным и прижимным валиками, которые
вращаются либо с остановками, либо без остановок. Либо с переменной
скоростью;
б) – протяжка между непрерывно и равномерно вращающимися валками,
имеющими на боковой поверхности приливы для зажима ленты, или между
двумя цепями, на соответствующих звеньях которых имеются выступы;
в) –
подача зажатой ленты протяжным столиком с возвратнопоступательным движением;
г) – вытягивание ленты за свободный конец с помощью клещей.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 46 из 140
Рис. 7. Схемы лентопротяжных механизмов
Первые две схемы являются весьма простыми и в особых пояснениях не
нуждаются.
Цикл же работы по схеме «в» состоит из четырех интервалов:
1) отжиматель 1 находится в верхнем положении, поэтому прижим 2
под действием ленточной пружины 4 опущен, столик 3 движется влево и
подает зажатую ленту;
2) отжиматель 1 опускается, нажимая на ролик 5. вследствие чего
прижим 2 поднимается и освобождает ленту;
3) столик совершает холостой ход, возвращаясь в исходное
положение;
4) отжиматель 1 поднимается, и прижим 2 вновь зажимает
очередной кусок протягиваемой ленты.
Почти также работают клещи показанные на рис 7 (г).
Лекция 6. ОРГАНИЗАЦИЯ МАШИННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Пищевые технологии представляют собой системы знаний о способах
воздействия различными орудиями труда на сырье, материалы и
полуфабрикаты. Для получения каждого вида продуктов питания применяют
свою совокупность методов обработки сырья, материалов или полуфабрикатов.
Основу пищевых технологий составляют специфические технологические
операции как совокупности типовых процессов.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 47 из 140
Технологическая операция. Часть большого производственного процесса,
выполняющая действия по изменению и последующей фиксации состояния
обрабатываемой среды, называется технологической операцией.
Типовые процессы. В пищевых технологиях можно выделить тринадцать
типовых процессов обработки сред:
1. соединение без сохранения поверхности раздела (смешивание сред);
2. соединение с сохранением поверхности раздела (образование слоя);
3. разделение на фракции;
4. измельчение;
5. сложный процесс преобразования (комплекс физических, химических и
микробиологических процессов);
6. дозирование;
7. формообразование;
8. ориентирование (в частности, предметов);
9. термостатирование (поддержание постоянной температуры);
10. нагревание;
11. охлаждение;
12. изменение агрегатного состояния;
13. хранение.
Каждый из перечисленных типовых процессов может быть частью или
целым технологической операции, границы которой, как правило, совпадают с
границами конкретной машины или аппарата. Объединение как минимум двух
технологических операций обеспечивает образование технологической
подсистемы, соответствующей определенному комплексу технологического
оборудования (агрегату, установке) или набору оборудования в границах
производственного участка.
Технологическая
система.
Объединив
несколько
подсистем,
реализующих все стадии переработки сырья и выпуска готовой продукции,
можно сформировать технологическую систему (поточную линию) в целом.
Такая система соответствует всей совокупности оборудования, входящего в
состав технологической линии.
ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ КАК ОБЪЕКТ ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Формирование поточной линии связано с комплексным решением задач
технического прогресса в данной области пищевой технологии, направленных
на увеличение производительности труда и экономии материальных и
энергетических ресурсов при одновременном повышении качества
выпускаемой продукции.
Изучая вопросы организации поточных линий, целесообразно рассмотреть их классификацию по функциональным признакам, характеризующим
строение и принцип действия этих линий.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 48 из 140
Линии для производства пищевых продуктов путем разборки
сельскохозяйственного сырья на компоненты. Такими линиями оснащены
предприятия по обработке и переработке сырья: зерна, масличных семян
(подсолнечника, хлопка и др.), сахарной свеклы, картофеля, плодов и овощей,
винограда, а также скота, птицы, рыбы, молока и др.
Все виды животного и растительного сырья обладают сложной
многокомпонентной структурой, а также содержат различные примеси,
поэтому основными способами обработки и переработки являются очистка и
разборка исходного сырья. В линиях для первичной переработки сырья
технологический процесс направлен в основном на разделение пищевых сред.
Номенклатура продукции является, как правило, многопредметной, зависит от
числа полезных компонентов, содержащихся в сырье.
При этом если даже основная продукция линии однопредметная (сахар,
масло), то побочные непищевые продукты обычно обладают полезными
потребительскими свойствами (жом, жмых, патока и др.) и находят применение
в сельскохозяйственном производстве или смежных отраслях пищевой
промышленности.
Текстура продукции, выпускаемой на линиях для первичной переработки
сырья, представляет собой твердые сыпучие среды, жидкости и жидкообразные
массы или составные части туш животных. Если эта продукция предназначена
для реализации через торговые организации, то ее упаковывают малыми дозами
в мягкую или твердую тару (пакеты, коробки, банки, бутылки и т.п.). Если
направляется на дальнейшую переработку, то ею заполняют цистерны или
контейнеры специального транспорта и крупногабаритную тару в виде мешков,
бидонов, бочек, бутылей и т. п.
Линии для производства пищевых продуктов путем сборки из
компонентов сельскохозяйственного сырья. Технологические линии
вторичной переработки сырья предназначены для производства колбасных,
хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий, пищеконцентратной,
ликероводочной и пивобезалкогольной продукции, мясных и плодоовощных
консервов, майонеза, парфюмерно-косметических изделий и др. На
переработку сырье поступает в виде однородных (по составу, размерам,
текстуре) пищевых сред: твердых сыпучих, жидких или жидкообразных.
В линиях для вторичной переработки сырья в ходе технологического
процесса в основном выполняется сборка сырья, чтобы образовать
многокомпонентные пищевые среды. Главные операции сборки - дозирование
и смешивание рецептурных компонентов, а также их формование и упаковка.
Текстура продукции линий для вторичной переработки сырья
представляет собой твердые сыпучие среды, жидкости и жидкообразные массы,
а также твердые штучные изделия. При производстве последних ведущую роль
играют процессы формообразования этих изделий. Номенклатура продукции
таких линий в течение технологического цикла обычно однопредметная.
Только в конструкциях некоторых линий предусмотрена возможность
одновременного выпуска изделий, разнородных по составу и внешнему виду.
Например, в линиях производства конфет «Ассорти» одновременно
вырабатывают набор конфет с различными начинками и формой.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 49 из 140
Линии вторичной переработки сырья, как правило, универсальны и после
соответствующей переналадки на них можно изготавливать широкий
ассортимент изделий, различающихся между собой по составу и форме.
Продукция, выпускаемая на линиях вторичной переработки сырья, в
основном предназначена для реализации населению. Поэтому значительное
место в составе линии занимает оборудование для выполнения финишных
операций дозирования и упаковки жидких, сыпучих, пастообразных или
штучных продуктов.
Линии для производства пищевых продуктов путем комбинированной
переработки сельскохозяйственного сырья. Некоторые технологические
линии предназначены для комбинированной переработки сырья. Например, в
линии производства шоколада какао-бобы подвергаются первичной
переработке с отделением посторонних примесей и наружной оболочки какаовеллы и получением какао тертого и какао-масла. В качестве остальных
рецептурных компонентов используют сахар-песок, молоко и др. На
последующих стадиях технологического процесса выполняют операции
соединения и формования с образованием многокомпонентной продукции шоколадных изделий. Аналогично при производстве халвы первичной
переработке подвергаются масличные семена подсолнечника или кунжута,
применяют также вторичное сырье: сахар-песок, патоку, пенообразователи и
др.
Системы машин в пищевых и перерабатывающих отраслях АПК. В
агропромышленном комплексе разработано около 30 систем машин для
следующих отраслей: молочной, первичной переработки скота, производства
колбасных изделий, птицеперерабатывающей, масложировой, сахарной,
кондитерской, консервной, картофелеперерабатывающей, крахмалопаточной,
чайной, винодельческой, пивобезалкогольной, спиртовой и ликероводочной,
эфиромасличной, дрожжевой, хлебопекарной, макаронной, мельничноэлеваторной,
рыбоперерабатывающей,
табачной,
тарной,
соляной,
парфюмерно-косметической, холодильной для мясной и молочной отраслей.
В каждой системе машин технологические линии распределены по
конкретным отраслевым подвидам выпускаемой продукции. В зависимости от
целей и задач инженерной деятельности используют различные
классификационные признаки, в частности классификацию линий по видам
выпускаемых изделий и производительности, которая и положена в основу
отраслевых систем машин.
На основании функционального анализа различных технологических
операций, выполняемых с целью преобразования потребительских свойств
исходного сырья сначала в свойства определенных полуфабрикатов, а затем в
потребительские свойства готовой продукции, в составе любой линии можно
выделить три основных комплекса оборудования, начиная с конца линии:
А - для изготовления готовой продукции из окончательного
полуфабриката;
В - для получения окончательного полуфабриката из промежуточных
полуфабрикатов;
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 50 из 140
С - для образования промежуточных полуфабрикатов из исходного
сырья.
Такое группирование оборудования линии обусловлено различием и
особенностями функциональных задач машин и аппаратов, входящих в состав
соответствующей группы.
Отличительные особенности комплексов А, В и С.
При функционировании комплекса А нормативные значения
потребительских свойств готовой продукции получаются в результате
преобразования окончательного полуфабриката, имеющего определенные
технологические свойства. Отличительная особенность окончательного
полуфабриката - это то, что его состав и строение соответствуют только одному
конкретному наименованию готовой продукции. Поэтому каждому комплексу
А в составе линии должен предшествовать комплекс В, обеспечивающий
получение окончательного полуфабриката из промежуточных полуфабрикатов.
Комплекс В - наиболее ответственная (центральная) подсистема любой
технологической линии. При всем многообразии свойств промежуточных
полуфабрикатов с помощью оборудования комплекса В должен образоваться
окончательный полуфабрикат, строение и состав которого не подлежат в
дальнейшем пересмотру или корректировке. Если показатели свойств
окончательного полуфабриката изменяются в пределах более допустимых, то
получают либо дефектную продукцию, либо продукцию другого наименования.
В обоих случаях цель функционирования линии не будет достигнута.
Комплекс С предназначен для подготовки исходного сырья к
переработке, а также для такого преобразования потребительских свойств
сырья, чтобы обеспечить эффективное извлечение полезных веществ и
оптимальные условия для получения требуемого состава и строения
промежуточных полуфабрикатов.
Важная задача функционирования линии первичной переработки сырья рациональное использование всех полезных веществ, содержащихся в нем, а не
только тех из них, которые предусмотрены рецептурой на основную
продукцию. Оборудование линии должно быть таким, чтобы на нем можно
было осуществлять безотходную технологию, при которой отходы
производства, содержащие полезные вещества, подвергались дополнительной
обработке с целью сохранения их полезных свойств, обеспечения возможности
транспортирования и использования.
Например, в свеклосахарном производстве жом можно применять в
качестве вторичного сырья для изготовления пектина и пектинового клея, а
также непосредственно скармливать скоту; из жомовой воды получают
кальциевые соли; меласса может быть вторичным сырьем для получения
глицерина, дрожжей, лимонной кислоты, спирта, молочной кислоты, ацетона,
бутанола, масляной кислоты; фильтрационный осадок можно направлять в
сельское хозяйство как удобрение.
В состав линий следует включать также группу оборудования для
утилизации и обезвреживания отходов производства, не имеющих полезного
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 51 из 140
применения. Экологическая безопасность — одно из обязательных условий
современного производства.
Число комплексов в составе линии и конкретные задачи их
функционирования зависят от способа преобразования исходного сырья и вида
выпускаемой продукции. При переработке сырья методом разборки в состав
линии вводят обычно один комплекс С, а число комплексов А и В равно числу
видов выпускаемой готовой продукции, включая вторичное сырье,
направляемое на другие предприятия. В линиях, предназначенных для выпуска
готовой продукции методом сборки исходного сырья, как правило, имеется по
одному комплексу А и В, а число комплексов С зависит от числа
промежуточных полуфабрикатов, из которых необходимо собрать окончательный полуфабрикат.
Лекция 7. ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ
КОМПЛЕКСОВ ОБОРУДОВАНИЯ ПОТОЧНЫХ ЛИНИЙ.
1.
2.
3.
Функционально-технологические задачи комплекса С.
Функционально-технологические задачи комплекса В.
Функционально-технологические задачи комплекса А.
Функционально-технологические задачи комплекса С
В технологических линиях переработки первичного сырья методом
разборки наибольшее число задач решают с помощью оборудования,
входящего в состав комплекса С. Начальный этап технологического процесса
связан с необходимостью очистки исходного сырья от внешних примесей:
загрязнений наружной поверхности сырья, семян сорняков, пыли, песка,
камней и др.
Если загрязнения соединены с наружной поверхностью сырья достаточно
прочно, то сырье должно подвергаться предварительной мойке в водных
растворах в сочетании с механическим, гидродинамическим и тепловым
воздействием. Когда примеси не имеют прочной связи с наружной
поверхностью сырья, необходима его очистка в воздушной или водной среде
путем использования различия физических свойств сырья и его примесей:
геометрических
размеров,
плотности,
шероховатости
поверхности,
электромагнитных характеристик и др.
Полезные вещества, содержащиеся в первичном сырье, образуются в
результате жизнедеятельности растительных и животных организмов в
условиях сельскохозяйственного производства или естественной природной
среды (лесные растения, дикие животные, рыба и др.). Наряду с этим имеются
пищевые производства, в которых полезные вещества создаются в
искусственных условиях. В частности, полезные вещества получают в процессе
жизнедеятельности микроорганизмов, например при брожении. Поэтому в
состав линии бродильных производств включают группы оборудования, в
котором обеспечивается жизнедеятельность следующих микроорганизмов:
дрожжей в линиях выработки пива, вина, кваса, этилового спирта, хлебопе-
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 52 из 140
карных и кормовых дрожжей; бактерий в линиях получения молочной,
уксусной и масляной кислот; плесневых грибов в линиях изготовления
лимонной, глюконовой, итаконовой, фумаровой кислот, ферментов, витаминов
и антибиотиков.
При переработке сельскохозяйственного сырья методом разборки
полезные вещества обычно находятся во внутриклеточном пространстве
различных частей животных и растительных организмов, их плодов или семян,
имеющих наружную защитную оболочку. Поэтому в число задач, решаемых с
помощью оборудования комплекса С, входит разрушение внешней структуры
сырья: его наружного покрова и оболочек с получением неоднородных
грубоизмельченных смесей. Следующая группа задач связана с разрушением
внутренней структуры сырья: его скелетных структур, клетчатки, оболочек
растительных клеток, соединительных тканей животного сырья и др.
Внешнюю и внутреннюю структуры можно разрушать с помощью
механических процессов резания, дробления и измельчения в сочетании с
термической, гидравлической, химической или биохимической обработкой
сырья.
Задачи извлечения полезных веществ из сырья связаны с разделением
полезных веществ и внутренних примесей. К таким примесям относятся
составные части первичного сырья, которые не содержат полезных веществ,
предусмотренных рецептурой на готовую продукцию: наружная оболочка,
скелетная структура, клетчатка, вода и др.
На разделение поступают неоднородные смеси твердых и жидких
компонентов сырья: сыпучие вещества, эмульсии, суспензии, сложные
гетерогенные структуры. Составные части этих смесей имеют различные
физико-механические свойства, обусловленные фазовым состоянием,
геометрическими размерами, плотностью, шероховатостью поверхности,
температурами плавления и кипения, электромагнитными характеристиками и
др. Благодаря этим различиям возникает возможность разделить неоднородные
вещества на жидкие и твердые, газообразные и жидкие (или твердые), тяжелые
и легкие, крупные и мелкие, длинные и короткие, легко- и тугоплавкие,
магнитные и немагнитные материалы и т.д.
Характерная особенность оборудования, входящего в состав комплекса
С, - это то, что в результате его функционирования преобразуется структура
исходного сырья. При этом получают промежуточные полуфабрикаты,
технологические свойства который обеспечивают эффективное извлечение из
сырья полезных веществ и удаление посторонних примесей.
При извлечении полезных веществ или удалении посторонних примесей
можно широко использовать массообменные процессы, связанные с
конвекцией,
диффузией,
осаждением,
фильтрацией,
экстракцией,
ректификацией и др. Процессы можно интенсифицировать путем прессования,
вакуумирования, центрифугирования, вибрации, нагревания, охлаждения и
других воздействий на перерабатываемые продукты.
Если в естественных условиях составные части смесей не обладают
различными физическими свойствами, то такие различия создают искусственно
посредством дополнительного воздействия на смеси. Например, при очистке
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 53 из 140
диффузионного сока сахарной свеклы органические кислоты удаляют при
помощи известкового раствора и диоксида углерода.
На технологических линиях для выпуска готовой продукции методом
сборки, как правило, перерабатывают вторичное сырье, т.е. компоненты
сельскохозяйственной продукции, полученные в результате функционирования
линий для первичной переработки сырья. Во вторичном сырье внешние и
внутренние примеси натурального сырья практически не содержатся. Но в
число задач функционирования оборудования комплекса С входит очистка
сырья и полуфабрикатов от технологических примесей.
Технологические примеси могут образовываться в результате хранения и
транспортирования вторичного сырья, пригорания или разложения
обрабатываемых рецептурных компонентов, случайного попадания в продукт
инородных тел при обслуживании и ремонте оборудования, а также из-за его
износа.
Задачи функционирования комплекса С - подготовка исходных
компонентов путем их измельчения, сортирования, нагревания, охлаждения,
плавления или растворения, а также предварительного смешивания в
соответствии с рецептурой. На следующем этапе производства сборной
продукции перед оборудованием комплекса С обычно стоят задачи более
тонкого измельчения - диспергирования и равномерного распределения
(гомогенизации) компонентов, образующих промежуточные полуфабрикаты.
Для решения этих задач, в частности, жидкие смеси можно обрабатывать в
эмульсаторах и гомогенизаторах, а для обработки смесей, содержащих твердые
компоненты, можно применять куттера, валковые, дисковые, стержневые или
шаровые мельницы и другие виды измельчающих устройств. Благодаря
диспергированию и гомогенизации рецептурных смесей возникают новые
полезные свойства пищевой среды. Во-первых, улучшаются вкусовые
достоинства пищевой продукции: полезные вещества приобретают дисперсную
структуру более благоприятную для усвоения организмом человека,
высвобождаются приятные ароматические вещества и, наоборот, удаляются их
неблагоприятные составляющие. Во-вторых, для тонкоизмельченных смесей
характерна большая площадь поверхности раздела фаз, от которой зависят последующие процессы формирования и фиксации структуры продукции.
Функционально-технологические задачи комплекса В
После извлечения и очистки полезных веществ задачи их дальнейшей
переработки методом разборки - получение окончательного полуфабриката в
результате функционирования комплекса В. Промежуточные полуфабрикаты,
поступающие в комплекс В, вначале должны подвергаться обработке с целью
повышения концентрации полезных веществ путем выпаривания влаги,
промывания водой или растворителями, ректификации и других воздействий.
Следующая группа задач связана с окончательной очисткой полезных веществ:
сепарированием, рафинированием, фильтрацией и др.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 54 из 140
Особенностью задач, которые должны быть решены в процессе
функционирования комплекса В методом сборки, является то, что из полезных
веществ, извлеченных из натурального первичного сырья, необходимо
образовать новый искусственный состав и структуру готовой продукции.
При выработке жидкой продукции задача завершающих операций,
выполняемых на оборудовании комплекса В, заключается в улучшении
вкусовых достоинств, аромата, цветности, прозрачности и других свойств
путем дображивания, созревания, выдержки и др.
При выпуске продукции в виде твердых частиц или тел завершающие
операции комплекса В связаны с образованием пространственной структуры
продукции с заданными геометрическими размерами, шероховатостью
поверхности и другими характеристиками формы. Решение этих задач обычно
реализуется в результате процессов кристаллизации, уплотнения (сбивания),
обезвоживания, шлифования, обкатки и др.
При производстве продукции, содержащей в пространственной структуре
пузырьки воздуха, задача оборудования комплекса В - насыщение
промежуточного полуфабриката воздухом. Это может достигаться либо в
результате механического процесса взбивания рецептурной смеси путем
обработки месильной лопастью или нагнетания воздуха в объем смеси под
давлением. Широко применяют также способы образования газовой фазы в
результате жизнедеятельности дрожжей (брожение) либо химических
рыхлителей, вводимых в объем смеси: двууглекислой соды, карбоната аммония
и др.
Формирование пространственной структуры пищевых продуктов может
быть связано с проведением химических реакций. Например, в результате
обработки растительных масел водородом в присутствии катализаторов жидкая
структура масла преобразуется в твердообразную структуру саломасса.
После диспергирования и гомогенизации рецептурных компонентов,
входящих в состав промежуточных полуфабрикатов, а также формирования
пространственной структуры этих полуфабрикатов получение окончательного
полуфабриката - задача функционирования комплекса В. Сложность
функционирования этого комплекса оборудования связана с необходимостью
соединения разнородных по составу и строению промежуточных
полуфабрикатов в единый окончательный полуфабрикат.
При этом различные технологические свойства промежуточных
полуфабрикатов должны быть преобразованы в ограниченный комплекс
технологических свойств окончательного полуфабриката, гарантирующий
выпуск готовой продукции с нормативными показателями потребительских
свойств.
Получение
окончательного
полуфабриката
часто
связано
с
формированием штучных пространственных тел заготовок продукции, в
которых промежуточные полуфабрикаты должны соединяться между собой с
определенной пространственной ориентацией и сохранением поверхности
раздела. Таким образом, необходимо сформировать пространственные
конструкции,
отвечающие
требованиям
определенных
массовых,
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 55 из 140
геометрических и прочностных характеристик, а также соответствовать нормам
эстетического восприятия формы и поверхности будущих готовых изделий.
В связи с этим в число задач функционирования оборудования комплекса
В наряду с дозированием промежуточных полуфабрикатов входит соединение
этих полуфабрикатов в сводную (рабочую) смесь, вымешивание и
гомогенизация сводной смеси, создание условий для обеспечения
однородности структурно- механических свойств сводной смеси (путем
темперирования, отлежки, выдержки и т.п.) деление сводной смеси на
дискретные порции или заготовки (путем резания, выдавливания, дозирования
и др.), формование дискретных порций и заготовок (путем отливки,
штампования, прессования, выдавливания, обкатки, прокатки, намазки и др.).
Функционально-технологические задачи комплекса А
Основные задачи функционирования комплекса А, входящего в состав
линии для переработки первичного сырья методом разборки, связаны с
доводкой показателей свойств, состава и строения окончательного
полуфабриката до нормативных показателей свойств готовой продукции, а
также с обработкой и защитой продукции, обеспечивающих ее сохранность при
транспортировании, хранении и потреблении. К числу этих задач относится
тепловая обработка продукции с целью подготовки ее к употреблению в пищу,
а также для пастеризации, стерилизации.
Фиксацию
пространственной
структуры
продуктов
первичной
переработки сырья можно осуществить кристаллизацией, студнеобразованием
или обезвоживанием с одновременным температурным воздействием:
нагреванием или охлаждением. Решение этих задач обеспечивается при
функционировании оборудования для сушки, обжарки, замораживания и
охлаждения сырья и полуфабрикатов. Другая группа задач связана с мойкой и
тепловой обработкой тары.
Значительное место в составе комплекса А занимают группы
оборудования для выполнения финишных операций: дозирования продуктов
мелкими и крупными дозами, фасования жидкой продукции в бутыли, пакеты,
бидоны или цистерны, твердой сыпучей продукции в пакеты, ящики, мешки
или цистерны й др.
Основные задачи функционирования комплекса А, входящего в состав
линии для выпуска продукции методом сборки исходного сырья, совпадают с
задачами аналогичного комплекса, включенного в линию для переработки
первичного сырья методом разборки. Однако задачи, связанные с сохранением
и упаковыванием сборной продукции, очень разнообразны.
Сохранение пищевой продукции преимущественно обусловлено
взаимосвязанными методами: защитой наружной поверхности продукта от
воздействия внешней среды и консервированием внутренней структуры
продукции. Сущность этих методов зависит от состава, строения и
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 56 из 140
продолжительности установленного срока хранения продукта, а также от
характера воздействий нарушающих его сохранность.
Вредные воздействия окружающей среды на наружную поверхность
продукта могут вызвать, например, его высыхание или увлажнение; разложение
веществ под воздействием кислорода воздуха или света; попадание
посторонних примесей в виде пыли, ароматических веществ, микроорганизмов
и др.; механические повреждения изделий и другие дефекты.
Консервирование пищевых продуктов проводят с целью замедления или
прекращения жизнедеятельности микроорганизмов, а также инактивации
ферментов, содержащихся в этих продуктах. Задачи консервирования можно
решать, используя четыре основные группы методов:
физические - тепловая обработка: пастеризация с нагревом до 100°С,
стерилизация с нагревом 100°С и выше, выпечка, обжарка и сушка, а также
охлаждение и замораживание;
химические - введение в состав продукта химических консервантов:
сахара, пищевой соли, этилового спирта, уксусной, сорбиновой или сернистой
кислот;
микробиологические - молочно-кислое и спиртовое брожение, например,
при производстве кисло-молочных продуктов, сыров, вина, пива, кваса,
заквашенных и моченых овощей и плодов;
комбинированные
сочетание
физических,
химических
и
микробиологических способов, например, копчение и вяление мясной и рыбной
продукции, квашение, вымачивание и сушка плодоовощной продукции с
применением соли или сахара и др.
Выбор способа упаковки готовой продукции зависит от ее структурно механических свойств. Твердые сыпучие или штучные продукты можно
покрывать более прочной и стойкой к внешним воздействиям наружной
оболочкой (съедобной или несъедобной): шоколадной или сахарной глазурью,
хлебной корочкой, колбасной оболочкой и т.п. Затем такие изделия поштучно
или группами можно заворачивать или фасовать в мягкие или жесткие
тароупаковочные материалы, изготовленные из бумаги, картона или
пластических масс.
Пищевые продукты, в составе которых имеется жидкая фаза, следует
упаковывать в твердую или мягкую герметичную тару: стеклянные, жестяные,
бумажные пластмассовые бутылки, банки или пакеты. Причем продукты,
подлежащие длительному хранению, после упаковки в жесткую стеклянную
или жестяную тару необходимо подвергать длительной высокотемпературной
обработке.
При проектировании новой линии или модернизации существующей
решающим фактором является прогрессивная технология. Поэтому линии, как
правило, создают на основе заранее отработанных технологических процессов
для каждого производственного комплекса.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 57 из 140
3 ПРАКТИЧЕСКИЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
Лабораторное занятие 1. «Поточная линия для обработки бройлеров, кур
и цыплят»
Цель работы
Изучение
и
классификация
технологического
оборудования,
составляющего поточную линию В2-ФЦЛ для обработки бройлеров, кур и
цыплят, по сложности конструктивного выполнения и доле участия человека в
выполнении рабочих функций; классификация рабочих машин и аппаратов по
роду действия; по способу воздействия на сырьё; по структуре
технологического потока.
Составление структурных схем технологического оборудования, входящего
в поточную линию.
Составление структурной схемы поточной линии В2-ФЦЛ для обработки
бройлеров, кур и цыплят.
Введение
Поточные линии или технологические потоки представляют собой
необходимое, технически и экономически обоснованное сочетание
технологического и транспортного оборудования, средств контроля,
управления, информации и др., рационально выполняющих все
технологические процессы и подсобные операции данного производства. Под
технологическими процессами подразумевают искусственное воздействие на
предмет труда данного производства с целью изменения или сохранения на
длительное
время
структурно-механических,
физико-химических,
биологических или иных его свойств, формы, размеров, состояния и пр.
Технологические
потоки
на
предприятиях
мясной
и
птицеперерабатывающей промышленности по их структуре разделяются на
однолинейные и разветвленные. Разветвленные потоки могут быть
расходящиеся, сходящиеся и смешанные.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 58 из 140
Разветвленные расходящиеся потоки, свойственные большинству
обрабатывающих производств, использующих сырье растительного или
животного происхождения, характеризуются штучной или весовой
производительностью, постоянной для основного (исходного) потока,
производительность же любой ветви пропорциональна производительности
основного потока.
Разветвленные сходящиеся потоки в производствах, перерабатывающих
сырье с завершенной подготовкой и выдающих готовую продукцию (колбасы,
консервы, некоторые кулинарные полуфабрикаты, др.), характеризуются в
основном объемом готовой продукции. Производительность каждой ветви
сходящегося потока пропорциональна основной и зависит от рецептуры
конечного продукта.
Разветвленные смешанные потоки в производствах, перерабатывающих
сырье с незавершенной подготовкой и выпускающих продукцию,
характеризуются заданным или получаемым количеством сырья или готовой
продукции.
Производительность или мощность машин и аппаратов, включенных в
разветвленные поточные линии, должны быть соответственно кратной
производительности основной линии.
Технологические процессы первичной переработки животных и птицы,
переработки мяса и мясопродуктов по способу воздействия на сырьё можно
разделить на специфические (обезвоживание, закол, обескровливание,
извлечение внутренностей, съемка шкуры, щетины, волоса, оперения и пр.),
механические (измельчение, просеивание, смешивание, дозирование и др.),
тепловые (нагревание, охлаждение, замораживание, выпаривание, варка и др.),
массобменные (сушка, экстракция, обжарка, копчение, посол и др.),
биохимические (созревание) и пр.
Применение
поточно–механизированной
линий
и
высокопроизводительного оборудования для переработки птицы позволяет
резко повысить производительность труда и улучшить качество выпускаемой
продукции.
Поточная линия В2-ФЦЛ для обработки бройлеров, кур, и цыплят
Технологический процесс переработки птицы
Технологический процесс переработки птицы осуществляется следующим
образом.
Поступающая на переработку птица закрепляется за ноги на подвесках
пространственного конвейера. Птицу навешивают на подвески в специальном
помещении, отделенном от основного цеха перегородкой.
Птица поступает в аппарат для электрооглушения, после чего производится
убой её вручную над лотком для стока крови. Обекровливание птицы
происходит над лотком в течение 120 с.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 59 из 140
Обескровленная птица подвергается тепловой обработке в аппарате при
температуре воды 5…54С.
После тепловой обработки птицу подают к автоматам для удаления
оперения. В автоматы непрерывно должна подаваться вода температурой
45…48С для обеспечения необходимых условий снятия оперения и смыва
пера. Затем тушка поступает в бильно – очистную машину, где производится
удаление пера, прилипшего к тушкам, а также мойка тушек при температуре
28…30С.
Отделение ног также выполняют на конвейере первичной переработки
тушек. После выполнения технологических операций на линии убоя тушки
перевешивают на подвески конвейера потрошения за плюсневые суставы ног,
где и производят потрошение. После этого тушки поступают к рабочему месту
ветсанэксперта. Каждая тушка и её внутренние органы осматриваются.
Забракованные внутренние органы отделяют от тушки и сбрасывают в желоб
гидротранспортировки технических отходов, забракованные тушки снимают с
конвейера потрошения и помещают в специальные баки; они используются по
указанию ветсанэксперта.
Затем удаляют наружную оболочку желудков тушек, лёгкие и почки. Далее
тушки поступают в бильно – моечную машину для мойки при температуре
воды 180С. После обмыва тушки с конвейера потрошения перевешивают на
конвейер охлаждения.
Охлаждение птицы осуществляется в установке контактного охлаждения
потрошенных тушек в ледяной воде при температуре, С:
Первая ступень………………………………………………………8…12
Вторая ступень……………………………………………………………1
Затем тушки сортируют по упитанности и качеству обработки, маркируют и
взвешивают. Перо, снимаемое с птицы в универсальных автоматах, а также в
местах доощипки птицы, смывается водой в общий гидрожелоб, а далее в
отделение для обработки пера. Желоб, сделанный в полу цеха, сверху закрыт
решетчатыми щитками.
Поточная линия В2-ФЦЛ для обработки бройлеров, кур, и цыплят включает
в себя отделение приема птицы, линии обработки, потрошения и охлаждения,
отделения сортировки и упаковки тушек, обработки пера, переработки
технических отходов.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 60 из 140
Рис. 1. Схема поточной линии В2-ФЦЛ для обработки бройлеров, кур и цыплят
1-оборудование для подачи птицы на конвейер обработки; 2-пространственный
конвейер для убоя и обработки; 3-аппарат для электрооглушения; 4передувочный бак; 5-лоток для сбора крови; 6-бильно-очистительная машина;
7-машина для удаления оперения; 8-желоб гидротранспортировки пера; 9аппарат для тепловой обработки; 10-насосный агрегат для пера и отходов
потрошения; 11-машина для снятия кутикулы с желудков; 12-машина для
отделения голов; 13-бильно-моечная машина; 14-аппарат для удаления легких и
почек; 15-механизм для удаления лапок; 16-желоб гидротранспортировки
отходов потрошения; 17-пространственный конвейер для потрошения; 18машина для мойки и разрезания желудков; 19-пространственный конвейер
охлаждения; 20-охладитель тушек; 21-охладитель тушек; 22-охладитель
субпродуктов; 23, 26-столы-накопители; 24-полуавтомат для упаковки
субпродуктов; 25-отводящий транспортер; 27-передвижной резервуар; 28полка; 29-стол; 30-весы; 31-укладочные устройства; 32-машина для сварки
полимерных пленок; 33-транспортер; 34-транспортер для упакованных тушек;
35-автомат для изготовления изделий из полиэтиленовой пленки; 36-ленточная
пила; 37-конвейер подвесной пространственный; 38-устройство укладочное; 39стол для укладки упаковки в тару.
1. Отделение приема птицы
Птицу в передвижных напольных тележках доставляют на приемную
площадку отделения. Тележки устанавливают над приемным конусным
бункером, находящимся над ленточным транспортером. Птицу выгружают на
ленточный конвейер при помощи выдвижных полов тележек. Выгрузка
начинается с нижнего яруса, затем со второго и т.д. Из тележек птица попадает
на движущуюся ленту транспортера, которая проходит в отделение, где птицу с
приемного неподвижного лотка навешивают на конвейер обработки.
2. Линия обработки
2.1. Линия обработки включает подвесной пространственный конвейер,
аппарат для электрооглушения, лоток для сбора крови, аппарат для тепловой
обработки тушек, две машины для удаления оперения, бильно – очистную
машину, насосный агрегат, сепаратор, машину для отрезания ног, механизм для
удаления ног из подвесок.
Подвесной пространственный конвейер состоит из подвесных
пространственных путей, двух приводов, поворотных станций на 180 и на 90С,
тяговых органов, кареток с подвесками, элементов конвейеров, размыкания
подвесок, электрооборудования. Подвесные пути монтируют из отдельных
прямолинейных, поворотных и подъемных участков. Участки путей состоят из
труб, имеющих отверстия, предназначенные для соединительных вкладышей и
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 61 из 140
тяг. Участки путей соединяют вкладышами, которые после монтажа сваривают
встык. Подъемные участки подвесного пути необходимы при входе в аппарата
тепловой обработки и выходе тушек из него, на участке ручной доощипки, на
холостых участках конвейера и др.
Вариаторы обеспечивают синхронность при работе приводов в паре и
работы конвейеров в целом по линии.
Конструкция конвейера не имеет натяжных станций. Их роль играет
положение приводной станции. За приводной станцией обязательно должен
идти участок спуска пути, назначение которого – выборка слабины натяжения
тяговой цепи. Поворотные станции на 180 устанавливают над аппаратом
тепловой обработки. Тяговым органом конвейера (рис.2) является сварная
калиброванная цепь СК-9, в звенья которой крепят сварные каретки. Они
имеют ролики, которые при движении цепи катятся по подвесному пути.
Подвеску крепят непосредственно к каретке. Во избежание раскачивания и
возникновения помех при встречных потоках движения (в аппаратах тепловой
обработки и др.) подвески в конвейере линии обработки соединены между
собой цепью. Конвейер крепят к металлическому каркасу при помощи
растяжек и тяг.
2.2. Аппарат В2-ФЦЛ/2 для электрооглушения (рис.3) является универсальным
для кур, цыплят, бройлеров, индюшат, уток и утят.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 62 из 140
1-корпус; 2-верхний электрод; 3-щит; 4-контактная пластина; 5-пружинный
электрод
Рис. 3. Аппарат для электрооглушения В2-ФЦЛ/2.
Прямоугольный корпус аппарата выполнен из винипласта. В корпусе
размещено устройство для электрооглушения, состоящее из двух передвижных
в поперечном направлении щитов с укрепленными на них пружинными
электродами, одной нижней пластины, передвигающейся по вертикали, и
неподвижного верхнего электрода (в виде прутка), вступающего в контакт с
поводком подвески. Верхний электрод смещен относительно оси аппарата так,
чтобы подвеска отклонялась от своей вертикальной оси на 20-25 мм, что
необходимо для лучшего контакта. Голова птицы касается электродов нижней
пластины и электрическая цепь замыкается. Аппарат подключается к цепи
переменного тока напряжением 220 В. На щите управления аппарата
установлен регулятор напряжения.
2.3. После оглушения птицу вручную убивают. Лоток В2-ФЦЛ/3 для сбора
крови, над которым тушки обескровливают, состоит из 9 отдельных
унифицированных секций, скрепленных между собой фланцевыми
соединениями. Первая секция конструктивно отличается от остальных тем, что
имеет щиты из ор
2.4. Аппарат В2-ФЦЛ/5 для тепловой обработки тушек состоит из двух
секций, соединенных между собой фланцевым соединением. Над ванной
конвейер делает четыре витка. С торцевой стороны ванны, противоположной
входу и выходу птицы, установлены три центробежных насоса, выполняющие
функции активаторов. На торцовой стороне установлены два лотка для
направления входящих и выходящих тушек. Корпус ванны расположен на
восьми опорах, регулируемых по высоте. Проходящий над ванной подвесной
конвейер крепят к ней при помощи кронштейнов. Воду подогревают острым
паром.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 63 из 140
2.5. Машину В2-ФЦЛ/7 для удаления оперения с тушек (рис.4)
устанавливают в линии непосредственно после аппарата тепловой обработки.
Рис.4. Машина для удаления оперения с тушек
Она состоит из рамы, оснащенной четырьмя телескопическими опорами, и
двух симметрично расположенных корпусов. В каждом корпусе смонтированы
дисковые рабочие ряды. При обработке на машине бройлеров, кур, цыплят и
утят два нижних боковых ряда вдвигают внутрь каркаса и закрывают
защитными щитками. Дисковые рабочие ряды выполнены в виде герметичных
прямоугольных коробов, на передней и задней стенках которых попарно
установлены подшипниковые опоры валиков.
На концах валиков закреплены рабочие диски, оснащенные резиновыми
рифлеными пальцами. Во время работы машины тушки птицы, закрепленные
на подвесках пространственного конвейера, продвигаются вдоль рабочих
рядов. Вращающиеся с дисками пальцы удаляют оперение со всей повехности
тушек, орошаемых теплой водой.
Бильно-очистная машина В2-ФЦЛ/6 предназначена для очистки
обработанных тушек. По своей конструкции она мало чем отличается от машин
для снятия оперения из унифицированных линий.
2.6. Снятое перо непрерывно попадает в гидрожелоб и увлекается потоком
воды в приямок, установленный в линии за бильно – очистной машиной.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 64 из 140
В приямке установлен насосный агрегат, предназначенный для
транспортировки пера или технических отходов в отделения их обработки.
Водоперьевая пульпа через патрубок всасывается насосом специальной
конструкции и по трубопроводу перекачивается в отделение обработки пера,
где в сепараторе В2-ФЦЛ/37 от пера отделяется вода, которая
рециркуляционным насосом из специального бака, установленного над
сепаратором, перекачивается в приямок сбора пера.
Рис. 5. Сепаратор для отходов и пера В2-ФЦЛ/37
В приямке установлен насосный агрегат, предназначенный для
транспортировки пера или технических отходов в отделения их обработки.
Водоперьевая пульпа через патрубок всасывается насосом специальной
конструкции и по трубопроводу перекачивается в отделение обработки пера,
где в сепараторе В2-ФЦЛ/37 от пера отделяется вода, которая
рециркуляционным насосом из специального бака, установленного над
сепаратором, перекачивается в приямок сбора пера.
2.7. Машина для отрезания ног состоит из рамы, в нижней части которой
находятся приводы. Рама сварена из уголков каркаса и облицована.
На верхней части машины расположены дисковые ножи, плоский нож,
дисковая пила, приводные, натяжные и отклоняющие звездочки цепей с
пластинками и направляющая с водоразбрызгивающим устройством.
Передвигаемые пространственным конвейером тушки входят в машину.
Ноги фиксируются с помощью цепи с пластинками, перемещающейся в
сторону движения тушек, и стационарной направляющей. Два вращающихся
дисковых ножа разделяют кость ноги у сустава.
Отделенная от ног тушка падает в наклонный лоток, установленный в раме,
и по нему спускается на ленточный транспортер, подающий тушки к месту
навешивания на конвейер потрошения. Ноги с лапками продвигаются
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 65 из 140
подвесками ко второй движущейся цепи и стационарной направляющей.
Движущаяся цепь подводит ножи к дисковым пилам, расположенным в конце
машины. Пила разрезает ножку на две части. После поступления тушек в
машину ноги устанавливаются в рабочее положение с помощью движущейся
цепи с пластинками с одной стороны и стационарной направляющей – с другой.
По высоте машину регулируют с помощью стоек.
3. Линия потрошения
Линия состоит из пространственного подвесного конвейера К7-ФЦЛ/42;
ленточного транспортера; рабочего места В2-Ф001/2 ветеринарно-санитарного
эксперта; желоба Ф2-ФЦЛ/13; двух машин В2-ФЦЛ/15 для снятия кутикулы с
желудков кур, цыплят и бройлеров; двух аппаратов В2-ФЦЛ/4 для удаления
легких и почек; трех охладителей субпродуктов В2-Ф001/5; машины В2ФЦЛ/18 для отделения голов, бильно-моечной машины В2-ФЦЛ/18.
3.1. Пространственный подвесной конвейер К7-ФЦЛ/42 отличается от
пространственного подвесного конвейера обработки птицы конструкцией
поводка и подвески. Поводок конвейера К7-ФЦЛ/42 жесткий, выполнен из
прутковой стали диаметром 6 мм. Подвеска состоит из двух фигурных рамок
(подвижной и неподвижной) из прутковой стали диаметром 6 мм. Подвижная
рамка переходит в поперечную планку, а неподвижная приварена к петле, в
которую вводятся ножки тушки. К вершинам рамок прикреплены две сферы,
входящие в клиновые устройства размыкателя подвесок. Происходит подъем
подвижной рамки, поперечная планка которой выжимает из петель ножки
тушек птицы. Тушка свободно выпадает из подвесок.
3.2. Ленточный транспортер для подачи тушек из машины отрезания ног на
участок навешивания состоит из сварной секционной рамы, длину которой
можно увеличивать или укорачивать. Верхняя часть рамы, предназначенная
для поддержания рабочей ветви транспортера, оснащена роликами.
3.3. Для гидротранспортировки отходов предназначена система желобов
В2-ФЦЛ/13, которая составлена из отдельных секций.
3.4. Машина В2-Ф001/3 для разрезания и мойки желудков (рис.6) разрезает,
очищает от содержимого и моет желудки всех видов птицы, кроме утиных.
Машина состоит из сварного каркаса с опорами, регулируемыми по высоте.
В каркасе смонтирован механизм привода рабочих органов,
расположенных сбоку машины в съемных кожухах. На консольном конце вала
жестко закреплена кассета с радиально расположенными фигурными
пластинами и двумя щеками. Пластины образуют гнезда для желудков.
Расстояние между щеками можно регулировать с помощью специального
винтового устройства. Под кассетой смонтирован секционный ороситель. На
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 66 из 140
оросителе закреплен нож, который также как и ороситель может выдвигаться и
вдвигаться в кассету, что обеспечивает регулировку глубины разреза желудка.
1-ороситель; 2-нож; 3-пружины; 5-бункер приемный; 6-выбрасыватель;
7-поддон; 8-шатун; 9-кулиса; 10 вал; 11-кассета; 12-щеки; 13-устройство
винтовое
Рис.6. Машина В2-Ф001/3 для разрезания и мойки желудков
У другого конца оросителя смонтирован вращающийся выбрасыватель. Над
кассетой на щеках закреплен приемный бункер для обрабатываемых желудков.
Для поочередного продвижения желудков в сторону ножа установлены две
специальные пластинчатые пружины.
Загруженные в бункер желудки укладываются в ячейки кассеты и
продвигаются в сторону ножа. Желудок разрезанной частью надевается на
клинообразный ороситель. Содержимое желудка вытесняется и промывается.
Очищенные и промытые желудки направляются выбрасывателем в лоток.
Содержимое желудков вместе с водой по скосу поддона отводится в
очистительной устройство.
3.5. Разрезанные и промытые желудки поступают на машину В2-ФЦЛ/15
для снятия кутикулы с желудков. Её устанавливают рядом с желобом
потрошения на участке обработки желудков. Она состоит из рамы, площадки
для привода и его ограждения, рабочего механизма.
Рабочий механизм состоит из двух рифленых валиков, вращающихся
навстречу друг другу. Около каждой из них с внешней стороны расположены
гребенчатые пластины, предназначенные для очистки рифленых валиков от
кутикулы. Гребенчатые пластины можно регулировать как по углу наклона к
валикам, так и по силе прижимания к ним.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 67 из 140
По одну сторону от рифленых валиков закреплен рабочий стол, орошаемый
водой, по другую – стол без орошения.
Разрезанные и промытые желудки подают на орошаемый столик кутикулой
вниз. Вручную их продвигают к рифленым валикам. При пропускании
желудков по ним кутикула увлекается вниз и отделяется от стенок желудка.
Очищенный желудок передают вручную в специальную емкость.
3.6. Аппарат В2-Ф001/4 для удаления почек и легких (рис.7) представляет
собой закрытую цилиндрическую емкость, смонтированную на стойках. От неё
отходят три гибких шланга, на которых закреплены вакуум - пистолеты.
1-стойка; 2-цилиндрическая емкость; 3-съемная крышка; 4-патрубок;
5-пистолет; 6-гибкий шланг; 7-вакуумметр; 8-патрубок.
Рис.7. Аппарат В2-Ф001/4 для удаления легких и почек.
Емкость предназначена для обеспечения вакуума (5-6МПа), а также для
сбора и временного хранения отходов потрошения (легких, почек и
надпочечников). Она имеет сферическое дно с косым патрубком и
легкосъемную крышку.
Вакуум - пистолеты состоят из алюминиевого корпуса, рабочего сопла и
золотника, которым управляют посредством шарнирной рукоятки. Рабочее
сопло имеет пилообразно нарезанный конец. Пистолеты монтируют на рабочих
местах при помощи пружинных колец.
С помощью пилообразного конца рабочего сопла под вакуумом удаляют
внутренние органы, разрыхленные после введения сопла в полость тушки.
Засасываемые внутренние органы поступают через пистолет по шлангу в
емкость, из которой по патрубку периодически удаляется в желоб потрошения,
для чего включают вакуум-насос.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 68 из 140
3.7. Охладитель субпродуктов В2-Ф001/5 представляет собой наклонный
цилиндр, в котором вращается сплошной шнек. Нижняя часть цилиндра
оснащена загрузочным устройством, в которое для охлаждения поступают
субпродукты. Верхняя часть наклонного цилиндра имеет горловину для
выгрузки охлажденных субпродуктов.
Охлаждение проводится путем подачи ледяной воды во внутреннюю часть
цилиндра. Вода орошает продукты, отбирая у них тепло. Охлажденные
продукты поступают в перфорированные контейнеры и направляются на
упаковку.
3.8. Машину В2-ФЦЛ/16 для отделения голов устанавливают под
конвейером потрошения. Конструктивно она представляет собой сварную из
швеллеров раму, на которой симметрично закреплены два вала с посаженными
на них по одной дисковой пиле. В верхней чисти облицовки кожуха на листах
крепят специальные передвигающие (в целях регулировки) параллельно оси
конвейера направляющие, Оснащенные стальными роликами, которые могут
вращаться вокруг своего пальца. Во время работы машины ролики и дисковые
пилы орошаются водой из специальных сопел.
В рабочем положении машина должна стоять под небольшим углом к гори
зонту в сторону движения конвейера. Во время движения тушек на конвейере
головы заходят между рядами роликов, с помощью которых пережимаются
позвонки шеи, а её кожа перерезается дисковым ножом.
3.9. Бильно – моечная машина В2-ФЦЛ/18 (рис.8) предназначена для мойки
и удаления посторонних частиц с внешней стороны тушек. Её устанавливают в
конце линии потрошения тушек.
На боковых стенках каркаса имеются съемные щитки для ступа к приводам
барабанов. На рамах каркаса расположено по одному бильному барабану,
оснащенному билами. Рамы фиксируются на направляющих. В верхней части
каждой рамы смонтирован перфорированный трубопровод, из которого во
время работы машины вытекает вода.
Закрепленные в подвесках пространственного конвейера тушки проходят
через машину. Барабаны, расположенные под наклоном, вращаются навстречу
друг другу и билами, закрепленными на них, сверху вниз моют поверхность
тушки.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 69 из 140
Рис.8. Общий вид машины бильно - моечной В2-ФЦЛ/18
Закрепленные в подвесках пространственного конвейера тушки проходят
через машину. Барабаны, расположенные под наклоном, вращаются навстречу
друг другу и билами, закрепленными на них, сверху вниз моют поверхность
тушки.
3.10. После бильно – моечной машины тушки доставляются на линию
охлаждения. Размыкателем подвесок они сбрасываются с конвейра на
приемный стол В2-ФЦЛ/22 Д и охлаждаются водопроводной водой
(температура 8-10С).
В охладителе В2-ФЦЛ/21 ДЛ тушки охлаждаются ледяной водой
(температура до 1С). По конструкции охладители аналогичны и представляют
собой емкость, собранную из отдельных секций. Со стороны входа для приема
тушек смонтирована короткая секция. С прямого торца эта секция оснащена
побудителем – мешалкой. Поток подаваемой воды перемещает тушки по
охладителю. Вдоль всей емкости смонтирован вращающийся от
индивидуального привода рабочий барабан, который состоит из двух дисков,
соединенных стяжками. На стяжках закреплены лопасти. Со стороны выхода
смонтирован наклонный пластинчатый транспортер, оснащенный резиновыми
пальцами, предназначенными для захвата тушек из воды.
Процесс охлаждения происходит следующим образом. Сброшенные с
конвейера в ёмкость тушки увлекаются потоком воды и поступают во
вращающиеся барабаны, где переворачиваются и продвигаются в зону
наклонного пластинчатого транспортера. перегружающего тушки в охладитель
В2-ФЦЛ/21, состоящий из трех таких же емкостей, как и охладитель В2ФЦЛ/22.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 70 из 140
3.11. Конвейер стекания К7-ФЦЛ/43 аналогичен предыдущим. НА него
вручную навешивают охлажденные тушки.
Пройдя путь стекания воды, расположенный над охладителями, тушки
направляются к машине отрезания шеи. После отделения шеи тушки поступают
к рабочему месту, где в каждую брюшную полость вкладывают пакет с
комплектом субпродуктов. Далее тушки подают в отделение сортировки по
качеству и упаковки.
4. Отделение сортировки и упаковки
В отделении находятся семь передвижных резервуаров В2-ФЦЛ/29; три
упаковочных транспортера М6-ФУД; пять устройств М6-ФУД/07 для укладки
тушек в пакеты; пять ДП4-3 весов с регистрацией цены, массы и стоимости;
стол для укладки упаковок, транспортертМ6-ФУЕ для упакованных тушек; Два
автоматаМ6-АБО для изготовления пакетов из полиэтиленовой пленки; девять
машин М8-АЛ2С для сварки пакетов; пять стандартных столов 1000 700700;
подвесной конвейер К7-ФУЛ-14 для разделки тушек; дисковая пила В2Ф001/10.
Тушки в зависимости от категории укладывают вручную в разные
передвижные емкости, доставляемые на упаковочные транспортёры, где
вручную при помощи устройства их укладывают в полиэтиленовый пакет,
изготавливаемый в отделении упаковки. В него же помещают чек с указанием
массы и стоимости тушки. Пакет заваривают на машине. Упакованную тушку
направляют на групповую упаковку, а оттуда – в холодильник.
Часть нестандартных тушек поступает на разделку на конвейер в подвесном
положении, затем на дисковую пилу. Фасованные части тушки упаковывают в
полиэтиленовые пакеты, укладывают в ящики и направляют в холодильник.
4.1. Подвесной конвейер К7-ФЦЛ/47 для разделки тушек птицы по
конструкции (за исключением приводной станции и подвесок) не отличается от
конвейеров К7-ФЦЛ/41 и К7-ФЦЛ/42.
4.2. Дисковая пила В2-Ф001/10 предназначена для разрезания на части
тушек птицы всех видов. По обе стороны дискового ножа консольно
установлен направляющий стержень, в продольную прорезь которого проходит
диск пилы. Кроме того, по обе стороны закреплены два подвижных фиксатора,
которые при выдаче тушки на диск пилы отклоняются в направлении движения
и затем возвращаются в исходное положение. Птицу разделывают на две или
четыре части.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 71 из 140
Рис.9. Элемент подвесного конвейера К7-ФЦЛ/47 для разделки тушек
5. Отделение обработки пера
В отделении обработки пера находится следующее оборудование:
сепаратор В2-ФЦЛ/37 для отделения воды от пера, бак для сбора и
рециркуляции воды, стол для пера 300011001100, две центрифуги для
отжима пера, две сушилки для пера, воздуховоды для пера и три камеры для
приема сухого пера из сушилок и затаривания его в мешки.
6. Отделение переработки технических отходов
В отделении переработки технических отходов (рис.10) имеется насосный
агрегат В2-ФЦЛ/38 для перекачки отходов потрошения, сепаратор В2-ФЦЛ/37
для отделения воды от отходов потрошения, бак для сбора воды, два
вакуумных горизонтальных котла КВМ-4,6А, скребковый транспортер ТС-40М,
ёмкость для жира, центрифуга ОПН-10059 для отжима шквары, насос КНЛ-3
для жира, цепной транспортер ЦТ-12, отстойник ОЖ-0,85 для жира, бункер для
приема муки, весы полуавтоматические, мешкозашивочная машина ЗЭЕМ,
передувочный бакПБ-3,5 для отходов, две ручные кошки грузоподъемностью
0,6т, две ручные тали грузоподъемностью 0,5т, нория ленточная НЦГ-10,
молотковая дробилка БДМ, нория ленточная сдвоенная НЦЛ-210, две
магнитные колонки БКМ2-5 и другое нестандартное оборудование.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 72 из 140
1-бак для сбора воды; 2-сепаратор; 3-стол для приема пера; 4-рукав телескопический для подачи пера; 5,21течки; 6-течка для загрузки пера в центрифугу; 7-центрифуга для отжима и мойки пера; 8-барабанная сушилка
для пера; 9-центробежные вентиляторы; 10-воздуховод для транспортировки пера из сушилки; 11-камера
приема сухого пера; 12-воздуховод для вывода воздуха из камер; 13-передувочный бак; для отходов; 14сепаратор для отходов потрошения; 16-передувочный бак для крови; 17-кошка ручная электрическая; 18,19тали ручные; 20-котел вакуумный горизонтальный; 22-автопогрузчик; 23-центифуга; 24-шнек; 25-скребковый
транспортер; 26-ленточная нория; 27-цепной транспортер; 28,29-монорельсы; 30-кошка ручная; 31-ленточная
нория сдвоенная; 32-магнитная колонка; 33-весы полуавтоматические; 34-центробежно-щеточный
просеиватель; 35-молотковая дробилка; 36-бункер для приема муки; 37-машина мешкозашивочная.
Рис.10. Схема отделения обработки отходов линий В2-ФЦЛ для обработки
бройлеров, кур и цыплят
Литература.
1. Шувалов В.Н. Машины и автоматы и поточные линии. Л.:
Машиностроение,1973.
2. Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной
промышленности. М.: Пищепромиздат, 1971.
3. Основы расчета и конструирования машин и автоматов пищевых
производств. Учебное пособие для вузов. Под редакцией Соколова В.Я.
М.: Машиностроение,1969.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 73 из 140
4. Буланов Н.А., Гаевой Е.В. Переработка мяса птицы на поточно –
механизированных линиях. М.: Пищевая промышленность, 1979.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Цель работы
Изучение и классификация технологического оборудования, составляющего поточную линию П8-ОЛУ
для производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок, по сложности
конструктивного выполнения и доле участия человека в выполнении рабочих функций; классификация рабочих
машин и аппаратов по роду действия; по способу воздействия на сырьё; по структуре технологического потока.
Определение характера компоновки поточной линии П8-ОЛУдля для производства сливочного масла
методом преобразования высокожирных сливок.
Составление структурных схем технологического оборудования, входящего
в поточную линию П8-ОЛУ для производства сливочного масла методом
преобразования высокожирных сливок.
Составление структурной схемы поточной линии П8-ОЛУдля для
производства сливочного масла методом преобразования высокожирных
сливок.
Введение
Поточные линии или технологические потоки представляют собой необходимое, технически и
экономически обоснованное сочетание технологического и транспортного оборудования, средств контроля,
управления, информации и др., рационально выполняющих все технологические процессы и подсобные
операции данного производства. Под технологическими процессами подразумевают искусственное воздействие
на предмет труда данного производства с целью изменения или сохранения на длительное время структурномеханических, физико-химических, биологических или иных его свойств, формы, размеров, состояния и пр.
Технологические потоки на предприятиях молочной промышленности по их структуре разделяются на
однолинейные и разветвленные. Разветвленные потоки могут быть расходящиеся, сходящиеся и смешанные.
Разветвленные расходящиеся потоки, свойственные большинству обрабатывающих производств
характеризуются штучной или весовой производительностью, постоянной для основного (исходного) потока,
производительность же любой ветви пропорциональна производительности основного потока.
Разветвленные сходящиеся потоки в производствах, перерабатывающих сырье с завершенной
подготовкой и выдающих готовую продукцию, характеризуются в основном объемом готовой продукции.
Производительность каждой ветви сходящегося потока пропорциональна основной и зависит от рецептуры
конечного продукта.
Разветвленные смешанные потоки в производствах, перерабатывающих сырье с незавершенной
подготовкой и выпускающих продукцию, характеризуются заданным или получаемым количеством сырья или
готовой продукции.
Производительность или мощность машин и аппаратов, включенных в разветвленные поточные линии,
должны быть соответственно кратной производительности основной линии.
Компоновка поточных линий может быть самой разнообразной. По характеру траектории потока
обрабатываемых объектов различают компоновки: замкнутую, разомкнутую, т.е. сквозную, и
комбинированную.
В замкнутой линии отдельные звенья ее располагаются по окружности, прямоугольнику или составляют
какую-либо иную замкнутую фигуру.
В разомкнутых линиях расположение оборудования может быть прямолинейным, Г-образным, Побразным «елочкой», с использованием роторных передаточных транспортеров, сходящимся, расходящимся,
раздвоенным (параллельным). Для комбинированных компоновок характерно наличие участков с различными
видами элементарных компоновок.
Разомкнутые линии более универсальны. Они находят широкое применение при большом количестве
рабочих позиций, при неоднотипных конструкциях машин, при использовании универсального оборудования,
при разнородных видах обработки (механической, тепловой и т. д.). Их легче приспособить также к тому
помещению, которым располагает предприятие.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
страница 74 из 140
Один и тот же технологический процесс можно иногда по-разному организовать во времени и
пространстве и соответственно осуществить в машинах и аппаратах, принципиально отличных по характеру
своего действия.
Из однопозиционных циклических машин и аппаратов, выдающих продукцию через определенное время
обработки, можно составить целую «батарею» таким образом, чтобы циклы их работы были сдвинуты
относительно друг друга. Сначала загружают первую машину, во время ее работы – вторую, потом третью и
т.д. Через некоторое время начинает выпуск первая машина, после чего ее вновь загружают, а в это время дает
выпуск вторая и т.д. Таким образом, и при однопозиционных машинах можно создать непрерывнопульсирующий , а иногда и непрерывно-равномерный поток готовой продукции.
Линия производства сливочного масла
В производстве сливочного масла, вырабатываемого различными методами, применяют непрерывнопоточные линии и отдельные комплекты оборудования
Линия П8-ОЛУ производительностью 700 кг/ч
Линия является модернизацией линии ОЛП, произведенной ВНИИМСом
совместно с МосЗМО. Она предназначена для производства из сливок 30—
40%-ной жирности различных видов масла: сладкосливочного, любительского,
крестьянского, бутербродного, с наполнителями и др. Линию применяют на
маслодельных предприятиях с годовым объемом производства 1000—1500 т.
Основное технологическое оборудование линии (пастеризатор трубчатый Т1ОУК или ПТ-2, сепаратор для высокожирных сливок ОСД-500,
нормализационные ванны ВН-600 и масло-образователь цилиндрический Т1ОМ-2Т) выпускается промышленностью.
Техническая характеристика линии П8-ОЛУ
Производительность при выработке масла, кг/ч
сладкосливочного крестьянского
Температура, °С
исходных сливок
пастеризации сливок
масла на выходе из маслообразователя
Установленная мощность электродвигателей, кВт
Расход
пара на пастеризацию, кг/ч
холода на охлаждение высокожирных сливок, кВт
Занимаемая площадь, м2
Габаритные размеры, м
Масса, кг
700
10
85-96
12-15
41,8
до 300
37,2
40
8,54,53
8000
В состав линии входят бак РЗ-ОНС с поплавковым регулятором уровня для
сливок вместимостью 250 л, электронасос центробежный для сливок 36-1Ц2,820 марки Г2-ОПБ, пастеризатор трубчатый Т1-ОУК (ПТ-2), дезодорационная
установка ОДУ-3, насос для дезодорированных сливок, вакуум-насос КВН-4,
бак-накопитель РЗ-ОНЯ с поплавковым регулятором уровня, два сепаратора для
высокожирных сливок, бак для пахты РЗ-ОБЯ, электронасос центробежный 361 Ц 1,8-12 марки Г2-ОПА для пахты, три ванны нормализационные ВН-600,
насос-дозатор НРДМ для высокожирных сливок, маслообразователь
трехцилиндровый Т1-ОМ-2Т, весы РН-50Ш13М-1 (2 шт.), стол для весов,
компрессор СО-7А (0-38Б) для сжатого воздуха, пульт управления с
контрольно-измерительными и пусковыми приборами, комплект лотков для
транспортирования высокожирных сливок, комплект молокопроводов, арматуры и труб и таль электрическая ТЭ050-71120.
Оборудование линии размещают и монтируют по ходу производственнотехнологического процесса с учетом расположения и величины площади маслоцеха завода, его естественной освещенности и связи с другими производственными помещениями, а также с учетом удобства обслуживания линии, фасовки, упаковки и транспортирования масла.
В соответствии с рекомендуемой схемой компоновки оборудования (рис.1)
работа линии осуществляется следующим образом. Прошедшие проверку
качества, рассортированные и накопленные в резервирующих емкостях
исходные сливки 30-40%-ной жирности температурой 10-12 °С подаются (в
зависимости от местной планировки помещений завода и принятой схемы
компоновки оборудования) самотеком по трубам диаметром 50 мм или насосом
по трубам диаметром 35 мм в приемный бак 1, откуда центробежным насосом 3
они нагнетаются в трубчатый пастеризатор 4, где, пройдя обе секции,
нагреваются до температуры 85—96°С и под напором, создаваемым насосом,
направляются по трубопроводу непосредственно в накопительный бак 8 или
вначале в вакуум-дезодорационную установку 5 (если это требуется) для
удаления посторонних запахов и привкусов, а из нее насосом 17- в тот же бак 8.
Монтажной схемой предусматривается возможность работы на линии как с
дезодорационной установкой, так и без нее. Отключение дезодоратора от
системы молокопроводов производят с помощью двух трехходовых кранов. Из
бака горячие пастеризованные сливки поступают самотеком по трубопроводу в
один из работающих сепараторов 9 для получения высокожирных сливок. По
мере заполнения грязевого пространства барабана у первого сепаратора
включают второй сепаратор, а первый затем останавливают для промывки. Его
включают вместо второго (если это потребуется). Таким образом их работа
последовательно чередуется. Переключение подачи сливок от накопительного
бака в сепараторы осуществляют во время работы кранами, установленными на
трубопроводах. Из сепаратора высокожирные сливки по лоткам 15 и 16 стекают
в ванны 10 для нормализации, а пахта из бака 6 насосом 7 подается по
трубопроводу на дальнейшую переработку.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 76 из 140
Ванны работают поочередно. Пока одна из ванн (например, первая) наполняется, во второй осуществляется (в случае необходимости — по данным
анализов) нормализация высокожирных сливок до требуемого содержания
влаги, а из третьей нормализованные сливки ротационным насосом-дозатором
11 подаются в трехцилиндровый маслообразователь 12. В цилиндрах маслообразователя высокожирные сливки охлаждаются и подвергаются интенсивной механической обработке, что приводит к обращению фаз и получению
необходимой структуры и консистенции сливочного масла.
Готовое масло температурой 12—15°С через специальный кран поступает в
ящики, установленные на весах 14. Последние размещены на столе 13. После
заполнения одного ящика масло поворотом крана подают из маслообразо-вателя
в другой ящик, а наполненный взвешивают и снимают с весов. Затем
взвешенное и упакованное масло транспортируют в холодильную камеру.
Наблюдение за температурой пастеризации сливок, рассола, высокожирных
сливок в ваннах, масла на выходе и давлением пара, хладоносителя и продукта
вами и оборудованием линии ведут с помощью приборов, установленных по
месту обслуживания аппаратов и на пульте управления 19.
Оборудование линии П8-ОЛУ
Описание оборудования приводится в последовательности его расположения
в линии и включения в работу согласно технологическому процессу.
Пастеризатор трубчатый Т1 -ОУК (рис.2). Он предназначен для
пастеризации исходных сливок 30-40%-ной жирности в непрерывном закрытом
потоке. В его комплект входят трубчатый теплообменник, клапан возврата
недопастеризованных сливок, паропровод со средствами контроля и автоматического регулирования давления пара, центробежный электронасос 3611-1,2,8-20 марки Г2-ОПБ, дистанционный манометрический термометр ТСМ100, два конденсатоотводчика, трубопроводные коммуникации и комплект
запасных частей и приспособлений.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 77 из 140
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 78 из 140
Рис.1. Компоновка оборудования линии П8-ОЛУ
а- вид спереди; б-план; 1- бак РЗ-ОНС для исходных сливок; 2-клапан возврата
недопастеризованных сливок; 3-электронасос для сливок 36-1Ц2,8-20 марки Г2ОПБ; 4-трубчатый пастеризатор Т1-ОУК; 5-дезодоратор ОДУ-3; 6-бак для
пахты РЗ-ОБЯ; 7-электронасос для пахты 36-1Ц1,8-12 марки Г2-ОПА; 8-бакнакопительРЗ-ОНЯ; 9-сепаратор; 10-ванна для нормализации высокожирных
сливок ВН-600; 11-насос-дозатор НРДМ для высокожирных сливок; 12маслообразователь Т1-ОМ-2Т; 13-стол для весов; 14-весы РН-50Ц113М-1; 15лоток распределительный; 16-лоток; 17-насос для дезодорированных сливок;
18-вакуум-насос КВН-4; 19-пульт управления
Пастеризатор трубчатый состоит из двух, расположенных друг над другом
цилиндров-теплообменников, обогреваемых паром. Длина цилиндра 1200 мм,
диаметр по обшивке 350 мм, диаметр паровой рубашки 250 мм. В торцы
цилиндров вварены трубные доски, в которые ввальцовано по 24 трубы.
Наружный диаметр труб 30 мм, внутренний 26—27 мм. Трубные доски и трубы
изготовлены из нержавеющей стали марки 12XI8H10T. В торцах трубных досок
выфрезерованы каналы, соединяющие трубы попарно. Первая (нижняя) и
последняя (верхняя) трубы выведены из цилиндров наружу в виде патрубков со
штуцерами.
Торцы цилиндров плотно закрыты крышками с резиновыми уплотнениями,
создающими герметичность и изолирующими каналы один от другого.
Жидкость, нагнетаемая насосом, попадает в первую трубу, затем в канал,
перемешивается и переходит в следующую трубу, опять в канал и так до тех
пор, пока последовательно не пройдет по всем трубам. В паровых рубашках
цилиндров при входе пара установлены металлические пластины-отражатели
пара. На паропроводе перед входом пара в рубашки цилиндров установлены
манометры.
Конденсат из межтрубного пространства верхнего и нижнего цилиндров автоматически
удаляется термодинамическим конденсатоотводчиком 45ч12нж. Сливки во время
пастеризации проходят последовательно по 48 трубам ниж него и верхнего цилиндров и
нагреваются паром, который поступает в межтрубное пространство цилиндров, до
температуры пастеризации (85—96°С). В случае снижения температуры пастеризации сливок
ниже заданной автоматически срабатывает перепускной клапан и направляет сливки снова в
бан РЗ-ОНС с поплавковым регулятором уровня, а из него на повторную пастеризацию.
Производительность пастеризатора регулируется краном, установленным на выходящем из него
трубопроводе.
Установка вакуум-дезодорационная ОДУ-3 (рис.3) предназначена для
удаления кормовых и других посторонних привкусов и запахов из сливок.
Установку используют в линиях производства сливочного масла методом
преобразования высокожирных сливок и методом сбивания сливок. Монтажной
схемой предусматривается возможность работы на линиях как с
дезодорационной установкой, так и без нее.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 79 из 140
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 80 из 140
Рис.3. Установка вакуум-дезодорационная ОДУ-3:
/- насос центробежный для откачки продукта; 2- переходник с обратным
клапаном; 3-окно смотровое; 4-камера дезодорационная; 5-шарики; 6разбрызгиватель;7-крышка разбрызгивателя; 8-крышка дезодорационной
камеры; 9-обратный клапан; 10-вакуумметр ОБВ-100; 11- конденсатор; 12тройник с заглушкой; 13 -вакуум-насос КВН-4
Отключение дезодоратора из системы молокопроводов осуществляют двумя
трехходовыми кранами.
В состав установки входят дезодорационная камера, центробежный электронасос специальной конструкции для откачки сливок из камеры, вакуум-насос
КВН-4 для создания разрежения в дезодорационной камере и отсоса паров,
конденсатор, переходник с обратным клапаном на нагнетательной линии насоса
сливок для перекрытия этой линии при наборе вакуума, обратный клапан,
трубопроводные коммуникации и контрольно-измерительные приборы.
Дезодорационная камера сварной конструкции, изготовленная из листовой
нержавеющей стали, представляет собой вертикальный цилиндрический резервуар с откидывающейся крышкой и коническим дном. Внутри камеры расположен разбрызгиватель в виде конусообразной перфорированной вставки.
8 последней размещены шарики диаметром 8—9 мм, изготовленные из нержавеющей стали или фторопласта. Нижней частью разбрызгиватель соединен с
трубой, подающей нагретые сливки. Сверху разбрызгиватель закрыт съемной
крышкой. Камера имеет два смотровых окна и оснащена вакуумметром
100 и термометром. Устанавливается камера на трех регулируемых по высоте ножках.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 81 из 140
Вакуум-насос КВН-4 и насос для откачки из камеры продукта устанавливают на полу рядом с камерой и всасывающими патрубками соединяют
соответственно с конденсатором и выходным патрубком днища камеры.
Установка работает следующим образом. Насосом КВН-4 создается в дезодорационной камере необходимое для работы разрежение, после чего горячие
сливки под давлением поступают в разбрызгиватель, где происходит мелкое их
дробление, способствующее увеличению поверхности испарения. Благодаря
наличию в камере разрежения происходит резкое вскипание сливок, вследствие
чего наблюдается интенсивное испарение влаги и выделение из сливок
кормовых и других посторонних привкусов и запахов. Паровоздушная смесь
вместе с летучими веществами отсасывается вакуум-насосом из камеры через
конденсатор, где конденсируется и вместе с водой сбрасывается в канализационную сеть. Освобожденные от посторонних пахучих веществ сливки
откачиваются со дна дезодорационной камеры насосом и направляются в бакнакопитель РЗ-ОНЯ с клапанно-поплавковым регулятором вместимостью 0,4
м3, а из него сливки самотеком подаются в сепаратор.
Сепараторы ОСД-500 и ОС2-Д-500 для высокожирных сливок. Сепараторы
предназначены для разделения сливок 30—40%-ной жирности на высокожирные сливки и пахту с одновременной очисткой от механических примесей:
при выработке сливочного масла на поточных линиях.
Сепаратор ОСД-500 (рис.4). По конструктивному исполнению— сепаратор
открытого типа. Здесь предусмотрены открытая подача сливок иг открытый
выход пахты и высокожирных сливок, а также ручная выгрузка осадка после
остановки и разборки сепаратора. Сепаратор состоит из станины, приводного
механизма, тахометра, барабана и приемно-отводящего-устройства.
Станина сепаратора состоит из корпуса и чаши, соединенных между собой
болтами. В корпусе станины смонтирован приводной механизм, в чаше станины
расположен закрепленный на веретене барабан. Для остановки его в чаше
смонтированы два тормоза, а для крепления корпуса барабана—два стопорных
винта, удерживающих барабан от произвольного вращения при сборке и
разборке его.
Приводной механизм состоит из электродвигателя, горизонтального вала с
фрикционной центробежной муфтой, винтовой зубчатой передачи и вертикального вала. Фрикционно-центробежная муфта предназначена для постепенной и плавной передачи вращения от электродвигателя к барабану.
Барабан является основным рабочим узлом сепаратора, в котором под действием центробежной силы
сливки разделяются на высокожирные сливки и пахту. Он имеет основание, установленное на веретено и
прижатое к нему гайкой. В основании установлен тарелкодержатель, на который в определенном порядке
насажен комплект конических тарелок с накладками с верхней стороны, образуя межтарелочные зазоры.
Отверстия тарелкодержателя и тарелок совпадают между собой, образуя каналы. Сверху пакета тарелок помещена разделительная тарелка, а поверх нее надета крышка, с внутренней стороны которой расположены
ребра, опирающиеся на разделительную тарелку. Ребра образуют между разделительной тарелкой и крышкой
пространство, по которому поднимается пахта.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 82 из 140
Крышка прижимается к основанию барабана затяжным кольцом (гайкой).
Кольцо
завинчивается
против
часовой
стрелки,
что
исключает
самоотвинчивание его при вращении барабана по часовой стрелке.
Рис.4. Сепаратор ОСД-500 (вертикальный разрез):
/—приемная камера; 2 — поплавок; 3 — питательная трубка; 4 — приемник
высокожирных сливок; 5 — веретено; 6—уплотнительное кольцо; 7 —
основание барабана; 8— приемник пахты; 9—чаша станины; 10—горловой
подшипник; Л— станина; 12—нижняя опора веретена; /З—пробка для слива
масла; 14—указатель масла; 15—тахометр; 16—пробка для залива масла; 17—
крышка тахометра; 18—тормоз; 19—тарел-кодержатель; 20—затяжное кольцо
барабана; 21—крышка барабана; 22—тарелка;23 — разделительная тарелка.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 83 из 140
Приемно-отводящее устройство 9 сепаратора служит для подачи исходных
сливок в барабан и свободного отвода высокожирных сливок и пахты. В состав
устройства входят камера приемная 8 с поплавком, питательная трубка и
приемники пахты и высокожирных сливок.
Рис.5. Сепаратор ОС2-Д-500:
./-станина; 2-пробка для слива масла; 3-указатель масла; 4-пульсатор;5тахометр; 6- пробка
для
залива масла; 7-тормоз; 8-барабан; 9-приемник
высокожирных сливок; 10- стакан;11- крышка; 12- стяжка; 13- стопорный винт;
14 - чаша станины; 15- веретено
Перед началом сепарирования через барабан пропускают воду, подогретую
до 40—50 °С. Затем в приемную воронку подают исходные сливки, которые по
питательной трубке проходят в тарелкодержатель вращающегося барабана
сепаратора. Через отверстия в тарелкодержателе сливки попадают в
вертикальные каналы, образованные в конических тарелках, и распределяются в
межтарелочных зазорах, где под действием центробежной силы происходит
разделение сливок на высокожирные сливки и пахту. Под напором постоянного
притока исходных сливок обе фракции поднимаются в верхнюю часть барабана,
затем выходят в приемники для высокожирных сливок и пахты, откуда через
патрубки отводятся наружу на дальнейшую переработку.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 84 из 140
Сепаратор ОС2-Д-500 (рис.5). Это более совершенный сепаратор, он по сравнению с сепаратором ОСД500 имеет большую производительность (особенно при получении высокожирных сливок с повышенным
содержанием влаги для крестьянского и бутербродного масла и масла с наполнителями), а также лучшие
эксплуатационные показатели и большую надежность. По конструктивному исполнению он, как и сепаратор
ОСД-500, открытого типа, но с закрытой подачей сливок и закрытым выходом пахты. Выход высокожирных
сливок открытый.
Сепаратор ОС2-Д-500 в отличие от сепаратора ОСД-500 имеет следующие
отличительные особенности и преимущества. В нем отсутствует приемная поплавковая камера, в результате исходные сливки из напорного бака подаются в
барабан сепаратора непосредственно по трубопроводу в закрытом потоке (без
соприкосновения с воздухом). Для этого отводной патрубок напорного бака и
приемно-выводное устройство сепаратора соединяются между собой напрямую
трубопроводом с краном.
Рис.6. Приемно-отводящее устройство сепаратора ОС2-Д-500:
1-гайка специальная; 2, 8. 12, 18, 20 и 24- прокладки; 3-гайка; 4- кольцо
уплотнительное; 5-патрубок отводящий; 6-фланец; 7-шайба регулировочная; 9диск напорный для пахты;10-трубка питательная;11-кран пробно-спускной; 13,
19 и 22-шайбы; 14- гайка прижимная; 15- поршень; 16-штифт; 17-рукоятка регулирующая; 21- винт; 23-штуцер; 25- манометр МТП-100/1-ВУМ
Все детали и узлы барабана и коммуникации, соприкасающиеся с продуктом,
изготавливаются из нержавеющей стали, что исключает коррозию, повышает
санитарное состояние и улучшает эстетический вид, а совместно с
использованием унифицированного привода А1-ПСУ-1 увеличивает срок службы сепаратора.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 85 из 140
Пахта из барабана отводится под давлением с помощью напорного диска,
затем по трубопроводу подается на дальнейшую обработку по назначению
предприятия. При этом высвобождаются из линии промежуточный бак для
пахты РЗ-ОБЯ вместимостью 60 л и центробежный электронасос 361Ц1.8-12.
Тарелки имеют несколько больший диаметр (~ на 10 мм) и большее их
количество находится в барабане, что повышает эффективность разделения
сливок и примерно на 30—40% производительность сепаратора.
Регулирование содержания влаги в высокожирных сливках для выработки
различных видов сливочного масла осуществляется непосредственно при работе сепаратора, без его остановки (как это было у сепаратора ОСД-500) путем
изменения давления на выходе пахты. Для этого в патрубке 5 приемно-отводящего устройства сепаратора (рис.6) установлен поршень 15, перемещая
который с помощью вращения рукоятки 17 изменяется проходное сечение отверстия для выхода пахты. Для контроля давления на выходе пахты установлен
манометр 25 с разделительной мембраной.
Настройка сепаратора на получение высокожирных сливок для различных
видов сливочного масла производится изменением производительности сепаратора путем подачи разного количества исходных сливок и изменением давления на выходе пахты— по манометру с помощью регулирующего поршня.
Применение в сепараторе приемно-отводящего устройства совместно с отверстиями на крышке посуды и другими конструктивными изменениями позволяет снизить отход жира с пахтой при получении крестьянского масла с 0,4
до 0,15% .
Рис.7. Ванна нормализационная ВН-600:
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 86 из 140
/ — внутренний сосуд; 2 ~ наружный сосуд; 3 — изоляция; 4 — облицовка; 5 —
труба переливная; 6—дно; 7—привод мешалки; 8—патрубок с барботером для
пара; 9—нога опорная; 10—патрубок для выхода сливок; 11—штуцер с
датчиком температуры; 12 — рубашка; 13—ручка крышки; 14— труба; 15 — вал
мешалки; 16— мешал-ка; 17—гайка; 18—крышка; 19—люк для подачи сливок
Ванна нормализационная ВН-600 (рис.7). Она служит для сбора
высокожирных сливок, выходящих из сепаратора, и нормализации их по
содержанию влаги. В линии установлено три нормализационных ванны.
Высокожирные сливки поступают в ванны по лоткам. В ваннах ВН-600 можно
также подохлаждать, подогревать высокожирные сливки (если это требуется по
технологическому процессу) или поддерживать их температуру на заданном
уровне.
Ванна представляет собой двухстенный цилиндрический вертикальный сосуд
с наклонным дном, крышкой и механической мешалкой. Между внутренними и
наружными стенками сосудов образуется теплообменная рубашка. Сверху оба
сосуда соединены воротником. Рубашка может быть заполнена холодной водой
для охлаждения или горячей водой для подогрева высокожирных сливок. Вода в
рубашке может подогреваться паром, поступающим через патрубок в
бесшумный пароструйный нагреватель (барботер). Воздух при заполнении
рубашки водой и избыток воды выходят наружу через переливную трубу,
установленную в рубашке.
Снаружи ванна имеет декоративную облицовку, которая одновременно
выполняет функции термозащиты.
Снизу ванна имеет наклонное дно с уклоном 13° в сторону выходного
патрубка для облегчения выхода высокожирных сливок и полного опорожнения
ванны.
Ванну устанавливают на трех регулируемых по высоте ножках без специального фундамента. Крышка ванны, выполненная в виде усеченного конуса,
состоит из двух частей, соединенных между собой с помощью шарнирных
петель. Одна часть крышки (со стороны обслуживания ванны) откидная, а другая прикреплена к верхней поверхности ванны. На неподвижной части крышки
имеется люк для подачи продукта в ванну и установлен конечный выключатель,
который служит для обесточивания электродвигателя привода мешалки при
открывании крышки.
Внутри ванны установлена рамная мешалка с наклоненными по отношению к вертикальным стенкам ванны лопастями. Три нижних ряда лопастей
параллельны между собой, верхние лопасти наклонены вниз. Кроме того, парные лопасти мешалки имеют разную длину, а плоскости их имеют разворот под
определенным углом. Ось вращения мешалки расположена перпендикулярно
наклонному дну ванны.
Надевается мешалка сверху на коническую шейку приводного вала и
крепится специальной гайкой. Наклон и разворот лопастей мешалки, а также
наклонное расположение ее оси вращения обеспечивают эффективное
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 87 из 140
перемешивание и равномерное распределение влаги в высокожирных сливках
по всей емкости при их нормализации.
Привод вала мешалки расположен внизу под днищем. От электродвигателя
вращение через упругую муфту передается на червячный редуктор с передаточным числом, равным 40. Тихоходный вал редуктора соединен с помощью жесткой муфты с валом мешалки. Верхней опорой вала мешалки служит
шарикоподшипник № 207, установленный в специальном гнезде несущей трубы
корпуса ванны. Сверху подшипник уплотнен манжетой 1-35х58-3 и закреплен с
помощью специальной накидной гайки. Нижнее расположение привода
мешалки исключает попадание масла из редуктора в продукт, уменьшает
высоту ванны и улучшает санитарные условия ее эксплуатации.
Для контроля температуры высокожирных сливок в нижней части ванны
имеется штуцер для присоединения датчика температуры.
При работе высокожирные сливки после сепарирования направляются по
лотку в приемный люк в крышке ванны и по внутренней стенке стекают вниз,
постепенно заполняя ванну. Количество сливок в ванне определяют мерной
линейкой. После наполнения ванны и эффективного перемешивания отбирают
пробу высокожирных сливок и производят анализ на содержание влаги в них,
затем по данным анализа и количеству в ванне сливок последние нормализуют.
Нормализация осуществляется, как правило, добавкой в сливки необходимого
количества пахты. После тщательного перемешивания вновь берут пробу для
определения содержания влаги, и если требуется, то вновь проводят
нормализацию сливок. При нормальном содержании влаги высокожирные
сливки подают насосом в маслообразователь для преобразования их в сливочное масло. В процессе маслообразования мешалку ванны, из которой осуществляют отбор сливок, необходимо периодически включать, особенно к концу опорожнения ванны.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 88 из 140
Рис.8. Насос-дозатор НРДМ для высокожирных сливок:
/-электродвигатель; 2-планка; 3-фланец диска вариатора; 4-диск ведущий
вариатора; 5-диск ведомый вариатора; 6-пружина; 7-шайба упорная; 8-указатель; 9- регулировочный винт вариатора; 10- нагнетательный патрубок с
обратным клапаном дозирующего устройства; 11- шестерня ведомая; 12плунжер с роликом;13- кулачок; 14- шестерни; 15-крышка редуктора; 16- вал;
17- направляющие с регулировочным винтом дозирующего устройства; 18камера насоса; 19-ротор;20-вал; 21-гайка; 22-корпус редуктора; 23-основание
насоса; 24-ведущий вал-шестерня; 25- крышка; 26- корпус вариатора
Насос-дозатор НРДМ для высокожирных сливок. Насос-дозатор
предназначен для подачи высокожирных сливок в маслообразователь, а также
бактериальной закваски при производстве сливочного масла.
Насос-дозатор НРДМ (рис.8) состоит из кинематически связанных между
собой ротационного насоса для высокожирных сливок и дозирующего
устройства плунжерного типа для закваски. Ротационный насос представляет
собой одноступенчатый редуктор и собственно насос, состоящий из двух роторов и корпуса. Привод осуществляется от электродвигателя через конусный
фрикционный вариатор, служащий для регулировки частоты вращения быстроходного вала редуктора.
При вращении регулировочного винта по часовой стрелке происходит
уменьшение частоты вращения быстроходного вала, таким образом
уменьшается производительность ротационного насоса и дозирующего
устройства. При вращении винта против часовой стрелки частота вращения
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 89 из 140
вала, а также производительность насоса и дозирующего устройства
увеличиваются. При этом' процент внесенной закваски к высокожирным
сливкам сохраняется постоянным.
Дозирующее устройство устанавливают на крышке корпуса редуктора. Оно
представляет собой плунжерный насос, состоящий из рабочего цилиндра с
всасывающим и нагнетательным патрубками, плунжера и резиновых клапанов.
Клапаны монтируют в резьбовые муфтовые соединения всасывающего и
нагнетательного патрубков.
Привод плунжера осуществляется от электродвигателя через конусный
фрикционный вариатор и редуктор. Возвратно-поступательное движение плунжеру сообщает кулачок, сидящий на верхнем валу редуктора. Переменный
профиль кулачка дает возможность изменить величину хода плунжера, а следовательно, и производительность дозирующего устройства при его перемещении в горизонтальной плоскости. Для этой цели на крышке корпуса редуктора
предусмотрены направляющие и регулировочный винт, при вращении которого
по часовой стрелке дозирующее устройство перемещается вперед (к рабочей
части ротационного насоса).
Ролик плунжера дозирующего устройства находит на кулачок, тем самым
увеличивая ход плунжера, т. е. производительность. При вращении винта против часовой стрелки происходит уменьшение производительности дозирующего
устройства до нуля.
Чтобы избежать попадания высокожирных сливок в нагнетательный трубопровод дозирующего устройства в период вывода маслообразователя на рабочий режим, в трубопроводе устанавливают обратный клапан. Насос-дозатор
является стационарным; его устанавливают трехопорным основанием на пол.
При выработке кислосливочного масла бактериальная закваска в сливки
подводится из бачка-дозатора непосредственно в переходный патрубок между
первым и вторым цилиндром маслообразователя, причем бачок-дозатор устанавливают выше уровня всасывающего клапана на 150 мм и крепят на вертикальном штуцере дозатора.
Изменение производительности насоса по высокожирным сливкам и процента вносимой закваски осуществляется соответствующими регулировочными
винтами при включенном электродвигателе в процессе работы насоса.
В период пуска и выхода маслообразователя на рабочий режим нестандартное
масло вначале направляют в ванну нормализации, дозирующее
устройство в этот период устанавливают в нулевое положение.
При достижении требуемой температуры масла на выходе из маслообразователя дозирующее устройство устанавливают регулировочным винтом в
положение, соответствующее требуемому проценту вносимой закваски. Закваску перед внесением в высокожирные сливки для придания ей однородной
структуры тщательно перемешивают.
При выработке сладкосливочного масла без закваски дозирующее
устройство устанавливают в нулевое положение.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 90 из 140
Маслообразователь трехцилиндровый Т1-ОМ-2Т (рис.9). Он предназначен
для быстрого охлаждения, перемешивания и механической обработки
высокожирных нормализованных сливок в непрерывном потоке и получения из
них сливочного масла. Маслообразователь состоит из трех унифицированных
цилиндров одинаковой конструкции, установленных на специальной станине и
соединенных между собой планками.
Цилиндр состоит из обечаек, вытеснительного барабана, крышки и редуктора. Торцы внутренней и наружной обечаек соединены с передним и задним
фланцами сваркой. Наружная обечайка с фланцами образует цилиндр охлаждения (фланцы и обечайки изготовлены из нержавеющей стали). Между обечайками проложена и закреплена направляющая спираль, по которой под
давлением движутся рассол или ледяная вода, охлаждая внутренний цилиндри находящиеся в нем сливки.
Хладоноситель движется вокруг и вдоль цилиндра, что обеспечивает эффективный теплообмен. Задней стенкой цилиндра является торцевый диск редуктора, а передней — крышка.
Вытеснительный барабан сварной конструкции изготовлен из
листовой нержавеющей стали. Для придания барабану жесткости в его
внутренней полости вварены ребра жесткости. Снаружи на барабане
установлены два ножа, оснащенные пластинками из пластмассы
(полиамид-68). Ножи свободно поворачиваются в отверстиях стенок,
выступающих над плоскостями вытеснительного барабана. При вращении
барабана ножи отбрасываются и прижимаются лезвием к внутренней
поверхности цилиндра, снимают охлажденный слой высокожирных сливок
и перемешивают его с остальной массой продукта. Срезанные с
поверхности цилиндра охлажденные высокожирные сливки, перемешиваясь, уходят в щель между ножом и плоскостью вытеснительного
барабана.
Крышка цилиндра представляет собой круглый диск с резьбовой направляющей втулкой в центре. Втулка является опорой и подшипником для цапфы
вытеснительного барабана и служит также для регулирования положения в
цилиндре вытеснительного барабана, который не должен иметь люфта вдоль
оси после закрытия крышки. Крышка соединена с передним фланцем цилиндра
специальным шарниром. В верхней части крышки нижнего цилиндра имеется
патрубок для выхода, а в нижней части крышки среднего цилиндра для входа
высокожирных сливок во время их движения в процессе маслообразования. Для
создания уплотнения в торце крышек уложены резиновые уплотнительные
кольца.
В верхней части крышек установлены воздушные краны, которые открывают
в момент пуска аппарата для удаления воздуха и для контроля наполнения
цилиндра сливками. В нижней части крышки верхнего цилиндра установлен
спускной кран, через который выпускают готовый продукт. Кран имеет два
дугообразных патрубка, располагаемых по центру двух тарных ящиков,
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 91 из 140
устанавливаемых на двух весах. После заполнения одного ящика маслом и
достижения нужной массы поворотом рукоятки устанавливают кран в положение, при котором начинается наполнение второго ящика.
В трубе на участке между крышкой и выпускным краном имеется гнездо для
установки платинового термометра сопротивления, который замеряет температуру выходящего из цилиндра масла.
Вращение к вытеснительному барабану передается от электродвигателя через
редуктор, имеющий двойную шестеренчатую передачу. Вал редуктора
вращается в двух шарикоподшипниках; конец его представляет собой вилку для
соединения и вращения вытеснительного барабана. Торец редуктора выполнен в
виде диска, облицован нержавеющей сталью и является задней стенкой
цилиндра.
Редуктор в сборке с электродвигателем привернут к заднему фланцу цилиндра. Такими приводами снабжены все три цилиндра маслообразователя.
Уплотнение вала редуктора на выходе из торцевой стенки осуществляется
сальниковой набивкой, которая поджимается через специальное кольцо нажимной гайкой.
Высокожирные сливки температурой 60-70°С подаются в нижний цилиндр
маслообразователя и, последовательно продвигаясь через три цилиндра,
преобразуются в результате тепловой и механической обработки в масло, которое при температуре 12—16°С выходит через спускной кран верхнего цилиндра.
Для повышения производительности маслообразователя ВНИИМСом проведена его
модернизация. В результате процесс маслообразования дифференцирован на две стадии охлаждение высокожирных сливок и механическая обработка промежуточного продукта,
осуществляемые в различных аппаратах: маслоохладителе и обработнике. Для
интенсификации теплообмена и повышения производительности маслообразователя
изменена конструкция вытес-нительного барабана и ножей, вследствие чего охлаждение
продукта происходит в тонком слое. Продуктовый зазор между охлаждающей поверхностью
и барабаном составляет 5—7 мм вместо 30 мм в серийно выпускаемом аппарате; очистка
теплопередающей поверхности от охлажденного продукта производится пластмассовыми
армированными ножами, отлитыми из полиамида-68.Барабан по всей длине имеет 4 выреза
(паза с углом 120°) с ушками, в которых на осях шарнирно закреплены ножи. Для лучшего
прилегания к образующей цилиндра и полного снятия с его стенок охлажденного продукта
ножи сделаны составными из трех отдельных частей вместо одной (как в существующих
маслообразователях). Собственно вытеснительный барабан имеет сварную конструкцию. Он
представляет собой полый герметический цилиндр «из листовой нержавеющей стали
толщиной 2 мм. С торцов к цилиндру приварены вместе с проходящей через них продольной
осью центрирующие фланцы. Для придания барабану жесткости внутри имеются ребра,
повторяющие профиль барабана.
Маслообработник (рис.10). Он состоит из корпуса, станины и привода,
включающего электродвигатель и коробку скоростей. Последняя позволяет
регулировать мощность обработки масла, устанавливать в процессе работы
одну из трех скоростей вращения мешалки: 180, 240, 330 об/мин. Степень
требуемой обработки устанавливают в зависимости от состава молочного жира
и вида вырабатываемого масла.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 92 из 140
Рис. 12.9. Маслообразователь трехцилиндровый Т1-ОМ-2Т:
1-кронштейн; 2-втулка направляющая; 3-кран воздушный; 4-крышка; 5-кольцо
уплотнительное; 6-фланец цилиндра передний; 7-вытеснительный барабан; 8обшивка цилиндра; 9-обечайка цилиндра наружная; 10-спираль; 11-обечайка
цилиндра внутренняя; 12-фланец цилиндра задний; 13-кольцо уплотнительное;
14— редуктор; 15 — подшипник 208; 16— шестерня Z=59: 17 — шестерня
Z=19; 18-электродвигатель; 19-подшипник 204; 20-нож;21-станина
Корпус обработника представляет собой горизонтально расположенный
цилиндр, соединенный с одной стороны с приводом, с другой — с конусообразной крышкой для выхода масла. Внутри цилиндра помещается мешалка лопастного типа, выполненная в виде рамки, с внутренней стороны которой в
шахматном порядке приварены лопасти под углом 60°. Мешалка крепится на
оси привода, а со стороны крышки—во втулке диска. Внизу у цилиндра обработника имеется штуцер с краном для удаления остатков продукта и промывной воды после мойки аппарата.
Привод и цилиндр обработника крепятся на станине, сваренной из труб.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 93 из 140
Рис. 10. Маслообработник:
./ -упругопальцевая муфта; 2-подшипник; 3 -колесо зубчатое; 4-трехвенцовая
.шестерня; 5-патрубок для входа продукта; 6-вал мешалки; 7-мешалка; 5-кольцо; 9-патрубок для выхода продукта; 10- штифт;11-подшипник; 12, 13 и 14колеса зубчатые; 15-шестерня ведущая; 16-прижимной винт; 17-станина; 18спускной кран; 19-рукоятка регулятора скоростей; 20- шкала оборотов
Список литературы
1. Шувалов В.Н. Машины – автоматы и поточные линии. - Л.:
«Машиностроение»,1973.
2. Основы расчета и конструирования машин и автоматов пищевых
производств.
Под
редакцией
А.Я.
Соколова.
М.:
«Машиностроение»,1969.
3. Производство сливочного масла: Справочник. Андрианов Ю.П.,
Вышемирский Ф.А., Качераускис Д.В. и др. Под ред. Ф.А.
Вышемирского.- М.: Агропромиздат,1988.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«Изучение конструкции автомата АР1М для
расфасовки сыпучих и вязкопластичных продуктов»
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 94 из 140
1. Цель работы
Практическое изучение конструкций оборудования, входящего в состав линии
для расфасовки сыпучих и вязкопластичных продуктов; изучение основ
технологического, проектировочного расчета
автомата АР1М для расфасовки
сыпучих и вязкопластичных продуктов.
2. Содержание отчета по лабораторной работе
1. Изучить оборудование, входящее в состав линии для расфасовки сыпучих и
вязкопластичных продуктов.
а) составить схему компоновки оборудования и перечислить конструкции машин
входящих в состав линии.
2. Изучить конструкцию автомата АР1М для расфасовки сыпучих и вязкопластичных
продуктов.
3. Составить кинематическую схему автомата АР1М.
4. Выполните расчеты.
5. Ответьте на вопросы для самопроверки.
3. Автомат АР1М для расфасовки сыпучих и вязкопластичных продуктов
3.1 Назначение и область применения
Автомат АР1М (рис. 1) предназначен для расфасовки и упаковки мясного
фарша брикетами по 50 г в пергаментную бумагу с предварительно отпечатанной
обезличенной этикеткой. Автомат применяется на мясокомбинатах в цехах
полуфабрикатов. Может самостоятельно работать в поточных линиях.
Рис.1. Автомат АР1М
для расфасовки и и
упаковки
сыпучих и
вязкопластичных
продуктов
Техническая характеристика
Производительность, пакетов/мин
Масса брикета, г
Размеры пакета, г
40...72
250
100х75х342
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Дозатор
Точность дозирования, %, не более
Упаковочный материал
Наружный диаметр рулона, мм, не более
Внутренний диаметр втулки, рулона, мм
Ширина рулона, мм
Толщина пергамента, мм
Вес 1 м2 пергамента, г
Электродвигатель:
Тип
мощность, кВт
частота вращения, с-1 (об/мин)
Габаритные размеры, мм, не более:
Длина
Ширина
Высота
Масса, кг, не более
Страница 95 из 140
Объемный
2
Пергамент марки Б, ГОСТ 1341-60
400
70
2382
0,05...0,08
55 5%
АОЛ2-32-6
2,2
16,6 (1000)
2920
2490
1540
1490
3.2 Описание конструкции
Автомат АР1М для расфасовки и упаковки мясного фарша в пачки (рис. 2)
состоит из следующих основных узлов: станины 1 с главным приводом, механизма
образования коробки 2, формующего стола 3, дозатора 6, механизма 4 заделки и
транспортера 5. Конструкция автомата выполнена так, что все последовательные
операции расфасовки и упаковки фарша происходит по кругу. Основным связующим
звеном является формующий стол в виде диска с находящимися в нем восемью
гнездами. Для выполнения операций по расфасовке и упаковке фарша, находящегося
в гнездах стола, последний прерывисто вращается, останавливаясь через 1/8 часть
оборота. Этим самым гнезда подставляются под соответствующий механизм
определенной операции.
Станина представляет собой фигурную коробку из алюминиевого литья с
дверцами и ограждениями из того же материала.
На коробке смонтирован основной привод, состоящий из электродвигателя,
вариатора, муфты включения, а в коробке - зубчатые передачи на два главных вала, от
которых получают движения все узлы автомата.
Механизм образования коробки из упаковочного материала состоит из
разматывающего механизма, датирующего механизма, устройства для отрезки
ножами развертки, механизма переноса развертки секторами с валиком и рычагов
подачи на формующую матрицу подгибателя бумаги, пуансона и щупа с
микровыключателем. Щуп контролирует наличие бумажной развертки под
пуансоном. При отсутствии развертки щуп через микровыключатель останавливает
автомат.
Формующий стол - литой алюминиевый диск со сквозными прямоугольными
гнездами, расположенными по окружности под углом 450 друг к другу. Донышко
гнезда образуется подвижной пластиной - выталкивателем, опирающимся через
штырь и ролик на тарельчатый кулачок. Нижнее положение выталкивателя образует
гнездо, равное по объему формуемому брикету.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 96 из 140
Тарельчатый кулачок жестко закреплен на станине и имеет устройство для
регулировки.
Порционирование количества фарша осуществляется дозатором с поршневым
устройством. Фарш из бункера подается в дозатор двумя шнеками.
Рис. 2. Общий вид автомата АР1М для расфасовки и упаковки
сыпучих и вязкопластичных продуктов.
Дозатор представляет собой цилиндр с боковой щелью, параллельной
образующей, способный вращаться вокруг собственной оси. Дозатор имеет два
рабочих положения: при заполнении фаршем цилиндр щелью повернут В сторону
бункера; для выгрузки в отформованную коробку в гнезде повернут щелью в сторону
корпуса крана дозатора.
Для поддержания постоянного давления в дозирующем цилиндре, а
следовательно, определенного объема и веса, в дозирующем цилиндре имеется
дополнительный аккумулирующий поршень. Заполненные фаршем коробки на
поворотном столе подаются под механизм заделки, где лапками концевой заделки
подгибаются концевые стенки коробки, а лапкой боковой заделки подгибается одна
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 97 из 140
боковая стенка. При дальнейшем поворачивании стола неподвижной лапкой
подгибается втоpaя боковая стенка.
Заделанные коробки подаются под механизм подпрессовки, где окончательно
формуется пакет. На последней позиции стола выталкиватель поднимает коробку на
уровень плоскости стола, откуда она сбрасывается толкателем на переворачивающее
устройство, а далее, на транспортер для ручной укладки в ящики.
3.3 Технологическая схема
Лента упаковочного материала (пергамента) с рулона 1 сматывается при работе
автомата через обратный прижим 2 и отклоняющий валик 3. Левый край ленты
проходит щель датирующего механизма 4 для периодической отштамповки даты
выпуска продукта 9 (рис. 3). С помощью регулируемых секторов 5 лента
упаковочного материала проходит между ножами 6, которые отрезают развертку
строго определенной длины. Захватами 7 развертка подается под пуансон 8 на
формующую матрицу 9.
РРис. 3. Технологическая схема.
Пуансон 8 опускается и проталкивает развертку через формующую матрицу,
придавая ей формy коробки II. которая, опускаясь за пределы матрицы, попадает в
ГНУЗДО формующего стола. Вращение стола передается через каждые 1/8 часть
оборота. Дозатор 10 заполняет коробку III, сидящую в гнезде формующего стола 11,
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 98 из 140
определенной порцией мясного фарша, а механизм заделки 12 заворачивает пакет IV.
Механизм подпрессовки 14 придает пакету окончательную форму V. Выталкиватель
поднимает пакет VI из гнезда формующего стола, а съемник 16 доставляет его на
переворачиватель 15. Последний кантует пакет VII завернутой стороной вниз на
конвейер 14, с которого его вручную снимают и укладывают в тару.
3.4 Кинематическая схема
Станина с главным приводом. Станина является основанием для установки всех
механизмов автомата (рис. 4). Движение механизмам автомата передается от
электродвигателя 8 через вариатор 7 и муфту сцепления 6 на вал 19, от которого через
шестерни 5 и 35 передается вращение на все остальные валы автомата.
Рис. 4. Кинематическая схема
Механизм образования коробки. Образование коробки из бумажной ленты
осуществляется механизмами с кулачковыми парами различных типов, посаженными
жестко на вал 16, получающий движение от вала 19 через шестерню 9, вал 18 и
зубчатые колеса 10, 11,12,13,14, 37.
Формующий стол. Прерывистое вращение стола производится цилиндрическим
кулачком 21, жестко сидящим на валу 20, который получает вращение от вала 19
через зубчатую пару 4 и 5. Выталкиватели в гнездах стола скользят по регулируемому
горизонтальному кулачку 36.
Дозатор поршневого типа. Заполненный продуктом дозирующий барабан
поворачивается отверстием в сторону корпуса крана дозатора 26, и дозирующий
поршень выжимает определенное количество фарша через кран в сформованную
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 99 из 140
коробку, находящуюся в гнезде круглого стола. Движение поршня в дозирующем
барабане, а также отсекателя фарша производится двумя кулаками, сидящими на валу
18, открывание крана - кулачком, сидящим на валу 15 и связанным с шестернями 17 с
механизмом подачи бумаги.
Механизм заделки. Заполненные фаршем коробки подаются под механизм
заделки, где лапками концевой заделки подгибаются концевые стенки коробки, а
лапкой 27 боковой заделки производится подгибка одной боковой стенки. При
поворачивании стола лапкой боковой заделки (неподвижно закрепленной на корпусе
автомата) пригибается вторая боковая стенка.
Заделанные коробки подаются под механизм подпрессовки 28, где
окончательно формуются пакет и форма брикета. Лапки и пресс получают движение
от кулачковых пар, сидящих на валах 18 и 20.
Транспортер. Пакеты с формующего стола снимаются съемником 24 пакетов,
который подает их на переворачиватель 25, а последний перекантовывает их закрытой
стороной вниз непосредственно на ленту транспортера 1, который подает пакеты к
месту укладки в тару. Движение съемника осуществляется от кулачковой пары,
сидящей на валу 20, переворачивателя - от шестерни 2 и кулачковой пары на валу 15,
транспортера - от шестерни 3. В этом типе автомата установлен бункер для фарша и
подачи его шнеками 29 в дозатор. Вращение шнеки получают от шестерен 30,31,32,33,
а также звездочек 23,34 с приводом от шестерни 22.
Вопросы для самопроверки
1. Какое оборудование входит в состав линии?
2. Из каких механизмов или основных частей состоят любые, вне зависимости от
продукта, для которого они предназначены автоматы молочной промышленности?
3. Какие механизмы используются в автоматах молочной промышленности для
организации движения исполнительных механизмов?
4. Каким устройством соединяются исполнительные механизмы в автоматах для
расфасовки сыпучих и вязкопластичных продуктов?
5. Что происходит при подъеме ролика укупорочного патрона?
6. Какой принцип дозирования используется в автомате АР1М?
7. Какие требования предъявляются к монтажу автомата АР1М?
8. Какие операции производятся перед пуском и настройкой автомата
АР1М?
9.Что нужно делать при заеданиях в работе штампа, и каков порядок
установки штампа на автомат?
10.Как регулируется глубина надписей на алюминиевом колпачке?
11.Каким образом регулируется запорная игла масленки для смазки фольги, и
каким маслом производится смазка?
12.Каковы принципиальные отличия автомата АР1М от других автоматов?
13. Для чего предназначен автомат АР1М?
14.Из каких узлов состоит автомат АР1М?
Литература:
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 100 из 140
1.Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование молочной
промышленности. -М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1983 – 432 с.
2.Современное оборудование для упаковки пищевых продуктов /[Бурляй Ю.В., Сухой
Л.А. и др.] – М.: Пищевая промышленность, 1978 – 240 с.
3.Справочник
по
монтажу
технологического
оборудования
молочной
промышленности /[Рубинович Л.Д., Хайкин Я.К.] – М.: Пищевая промышленность,
1968 – 502 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«Изучение конструкции машин
для расфасовки вязкопластичных продуктов»
1. Цель работы.
Практическое изучение конструкций оборудования, предназначенного для
расфасовки вязкопластичных пищевых продуктов, сметаны, творога, мяса и т.п. в
стеклянную тару и пакеты разового пользования; изучение основ технологического,
проектировочного расчета этих автоматов.
2. Содержание отчета по лабораторной работе
1. Изучить конструкцию автомата М6-ОР2Б для расфасовки сметаны в стеклянные
бутылки.
2. Изучить конструкцию автоматов для расфасовки творога, творожных сырков,
мясного фарша, сливочного масла в пакеты из бумаги М6-АРТ. М6-АРС, М6-АРМ,
М6-АР1М.
3. Составить кинематическую схему автомата М6-ОР2Б.
4. Проворачивая вручную автомат построить циклограмму работы одного из
кулачковых механизмов автомата.
4. Выполните расчеты.
5. Ответьте на вопросы для самопроверки.
3. Общие сведения об автоматах
для расфасовки вязкопластичных продуктов в стеклянную тару.
Общая характеристика автомата. Автомат М6-ОР2Б предназначен для фасовки
сметаны порциями по 200 г в стеклянные баночки-бутылки (тип Х111) и укупорки их
колпачками из алюминиевой фольги. Автомат имеет круговую компоновку с
карусельным столом циклического или прерывисто-поточного действия.
Особенностью автомата является то, что основным связующим звеном между
рабочими исполнительными органами является стол автомата с направляющим
диском, имеющим 10 гнезд, расположенными равномерно по окружности. В каждом
гнезде помещаются по две бутылки.
Диск совершает периодическое вращательное движение с остановками,
необходимыми для подачи и выдержки бутылок при заполнении и укупорке.
Способ дозирования - объемный. Точность дозирования ±1-2 %.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 101 из 140
Автомат входит в комплект оборудования линии И2-ОРА-6, фасовки сметаны и
других, аналогичных по вязкости продуктов, например молочно-белковой пасты
«Здоровье». В линию И2-ОРА-6 помимо автомата входят также и другие машины бутылкомоечная, этикетировочная и т. д.
Технологические операции, выполняемые на автомате:
- подача чистых бутылок к дозатору;
- наполнение дозатора сметаной;
- дозирование порции сметаны в бутылку;
- разматывание рулона алюминиевой фольги;
- вырубка колпачка;
- укупорка бутылки колпачком и отвод заполненных бутылок от автомата.
Автомат может быть укомплектован либо трубопроводом для подачи сметаны в
дозатор, либо бункером емкостью 65 л. Автомат может работать независимо от
другого оборудования при наличии транспортера, который заводом изготовителем
поставляется отдельно.
Автомат имеет следующее устройство (рис 1):
- транспортер 8 (поставляемый отдельно);
- сдвоенный поршневой дозатор объемного типа 6;
- механизм образования и надевания колпачка 5;
- стол 7, совершающий циклическое вращение;
- укупорочная головка 3;
- механизм включения дозатора;
- привод 4, размещенный в станине;
- держатели рулонов фольги 1 и отходов 2.
Рис. 1. Автомат М6-ОР2Б для фасовки сметаны в бутылки.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 102 из 140
Принцип действия автомата. Его удобно изучить по функциональной
технологической схеме автомата (рис. 2).
Чистые бутылки от моечной машины по транспортеру 23 подаются к столу до
упора, где они захватываются по 2 штуки выступами направляющего диска стола 31.
Транспортер снабжен пластинчатой цепью с натяжным устройством. Транспортер
приводится в действие от механизма автомата (звездочка 28).
Бутылки направляющим диском стола подаются под дозатор 20 поршневого типа,
сдвоенный, совершающий возвратно-поступательное движение, снабженный
распределительным краном.
При первом ходе (условно назовем холостом ходе) поршней дозатора по
направлению от стола, сметана из трубопровода или бункера через отверстие
распределительного крана засасывается порциями в цилиндры дозатора.
После наполнения цилиндров продуктом, кран поворачивается в положение, при
котором цилиндры сообщаются с выгрузочным соплом, а сообщение с трубопроводом
или бункером подачи сметаны перекрывается.
При втором ходе поршней (условно – рабочем ходе) дозатора в обратную сторону
к столу, дозы продукта принудительно выталкиваются в баночки-бутылки.
Рис. 2. Функционально-технологическая схема автомата М6-ОР2Б:
1 – маховик; 2 – вариатор; 3 – электродвигатель; 4 – ременная передача; 5 – червячный
редуктор; 6 – вертикальный вал; 7 – рычажная система; 8,10,18,19,32 – кулачки; 9 –
эксцентрик; 11 – разматыватель фольги; 12 – держатель; 13 – масленка; 14 – штамп; 15
– ролики; 16 – храповик; 17 – катушка сматывания отходов; 20 – дозатор; 21 – лоток;
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 103 из 140
22 – микропереключатель; 23 – транспортер; 24 – рама; 25 –пустые бутылки; 26 –
укупоренные бутылки; 27 – укупорочная головка; 28,29 – звездочки; 30 – тяга; 33 –
колесо с роликами; 34 – цилиндрический кулачек.
Затем поршни останавливаются. Распределительный кран занимает исходное
положение, и весь цикл повторяется.
Фольга из рулона разматывается с помощью механизма 11. Далее она проходит
под направляющими роликами и масленкой 13. Здесь она смазывается тонким слоем
масла. Затем она протягивается роликами и подается с определенным шагом под
штамп 14.
В штампе также происходит возвратно-поступательное движение т. н. пуансона –
детали, с помощью которой происходит вырубка колпачка из фольги и датирование
его.
Вырубка заготовки колпачка, формование его, и, наконец, датирование
происходит при рабочем ходе пуансона. При холостом ходе пуансона происходит
подача фольги и удаление готового колпачка из штампа.
Готовый колпачок попадает в лоток 21 и спускается к носику лотка. Бутылка,
проходя под лотком, задевает горлышком за внутренний край колпачка и выводит его
из лотка. Отходы фольги сматываются на катушку 17 при помощи цепной передачи и
фрикционной муфты.
Бутылки, заполненные продуктом, с надетыми колпачками подаются под
укупорочную головку 27. Укупорочная головка опускается, и обжимы, прижимаясь к
бутылке с колпачком, деформируются за счет уменьшения их внутреннего диаметра,
что способствует обжиму колпачка на горлышке бутылки. Далее укупорочная головка
поднимается в исходное положение, а укупоренные бутылки подаются вновь на
транспортер 23.
Привод автомата состоит:
- из электродвигателя 3;
- вариатора скорости 2;
- ременной передачи 4;
- червячного редуктора 5 с предохранительной муфтой;
- системы цилиндрических и конических передач.
Исполнительные (рабочие) механизмы автомата приводятся в движение двумя
горизонтальными и одним вертикальным кулачковыми валами через кулачки, цепные
передачи и рычажные системы.
На первом горизонтальном валу установлен непрерывно вращающийся
пространственный барабанный кулачок 34, который задает периодическое вращение
ведомому диску 33. Далее на этом же горизонтальном валу установлен плоский
пазовый кулачок 32, который через систему рычагов передает возвратнопоступательное движение укупорочной головке 27.
На втором горизонтальном валу установлены два пространственных кулачка 18 и
19. Первый из них через рычажный толкатель передает возвратно-поступательное
движение поршням дозатора сметаны, а второй (19) управляет работой
регулировочного крана для сметаны.
На третьем – вертикальном валу установлен кулачок 8, посредством которого,
через рычажную систему 7, храповик 16 и цепную передачу, задается периодическое
вращение катушке 17 сматывания отходов фольги.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 104 из 140
Далее на этом же валу расположен эксцентрик 9, посредством которого
возвратно-поступательное движение получает механизм пресса вырубки капсюлей.
Далее на этом же валу расположен плоский цилиндрический кулачковый
механизм 10, который через рычаг с роликом 11, разматывает фольгу с катушки 12
держателя рулона фольги.
При помощи вариатора скорости 2, можно менять производительность автомата
вращением маховика 1. При отсутствии бутылок микропереключатель 22 выключает
двигатель автомата.
Особенности эксплуатации. Для нормальной работы автомата необходимо, чтобы
емкость со сметаной была расположена выше на два метра фланца дозатора. Во
избежание поломки автомата электродвигатель должен вращаться по часовой стрелке,
если смотреть со стороны вариатора.
После установки автомата проворачиваются вручную все механизмы для
проверки их работы. Укупорочная головка по высоте устанавливается на 90 мм от
поверхности стола в нижнем положении. При слишком низком ее положении будут
биться бутылки и может произойти поломка рычага эксцентрика 9.
В автомате регулируются:
- доза сметаны,
- производительность,
- тормоза рулона фольги,
- интенсивность смазки ленты фольги,
- глубина формовки колпачка,
- крутящий момент катушки сматывания отходов,
- силы зажима ремня на вариаторе,
- предохранительная муфта.
При работе автомата необходимо иметь в виду следующее:
- течь сметаны между распределительным краном и корпусом дозатора происходит
от износа уплотнительных колец;
- течь между поршнем и гильзой возникает от износа поршневых колец;
- брызги и капли сметаны из выходных сопел происходят при износе клапанов
сопел;
- штамп останавливается в том случае, если срезан предохранительный штифт в его
тяге;
- колпачок не выбрасывается, если выбрасыватель не отрегулирован;
- плохая вырубка колпачка происходит в результате износа штампа.
При работе автомата вне линии его обслуживают четыре человека. Два человека
подают пустые бутылки на транспортер, два – снимают с него наполненные бутылки.
Техническая характеристика машины
Производительность техническая, бут/мин
Регулирование производительности
Фольга, мм; мг (толщина, ширина, масса)
Электродвигатель
Мощность, кВт
Частота вращения, об/мин
70-100
бесступенчатое
0,0065; 75 ± 0,5; 175,3
1,1
960
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 105 из 140
4. Расчеты автомата для фасовки сметаны в бутылки
Технологические расчеты. Производительность линейных и карусельных
молочных автоматов с прерывистым, с остановками движением исполнительных
рабочих органов можно определить по зависимости характерной для подобных
машин.
Так, например, для конвейеров с ритмично пульсирующим движением, для
бутыломоечных машин, для карусельных автоматов расфасовки сметаны М6-ОР2Б,
творога, творожных изделий, сырков, масла и т. д. типа АРТ, АРС, АРМ и других
машин с циклическим движением, справедлива формула:
Мшт.= 3600·z·a/Тц, шт./час
Мм= 3600·z·q·a/Тц, кг/час,
Мо=3600·z·q·a·V/Тц, л/час
(1)
Где, Тц - время цикла, т.е сумма времён движения и остановки, с.
z- количество гнезд стола (z=10, для автоматов этого типа);
q- масса одной порции дозированного продукта, кг;
V- объем одной порции дозированного продукта, (0,2 л).
а – количество бутылок в одном гнезде, (2 шт.).
Однако при проектировании автомата штучная производительность, как правило,
задается. Поэтому данную зависимость используют для нахождения времени полного
цикла автомата, т. е. суммы времени движения и остановки стола автомата.
Тц.= 3600·z·a/Мшт, с либо,
Тц.= 60·z·a/Мшт,
(2)
если задана минутная штучная производительность.
Исходя из того, что Тц = Тдв + Тост можно определить время движения и
остановки. При проектировании механизмов прерывистого движения задаются
параметром К = Тдв/Тост. Казалось бы, чем меньше время движения, тем лучше можно
использовать время остановки для непосредственной обработки (дозирование,
упаковка и т.д.).
Однако сократить (Тдв) в пределах заданного (Тц ) цикла значит повысить
скорость транспортера и направляющего диска стола. В результате резко повышается
ускорение в моменты трогания с места и торможения. Это может привести к рывкам и
увеличению динамических нагрузок, вызываемых инерцией массы транспортера,
направляющего диска стола, баночек как пустых, так и наполненных продуктом.
В некоторых случаях, и это касается автомата М6-ОР2Б, рывки автомата
совершенно недопустимы. Дело в том, что может произойти бой стеклянной тары и,
кроме того, жидкий продукт может расплескиваться. Поэтому, для автоматов
фасующих в стеклянную тару жидкий продукт, в первом приближении, поскольку
далее при циклограммировании оно будет ещё уточняться, время движения близко
или равно времени остановки. Следовательно:
Тдв ≈ Тост ≈ Тц / 2 , с
или, К = Тдв./ Тост  1,0
(3)
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 106 из 140
Другое дело автоматы типа АРТ, АРМ, АРС и ряд других фасующих довольно
вязкие продукты (сливочное масло, сырки, творог, мясной фарш и т.д.) в пакеты из
бумаги или полимерные стаканчики. Здесь нет угрозы боя или расплескивания.
Поэтому, в этих автоматах время движения может резко отличаться от времени
остановки.
К = Тдв./ Тост  1,0
За время движения направляющего диска стола автомата М6-ОР2Б происходит
первый ход поршней дозатора по направлению от стола. Сметана при этом из
трубопровода или бункера через отверстие распределительного крана засасывается
порциями в цилиндры дозатора. После наполнения цилиндров продуктом, кран
поворачивается в положение, при котором цилиндры сообщаются с выгрузочным
соплом, а сообщение с трубопроводом или бункером подачи сметаны перекрывается.
Следовательно,
Тдв = Тнап + Тпов. , с
(4)
Где, Тнап – время наполнения цилиндров дозатора сметаной, с
Тпов – время поворота регулировочного крана дозатора. с.
За время остановки направляющего диска стола происходит второй ход поршней
дозатора по направлению к столу. При втором ходе поршней дозатора в обратную
сторону к столу, дозы продукта выталкиваются в бутылки. Затем поршни
останавливаются. Распределительный кран занимает, т.е. поворачивается, в исходное
положение. Следовательно,
Тост = Тнап + Тпов, с
(5)
Где, Тнап - время наполнения бутылки сметаной, с
Тпов – время поворота распределительного крана в исходное положение, с.
Очевидно, для упрощения конструкции автомата время наполнения бутылки и время
наполнения самого дозатора должны быть равны. То же самое касается и времени
поворота крана дозаторов.
Тнап = Тнап ; Тпов = Тпов
(6)
Наполнение каждого из цилиндров дозатора сметаной происходит в том же
объеме что и емкость бутылочки. Диаметр внутреннего зеркала (D) цилиндра
составляет 60 мм. Поэтому, на основании емкости дозатора можно определить ход
поршней дозатора.
V = 2·10-6 = H·D2/4
(7)
-6
3
где V = 2·10 = объем внутренней полости дозатора, м ;
·D2/4 – площадь поперечного сечения дозатора, м2;
Н – ход поршня, м.
Решая уравнение (7) относительно Н – хода поршня, его легко можно определить
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 107 из 140
Н = 4·V/ ·D2 = 8·10-6/·D2, м
(8)
Сметана внутрь дозатора засасывается принудительно под влиянием хода
поршня. Заполнение дозатора происходит за время (Тнап). Заполняемый объем также
известен (V), следовательно, на основании уравнения неразрывности, можно
определить скорость движения поршня.
V/Тнап = 1··D2/4 , отсюда
1 = 4·V/·D2·Tнап
(9)
где 1 - скорость хода поршня, м/с.
Для упрощения конструкции автомата, очевидно, что скорость хода поршня при
заполнении самого дозатора должна быть равна скорости поршня при наполнении
бутылочки. В тоже время скорость истечения сметаны внутрь бутылочки может быть
иной. Она, прежде всего, зависит от площади поперечного сечения выходных сопел.
Её также можно определить на основании уравнения неразрывности потока
1·D2 = 2·d2 отсюда,
2 = 1·D2/d2
(10)
где 2 – скорость вытеснения сметаны внутрь бутылочки, м/с;
d – диаметр соплового отверстия крана дозатора, м
Кинематические расчеты автомата. Анализ кинематики автомата позволяет
сделать вывод о том, что всю кинематическую цепь для удобства расчета можно
разбить на ряд
Движение и остановка направляющего диска стола происходит в результате того,
что в приводе автомата установлен пространственный кулачковый механизм с
прерывистым движением ведомого звена (рис ХХ-19 г Соколов).
Данный механизм состоит из двух валов - горизонтального, на котором
установлен барабанный кулачок и вертикального, на котором установлен ведомый
диск (колесо) с десятью цевками-роликами. На поверхности барабанного кулачка
имеется фрезерованный паз, состоящий из двух, плавно переходящих участков –
винтового и кольцевого.
При непрерывном вращении горизонтального вала пространственного
барабанного кулачка 1, его паз в течение одного полного оборота (φ) охватывает один
из роликов-цевок ведомого колеса или диска 2, установленного на вертикальном валу.
На этом же вертикальном валу установлен и
направляющий диск стола.
Рис. 3. Цилиндрический пазовый кулачок
1 – кулачок; 2 – ведомое колесо с роликами.
Ролик ведомого диска (колеса) входит в паз
барабанного кулачка. Вращение ведомого диска
(колеса)
происходит
не
непрерывно,
а
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 108 из 140
периодически лишь на угол (о). Этот угол можно определить
о = 2 / z
(7)
где z – число роликов на ведомом диске, равное числу гнезд направляющего диска
стола;
Когда ролик ведомого диска (колеса) скользит по винтовому пазу кулачка,
происходит поворот ведомого диска за время Тдв. Кулачок при этом поворачивается на
угол дв. Ведомый диск и направляющий стол поворачивается на угол (о).
Следовательно, баночки-бутылочки на столе находятся в движении от одной позиции
к другой.
Когда ролик ведомого диска скользит по кольцевому пазу кулачка, происходит
остановка ведомого диска (колеса) на время Тост. Это объясняется тем, что ось
кольцевого паза расположена в плоскости перпендикулярной оси О1 О1. Поэтому
ведомый диск остается на время Тост неподвижным. Кулачок при этом поворачивается
на угол ост.
Поскольку ведомый диск и направляющий стол неподвижны, происходит
наполнение бутылочек сметаной, укупорка бутылок и другие операции, происходящие
во время остановки.
Как только начинается поворот ведомого диска (колеса), бывший ранее в
зацеплении ролик освобождается.
В зависимости от профиля паза на винтовом, криволинейном участке
соответствующему углу дв поворота кулачка, могут быть обеспечены различные
законы движения ведомого колеса.
Во всех случаях кинематический цикл рабочего органа, т. е. направляющего
диска стола, а, следовательно, и ведомого (колеса) диска можно расчленить на
чередующиеся между собой периоды движения и остановки. Длительность этих
периодов определяется заданным технологическим процессом и величиной
действующих динамических нагрузок в периоды движения исполнительных
механизмов.
Для периода движения рабочего органа или исполнительного механизма в общем
случае характерны три периода изменения скорости:
- нарастание скорости от нуля до максимального значения – период разгона;
- движение с постоянной скоростью;
- снижение скорости до нуля – период торможения.
Если брать общий случай, не касающийся конкретно к автомату М6-ОР2Б, то
иногда по условиям ведения технологического процесса движения с постоянной
скоростью может и не быть. В зависимости от характера технологической операции
выполняемой рабочим органом (наполнение дозатора, вытеснение сметаны в банку и
т.д.), условия его движения могут быть заданы:
1. Циклограммой, показывающей соотношение времени различных этапов движения
(рабочий и холостой ход, выстой).
2. Траекторией различных точек, которые могут быть прямолинейными и
криволинейными, замкнутыми и разомкнутыми, плоскими и пространственными.
3. Законами движение рабочих органов.
При вращательном движении рабочего органа чаще всего используются:
1. Циклограммы с одной остановкой при движении в одном направлении.
2. Циклограммы с двумя и более (по продолжительности) остановками.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 109 из 140
Для одностороннего движения с одной (по продолжительности) остановкой в
зависимости от заданного соотношения времени движения и остановки можно
использовать различные механизмы: мальтийские, звездчатые, зубчатые с неполным
числом зубьев, кулачковые с барабанными кулачками, плоские кулачковые и
храповые.
Циклограммы с двумя разными (по продолжительности) остановками при
одностороннем движении также используются для вращательного движения рабочего
органа. В этом случае отдельные периоды движения и остановок отличаются как по
продолжительности, так и по законам движения. Для работы по циклограмме с двумя
и более по продолжительности остановками используются такие же механизмы, как и
в первом случае.
Законами движения принято называть зависимости пути (S), скорости (), и
ускорения (а), от времени (t) и угла поворота ведомого колеса (), угловой скорости
(´ ) и углового ускорения (´´ ) от времени, т. е. зависимости:
S = f (t);  = f´ (t); а = f´´ (t) - для поступательного движения (в данном случае
транспортера автомата М6-ОР2Б);
 =  (t); ´ = ´ (t); ´´ = ´´ (t) - для угловых перемещений рабочего органа (в данном
случае направляющего диска стола и ведомого диска пространственного кулачкового
механизма).
Эти зависимости связаны между собой соотношениями
а = ddt= d2S/dt2 и  = d (´ )/dt = d2/ dt2
(8)
Знание одной из зависимостей (8) вполне определяет закон движения рабочего
органа.
Учитывая то, что автомат имеет вариатор скорости, произвести по вариантам
расчеты автомата по данным таблицы. Некоторые недостающие данные определить
непосредственным измерением на автомате (диаметр сопел и т.д.)
Таблица - Данные для выполнения расчета.
Показатели
Производительность
Определить:
Время цикла, Тц
Время движения, Тдв
Время остановки, Тост
Ход поршня дозатора, Н
Скорость движения поршня дозатора, 1
Площадь поперечного сечения выходных сопел, f
Скорость вытеснения сметаны в баночку, 2
Един.
Изм.
шт./мин
1
70
с
с
с
м
м/с
м2
м/с
Вопросы для самопроверки:
1. Какова общая характеристика автомата М6-ОР2Б?
2. Какова последовательность технологических операций автомата?
Варианты
2
3
4
80
90 100
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
3.
4.
5.
6.
Редакция № ___ от __________
Страница 110 из 140
Опишите устройство автомата?
Каков принцип действия автомата?
Расскажите о конструкции привода автомата?
Каковы особенности эксплуатации?
Литература:
1.Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование молочной
промышленности. - М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1983 – 432 с.
2.Современное оборудование для упаковки пищевых продуктов /[Бурляй Ю.В., Сухой
Л.А. и др.] –М.: Пищевая промышленность, 1978 – 240 с.
3.Справочник
по
монтажу
технологического
оборудования
молочной
промышленности /[Рубинович Л.Д., Хайкин Я.К.] – М.: Пищевая промышленность,
1968 – 502 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«Изучение конструкции автоматов
для розлива молока в мелкую тару»
1. Цель работы
Практическое изучение конструкций оборудования, входящего в состав
линий разлива молока и других жидких продуктов в мелкую тару, а именно в
бутылки и пакеты разового пользования; изучение основ технологического,
проектировочного расчета автоматов для разлива молока в бутылки.
2. Содержание отчета по лабораторной работе
6. Изучить оборудование, входящее в состав линий разлива молока в бутылки.
а) составить схему компоновки оборудования и перечислить конструкции машин
входящих в состав линии разлива.
7. Изучить конструкцию автомата (Юдек, ОР2У, ОР6У, ОРП6), работающего по
принципу разлива по уровню.
8. Изучить конструкцию автомата (АРУ-М) работающего по принципу разлива по
объему.
9. Составить кинематическую схему автомата АРУ-М.
10. Изучите конструкции автоматов для фасовки молока в тару разового
пользования.
11. Выполните расчеты.
12. Ответьте на вопросы для самопроверки.
3. Общие сведения о составе
линий разлива молока в стеклянную тару
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 111 из 140
Для мойки бутылок и разлива в них молока и жидких молочных продуктов
существуют комплексные технологические линии (ОЛ-2; ОЛ-6; ОЛ-12),
производительностью 2000, 6000 и 12000 бутылок в час (рис. 1).
3.1 Общие сведения о конструкциях автоматов
для разлива молока в стеклянную тару
Автоматы для дозировки молока, творога, сметаны, мороженого, масла и
других молочных продуктов представляют собой высокопроизводительные
машины, которые входят в состав соответствующих технологических линии. Эти
машины различны по конструкции, однако, в принципе у них много общего,
причем эта общность присуща всем без исключения автоматам, в какой бы отрасли
промышленности они бы не использовались.
В каждом автомате, независимо от его конструкции имеются следующие
основные части:
- двигатель; приводной механизм;
- распределительный механизм,
- представляющий собой, как правило, вал, на котором помещены кулачки,
приводящие в движение различные исполнительные (рабочие)
механизмы;
Рис. 1. Технологическая линия:
1 – автомат для извлечения бутылок из корзин (декрейтер); 2 – транспортер корзин;
3 – бутылкомоечная машина; 4 – машина для мойки ящиков; 5 – экран световой
для визуального контроля чистоты бутылок; 6 – шкаф электрооборудования; 7 –
транспортер бутылок; 8 – автомат разливоукупорочный; 9 – автомат для укладки
бутылок в корзины (крейтер).
- передаточные механизмы,
- т.е. рычаги, тяги, секторы, рейки и т.п., передающие движение от
кулачков к рабочим органам;
- механизмы транспортировки и питания,
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 112 из 140
- которыми подаются продукты, бутылки, бумага, этикетки, донышки,
укупорочная фольга и колпачки;
- исполнительные или рабочие органы или механизмы, выполняющие операции
технологического процесса
- (разлив, расфасовку, изготовление колпачков, укупорку, изготовление
бумажных пакетов и т.п.).
- механизмы блокировки и предохранения,
- осуществляющие остановку машин при попадании предметов, заедания,
заклинивания и т.п.
В автоматах молочной промышленности для осуществления управления
движением исполнительных механизмов применяются:
- механические; гидравлические; электрические; пневматические;
- и вакуумные устройства.
Из них наибольшее распространение получили механические устройства.
Однако, решение некоторых технологических задач только на механической
основе приводит к значительному усложнению машины.
Поэтому, для осуществления таких операций, как отделение листа бумаги из
стопки, перенос бумажных крышек на место упаковки и т. п., гораздо проще
использовать вакуум присоски, т.е. вакуумные устройства либо пневматические
или гидравлические устройства.
На конструкцию автомата значительное влияние оказывает устройство
механизмов транспортировки.
В автоматах молочной промышленности, да и пищевой в целом, применяются
в основном два варианта общей компоновки:
- линейная компоновка, с прямым или изогнутым транспортером;
- круговая компоновка с карусельным транспортером.
Таковы общие особенности конструкции для всех автоматов пищевой
промышленности. Если же рассматривать только автоматы для расфасовки молока
и других пищевых продуктов в стеклянную тару, а именно бутылки то, обладая
всеми присущими для автоматов устройствами, для них характерны и свои
специфические особенности.
Прежде всего, это касается конструкции исполнительных механизмов
(рабочих органов).
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 113 из 140
Рис. 2. Разливоукупорочный автомат «Юдек».
Несмотря на разнообразие этих автоматов, (оно зависит от таких свойств как
вязкость, газированность, способность продукта образовывать пену и т.п.), для них
характерны, прежде всего, три группы исполнительных механизмов, а именно:
- разливочный ротор, или карусель, либо разливочно-дозирующее устройство,
либо головка (к сожалению, в технической литературе наблюдается такой
разнобой специальной терминологии),
- пресс для штампования колпачков из алюминиевой фольги (капсюлей),
- укупорочный ротор, либо укупорочная головка или патрон, либо карусель.
Все эти исполнительные механизмы соединяются линейным транспортером,
подающим пустые бутылки и отводящим наполненные. Дозирующие устройства
могут отмеривать продукт по объему либо по уровню. Следует отметить, что
способ дозирования по объему обеспечивает более высокую точность.
Наибольшее применение в молочной промышленности получили автоматы, в
которых дозирование продукта происходит по уровню под вакуумом (ОР2У, ОР6У
и др.). Прототипом для этих машин послужил автомат английской фирмы «Юдек»
(рис. 2), который работает следующим образом.
Чистые бутылки подаются на транспортер 1 автомата и поступают к
подающей звездочке разливочного ротора. Звездочка распределяет бутылки под
разливочными патронами, закрепленными на днище вращающегося бака.
При круговом движении бутылок патроны опускаются на их горлышки, т.е.
перемещаются в осевом, вертикальном направлении. В результате этого бутылки
отжимают резиновые клапаны, и начинается наполнение их молоком.
Далее бутылки переходят к укупорочному устройству 4. Здесь бутылки
укупориваются алюминиевыми колпачками, которые штампуются из алюминиевой
ленты (фольги) специальным прессом 5. Укупоренные бутылки переставляются
отводящей звездочкой 6 на стол выдачи и далее на транспортер.
Устройство с дозированием по уровню показано на рис 3.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 114 из 140
Рис. 3. Разливочный ротор, разливающий молоко по уровню.
Автомат работает под вакуумом, который создается специальным насосом
(эксгаустером). Разливочные патроны установлены на днище закрытой
вращающейся емкости (бака) 8.
Воздух из бака отсасывается по трубе 3. Разливочные патроны опускаются
вниз на бутылку под действием пружины 4. Конец воздушной трубки при этом
входит в горлышко бутылки.
Резиновый клапан прижимается к горлышку пустой бутылки и тем самым
герметизирует ее внутреннюю полость от контакта с атмосферой.
При дальнейшем нажиме на горлышко, бутылка отжимает резиновый клапан
несколько вверх. Между этим резиновым клапаном и воздушной трубкой 7
образуется кольцевой зазор.
По этому зазору молоко, благодаря отсасыванию воздуха в бак через
воздушную трубку 7, устремляется в бутылку находящуюся под вакуумом
Молоко первоначально заполняет бутылку до самого верха. Это связано с тем,
что воздух из бутылки выходит через небольшое боковое отверстие в наконечнике
воздушной трубки 7.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 115 из 140
Затем патрон несколько приподнимается, истечение молока в бутылку
прекращается. В результате, атмосферное давление вытесняет избыток молока
через воздушную трубку вверх.
Уровень же молока в бутылке понижается при этом до нижнего конца
воздушной трубки. После всего этого патрон окончательно поднимается в верхнее
положение. В результате, наконечник воздушной трубки патрона полностью
выходит из наполненной бутылки.
В патронах этого типа бутылка заполняется после того, как в них наступит
вакуум, равный вакууму в верхнем баке с молоком. Это позволяет автоматически
отбраковывать бутылки с неисправным горлышком, которые остаются
незаполненными.
Кроме того, наличие вакуума в верхнем баке препятствует течам молока
через неплотности в разливочном роторе.
Укупорочное устройство (рис. 4) содержит один или несколько укупорочных
патронов, которые поднимаются и опускаются под действием, роликов, катящихся
по круговой направляющей.
При опускании укупорочного патрона:
 резиновое кольцо 1 надевается на горлышко бутылки с алюминиевым
колпачком.
 При этом горлышко упирается в другое резиновое кольцо 2 и сжимает
пружину выталкивателя 4.
 При дальнейшем движении патрона вниз, сжимается пружина 5.
 В результате, тяга 6 нажимает на рычаг 7 и поворачивает эксцентрик 8,
который давит в свою очередь на диск 9.
 Этот диск 9 передает давление на шайбу 10, а она сжимает резиновое кольцо
1.
 Кольцо деформируется, плотно охватывает снаружи горлышко, обжимает
алюминиевый колпачок и вминает его кромку в паз на горлышке бутылки.
 При поднимании ролика 11, боковая тяга 6 также начинает подниматься,
давление эксцентрика прекращается, и резиновое кольцо 1 отпускает
горлышко бутылки.
 Тогда выталкиватель 4 выталкивает его из патрона.
Высота разливочных и укупорочных патронов может регулироваться в
зависимости от размеров бутылок.
Другим типом машин для разлива молока является автомат АРУ-М. В этом
автомате осуществляется дозировка по объему. Производительность его достигает
до 2000 бутылок/час, точность дозировки до ±3 %, емкость бутылок 0,25; 0,5 л.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 116 из 140
Рис. 4. Укупорочное устройство с дозированием по уровню.
3.2 Монтаж автомата
Автомат устанавливается на фундаменте и крепится к нему анкерными
болтами. Ось разливочного ротора должна быть строго вертикальна. Этим
обеспечивается нормальная работа поплавкового регулятора бака (выставляется по
отвесу). Транспортер крепится средней секцией к автомату, крайними к
фундаменту. Автомат и электроаппаратура присоединяется к заземляющей сети.
3.3 Настройка и пуск автомата АРУ-М
Перед пуском проводится тщательный осмотр. Необходимо убедиться в
отсутствии (на столе, баке, в мерниках), каких либо посторонних предметов.
Производится смазка автомата во всех точках, указанных в схеме смазки.
Долее, при помощи рукоятки приложенной к автомату, необходимо, против
часовой стрелки, прокрутить машину вручную за квадрат на распределительном
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 117 из 140
валу под прессом и убедиться в правильности взаимодействия механизмов. При
этом, рукоятка муфты включения должна быть повернута к надписи
«Транспортер» или «ВКЛ».
Теперь, сняв ручку для ручного поворота, можно запустить автомат от
электродвигателя. Затем, необходимо повернуть рукоятку муфты включения к
надписи «ВКЛ». Далее, визуально и на слух, необходимо убедиться в нормальном
движении всех механизмов и в отсутствии резких стуков.
При первом пуске, необходимо рукой повернуть рычаг муфты и отштамповать
два колпачка, до подхода бутылок к месту укупорки. Чтобы эту операцию не
повторять перед каждым запуском, не следует извлекать, после остановки
автомата, два последних оставшихся колпачка из капсюлепровода. Иначе, первые
две бутылки автомат не укупорит.
При разрыве в поступлении бутылок, рукоятку муфты повернуть в надписи
«ВЫКЛ.» и вновь включить после подхода бутылок к приемной звезде. Это
исключит многократное опускание укупорочного патрона на последнюю бутылку
предыдущей партии.
Автомат на заводе настроен на бутылки емкостью 0,5 л. Для переналадки на
бутылки 0,25 л, необходимо сменить приемную и съемную звезды, входную
направляющую, воздушные трубки разливочных патронов с вытеснителями и
навернуть переходные втулки. При сборке мерников разливочных патронов,
необходимо обеспечить совпадение номеров клейменных на деталях. Регулировка
дозы происходит при перемещении винипластового вытеснителя на воздушной
трубке. Перемещение вытеснителя на 1 мм изменяет дозу на 3,3 см3 ≈ 3,3 грамма.
При заеданиях в работе штампа, или если при работе штампа образуется
много алюминиевой стружки, необходимо снять пуансон и матрицу штампа для
заточки.
Установка штампа производится так. Матрица устанавливается в обойму и
затягивается винтами. Пуансон вставляется в матрицу. Далее, поворачивая
вручную распределительный вал, штамп опускают в нижнее положение, и
затягивают (не до отказа) анкерный болт пуансона. Затем, нужно медной
выколоткой слегка обстучать пуансон и затянуть болт до отказа.
При следующем поворачивании пуансон должен без щелчков и заеданий
выходить и входить в матрицу, в противном случае операцию центровки
необходимо повторить.
Глубина отпечатка надписей на алюминиевом колпачке регулируется гайкой с
правой и левой резьбой, находящейся в верхней части шатуна. После регулировки
необходимо затянуть стяжные болты. Запорная игла капельной масленки для
оливкового масла должна быть отрегулирована таким образом, чтобы капля масла
падала на фольгу через 10 ходов штампа.
3.4 Краткое описание работы и конструкции автомата АРУ-М
Бутылки по пластинчатому транспортеру поступают к автомату. Приемная
звезда устанавливает нужную дистанцию между бутылками и подает их на
вращающийся стол разливочного ротора. Разливочный патрон опускается на
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 118 из 140
бутылку и происходит ее наполнение. При отсутствии бутылки под патроном,
молоко не выливается. Уровень молока в баке поддерживается поплавковым
устройством.
Отводящая звезда снимает бутылку с вращающегося стола и устанавливает ее
под укупорочным патроном. В процессе движения бутылка включает пресс,
который отштамповывает колпачок.
Укупорочный патрон опускается на бутылку и обжимает на ней колпачок.
Следующая бутылка, подходя к укупорочному патрону, проталкивает укупоренные
бутылки к транспортеру, по которому они поступают к месту установки в ящики.
Отличия этого автомата от предыдущих машин заключается в том, что:
- в автомате не создается вакуум;
- разливочный патрон несколько отличается по конструкции.
Укупорочный патрон и пресс имеют абсолютно такую же конструкцию как в
других машинах.
3.5 Автоматы для разлива молока в тару разового пользования
Для фасовки молока и ряда других жидких продуктов в пакеты из
полиэтиленовой пленки используются автоматы М6-ОРЕ и М1-АР13Ж. Эти
автоматы спроектированы на базе автоматов «Финпак».
Оба они являются вертикальными, линейными, однопоточными, прерывистого
с остановками или циклического (ритмично - пульсирующего) движения.
Автомат М6-ОРЕ состоит из следующих узлов:
- поплавковой камеры для приема молока (на схеме не показана),
- поршневого дозатора 7,
- устройства для ввода доз молока в заготовки пакетов 8,
- датировщика 5,
- бактерицидной лампы 6,
- рукавообразователя 9,
- приспособления для образования продольного шва на трубчатом рукаве 10,
- механизма для периодического протягивания рукава и образования на нем
поперечных швов 12,
- герметичного пульта управления (не показан),
- литой сборной станины (не показана),
- транспортера для отвода наполненных и сваренных пакетов 14,
- механизма для укладки пакетов в возвратную транспортную тару 16.
Автомат работает следующим образом (рис. 5).
Подлежащее разливу молоко по цеховым трубопроводам подается в
поплавковую камеру, откуда отдельными дозами забирается поршневым
дозатором 7 и через устройство 8 вводится в нижний конец трубчатого рукава,
который образуется следующим образом.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 119 из 140
Рис. 5. Технологическая схема автомата М6-ОРЕ.
Полиэтиленовая пленка 2 периодически сматывается с рулона 1,
протягивается через систему направляющих валиков 3, 4, датировщик 5, зону
бактерицидной лампы 6 и вводится в рукавообразователь 9.
Здесь пленка свертывается в рукав 11. Края пленки 2, свернутой в рукав 11,
накладывается внахлестку, и свариваются приспособлением 10.
Так образуется продольный шов на рукаве. Рукав и лента протягивается с
остановками при помощи клещеобразных прижимов 12.
Последние одновременно сваривают рукав в поперечном направлении и
отделяют от него наполненные и запечатанные пакеты.
Клещеобразные прижимы и приспособление 10 работают поочередно.

Во время рабочего хода, когда прижимы в сомкнутом состоянии
перемещаются вниз, увлекая за собой рукав, приспособление 10 находится на
определенном расстоянии от рукава.

Во время рабочего хода, т.е. перемещения прижимов вниз, производится
сварка поперечного шва очередного наполненного пакета 13, отделение его от
рукава 11 и подготовка дна следующего пакета.

Во время холостого хода прижимов, т.е. во время перемещения их вверх в
раскрытом состоянии, приспособление 10 подводится к краям свернутой в рукав
пленки и сваривает продольный шов. В этот промежуток времени рукав не
протягивается.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 120 из 140
Наполненные пакеты падают в гнезда транспортера 14, который периодически
перемещается на один шаг, выносит пакеты из зоны обслуживания автомата и
подает их в специальную возвратную тару 15, находящуюся на другом
транспортере 16.
На пути падения пакетов в тару установлен фотоэлемент 17 счетного
устройства, которое выдает команды на отвод ящиков после наполнения их
заданным количеством пакетов.
Привод дозатора, приспособления 10 и клещеобразных прижимов 12 –
пневматический, для чего автомат укомплектован специальной компрессорной
установкой.
Весьма похожую конструкцию имеет автомат М1-АР1-3Ж, также
предназначенный для фасовки молока. Причем следует отметить, что он
представляет собой модификацию базового автомата М1-АРЖ.
Последний предназначен для фасовки и упаковки круп, поваренной соли,
сахара-песка и других легкосыпучих, умеренно пылящих продуктов. Выпускается
для мукомольной, крупяной и комбикормовой отраслей промышленности.
Автомат М1-АР1-3Ж имеет такие же узлы что и М6-ОРЕ, но отличается от
предыдущего
 увеличенной производительностью,
 конструкцией рукавообразователя,
 наличием двух пар клещеобразных сварочных прижимов и рядом других
деталей.
Интересно сопоставить их технические характеристики
Показатели
Производительность, пак/мин
Объем дозы, л
Точность дозирования пакетов, %
Размер пакета, мм –вместимостью 0,25 л
вместимостью 0,5 л
вместимостью 1,0 л
Толщина полиэтиленовой пленки, мм
Ширина рулона, мм
Общая потребляемая мощность, квт
М6-ОРЕ
25
0,25;0,5;1,0
2-4
100х150
150х150
245х150
0,09  0,01
320  2
12,16
М1-АР13Ж
50
0,25;0,5;1,0
2-4
100х150
150х150
238х150
0,09  0,01
320  2
2,5
Эти автоматы выпускается Капсукаским заводом продовольственных
автоматов (Литва).
Автомат Д9-АП1НМ и целый ряд подобных ему автоматов, также
используется для фасовки молока и других жидких продуктов.
Он также является вертикальным, линейным
и предназначен для
изготовления и сваривания пакетов в виде тетраэдров из специальной крафтбумаги (ламинированной бумаги).
В отличие от предыдущих автоматов, движение рукава в нем – непрерывное.
Разработан он на базе шведских автоматов «Тетрапак».
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 121 из 140
Рис. 6. Схема автомата для розлива и упаковки молока
в асептических условиях:
1 – рулон; 2 – ванна химической обработки; 3 – направляющий ролик; 4 –
формующее кольцо; 5 – нагреватель для запаивания продольного шва;
электронагреватель; 7 – трубка для подачи молока; 8 – цепной транспортер; 9 –
зажим; 10 – механизм отрезания пакетов; 11 - укладчик
Автомат (рис. 6) состоит из:
- литой станины, рулонодержателя 1 с датировщиком,
- бактерицидной ванны 2,
- устройства 4 для свертывания упаковочного материала в рукав,
- устройства для образования продольного шва 5,
- механизма 6 протягивания рукава и образования на нем поперечных швов,
- ковшового элеватора 7 для подачи наполненных пакетов в зону 9 укладки в
транспортную тару,
- механизма 11 укладки пакетов в транспортную тару – специальные
шестигранные корзины.
Автомат (рис. 6) работает следующим образом.
Лента упаковочного материала разматывается из рулона, проходит устройство
для нанесения даты, бактерицидной обработки, свертывания в рукав и образования
продольного шва.
Далее в виде рукава 4 с замкнутым поперечным сечением попадает в
механизм протягивания и образования продольных швов.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 122 из 140
Рис. 7. Технологическая схема автомата Д9-АП1НМ.
Этот механизм состоит из двух пар цепных конвейеров 3 и 5, на которых
смонтированы прижимы 2 и 6 (на рисунке условно показано только по одному
конвейеру из каждой пары) для образования поперечных швов.
Прижимы, смонтированные соответственно на парах конвейеров 3 и 5,
смещены относительно друг друга на шаг, равный длине пакетов 1. Плоскости, в
которых пережимается рукав 4 прижимами обеих пар конвейеров 3 и 5, взаимно
перпендикулярны.
Это обстоятельство обеспечивает форму наполненных и сваренных пакетов,
близкую к форме правильных тетраэдров.
Конвейеры приводятся в непрерывное движение и протягивают рукав 4 с
постоянной скоростью. Прижимы за время взаимодействия с рукавом подогревают
его и сваривают в поперечном направлении, образуя, поперечные швы.
Техническая характеристика автомата
Производительность, пакетов в минуту
Объем дозы, л
Точность дозирования, %
Число пакетов в корзине, штук
Ширина рулона, мм
Потребляемая мощность, кВт
Мощность электродвигателя, кВт
Габариты, мм
60
0,5
0,3
18
2871
5,4
1,1
3647х1520х4380
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 123 из 140
Масса, кг
2600
Подлежащее фасовке молоко подается в рукав постоянным потоком, а его
уровень при помощи специального устройства поддерживается несколько выше
места поочередного перехвата подходящими к рукаву прижимами.
Готовые пакеты 1 от гирлянды отделяются ножами, смонтированными на
нижних валиках конвейеров 3 и 5, а затем элеватором подаются в специальный
механизм, при помощи которого укладывается в транспортную тару.
Изготовитель данного автомата – московское объединение «Пищемаш».
4. Технологические расчеты
4.1. Технологические расчеты автоматов для разлива молока.
1.Производительность любых карусельных автоматов с непрерывным движением
рабочего органа, предназначенных для разлива молока и других молочных
продуктов может быть определена:
Мшт = 60·z·n, шт./час
Мм = 60·z·q·n, кг/час
(1)
Мо = 60·z·v·n, л/час
где, z- количество разливочных патронов, или дозирующих гнезд, (6 – 24)
n- частота вращения дозирующего стола, или разливочного ротора
(разливочной карусели), об/мин;
q- масса одной порции дозированного продукта, кг;
v- объем одной порции дозированного продукта, л (0,25;0,5;1,0)
2.Однако, при проектировочных расчетах, как правило, производительность
задается.
Например, в машинах, использующихся в настоящее время в
промышленности, производительность достигает 1500; 2000; 3000; 6000 шт./час.
Производительность является главным исходным параметром, исходя из
которого, определяются все остальные технологические, кинематические и
силовые параметры.
Поэтому формулы (1) используются для нахождения других конструктивных
параметров, например чисел оборотов разливочного ротора.
n= Мшт/60·z, об/мин;
n= Мм/60·z·q, об/мин;
n= Мо/60·z·v, об/мин.
(2)
3.Время (продолжительность) одного полного оборота дозирующего стола или
разливочной карусели (ротора):
Тпол.=60/n, с
(3)
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 124 из 140
4.Время (продолжительность) нахождения бутылки под разливочным патроном:
Тнах.=60·φ/n, с
(4)
где  - отношение времени нахождения бутылки под разливочным патроном
к времени одного полного оборота, (0,5-0,8)
5.Существует зависимость, по которой можно определить, для автоматов с
объемным дозатором, продолжительность истечения молока из мерных стаканов
разливочных патронов, выполненных в виде вертикальных цилиндров:
Z
V
  f  0,5 gH
,с
(5)
где: V- вместимость мерного стакана патрона, м3, (0,25;0,5;1,0 ·10-3)
μ- коэффициент истечения (0,6 – 0,8)
f- площадь сечения отверстий в разливочном патроне, м3;
g- ускорение свободного падения;
Н- уровень жидкости в мерном стакане, м.
6.Для нахождения продолжительности истечения молока в автоматах,
разливающих молоко по уровню, используется широко известная из курса
гидравлики формула определения времени истечения жидкости, из сосудов при
постоянном уровне ее:
Z
V
  f  2 gH
,с
(6)
Однако, на предварительном этапе расчетов, не следует торопиться
определять по формулам (5) и (6), продолжительность истечения молока в
бутылку. Дело в том, что для разливочных автоматов, да и других машин
предназначенных для разлива и дозировки существует следующее технологическое
условие:
- время нахождения бутылки под разливочной головкой (патроном) должно быть
больше времени (продолжительности) наполнения бутылки, т.е.
Тнах.≥ Z
(7)
Исходя из данного условия, на предварительном этапе расчета можно задаться
временем истечения молока. Оно должно составлять 0,5 –0,7 от времени
нахождения бутылки под патроном, т. е.
Z=(0,5-0,7)Tнах,
(8)
8.Исходя из условия Тнах.≥ Z, на основе формул (3), (4), (6) можно получить
формулу, по которой можно определить другие параметры, например
оптимальную площадь сечения отверстия, по которому молоко изливается в
бутылку в автомате, где разлив осуществляется по объему:
f 
n V
60    0,5 gH
, м2
либо, для автоматов, в которых разлив осуществляется по уровню:
(9)
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
f 
n V
60    2 gH
Страница 125 из 140
, м2
(10)
Есть смысл определить именно (f), поскольку все остальные параметры либо
задаются- (V, φ, μ) , либо являются постоянными - (g), либо довольно легко
определяются – (Н, n).
9.После определения площади отверстия, по которому молоко изливается в
бутылку, можно определить размеры этого отверстия. Для ряда автоматов для
разлива молока это отверстие имеет форму кольца, наружный диаметр которого
равен внутреннему диаметру горлышка бутылки.
Поскольку в молочной промышленности используется широкогорлая бутылка
с внутренним диаметром 25 мм, то наружный диаметр кольцевого канала будет
иметь именно это значение. Тогда внутренний диаметр кольцевого отверстия
можно определить из следующих предположений. Если,
f= (π·D2/4) - (π·d2/4),
то
π·d2/4= (π·D2/4) – f
(11)
d
Следовательно,
 D 2

4
 f 
 4
,м
(12)

Исходные данные для расчетов автоматов
расфасовки молока в стеклянные бутылки
Параметры
Способ разлива
Производительность, бутылок/час
Количество разливочных патронов
Количество укупорочных патронов
Емкость бутылок
Коэффициент φ
Высота столба жидкости в мернике,
м
Определить:
Время нахождения под патроном, с
Время одного полного оборота, с
Число
оборотов
разливочного
ротора
Число
оборотов
укупорочной
карусели
Время
наполнения
бутылки
молоком, с
Площадь отверстия для протока
АРУ-М
объем
2000
6
1
0,25
0,8
0,5
Варианты
ОР2У
ОР6У
уровень
2000
6000
8
24
4
8
0,5
1,0
0,7
0,5
0,5
0,5
ОРП6
6000
16
8
0,2
0,6
0,5
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 126 из 140
молока
Внутренний диаметр кольца
4.2 Технологические расчеты линейных молочных автоматов
Производительность линейных молочных автоматов можно определить по тем
же классическим зависимостям, что имеют место при расчете всех машин
непрерывного действия, конвейерного типа с непрерывным движением.
Так, для автоматов типа Д9-АП1НМ с непрерывным движением трубчатого из
крафт-бумаги рукава, в который непрерывно наливается молоко, и который
непрерывно пережимается в определенных местах с целью образования гирлянды
пакетов, производительность может быть определена
Мшт.= 3600 z·a, шт/час
Мм= 3600 z·q·a, кг/час
Мо= 3600 z·V·a, л/час
(13)
где z- количество рядов дозаторов (z=1, для автоматов этого типа);
- скорость движения бумажного рукава, м/с;
а- расстояние между двумя соседними пакетами, м;
q- масса одной порции дозированного продукта, кг;
V- объем одной порции дозированного продукта, л
Анализ формул (13), позволяет сделать вывод – главным параметром
регламентирующим производительность автоматов типа «Тетрапак» – является
скорость движения рукава и расстояние между пакетами.
Расстояние между пакетами равно очевидно высоте пакета. Следовательно,
его можно определить как функцию объема пакета.
Тогда формулы (13) можно использовать для нахождения скорости движения
рукава.
Производительность линейных молочных автоматов с прерывистым, с
остановками движением рукава, как это имеет место в автоматах М6-ОРЕ и
М1-АР13Ж, можно определить также по классической зависимости характерной
для подобных машин.
Например, по определению проф. Пелеева А.И., для конвейеров с ритмично
пульсирующим движением, для бутыломоечных машин, для карусельных
автоматов расфасовки творога и творожных изделий типа АРТ и других машин с
циклическим движением, справедлива формула:
Мшт.= 3600·z/Тц, шт./час
Мм= 3600·z·q/Тц, кг/час,
Мо=3600·z·q·V/Тц, л/час
где Тц - время цикла, т.е сумма времён движения и остановки, с.
Остальные обозначения даны выше.
(14)
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 127 из 140
Вопросы для самопроверки
9. Какое оборудование входит в состав линий для разлива молока в стеклянную
тару?
10. Из каких механизмов или основных частей состоят любые, вне зависимости от
продукта, для которого они предназначены, автоматы молочной
промышленности?
11. Какие механизмы используются в автоматах молочной промышленности для
организации движения исполнительных механизмов?
12. Какие группы исполнительных механизмов используются в
разливоукупорочных автоматах для наполнения молоком стеклянных бутылок?
13. Каким устройством соединяются исполнительные механизмы в автоматах для
разлива молока? Что подает и отводит бутылки в автоматах?
14. Какие способы дозирования используются в автоматах, и какой из них является
точнее и почему?
15. Какие из автоматов для дозировки молока в бутылки получили наибольшее
распространение?
16. Какой автомат, какой фирмы и какой страны послужил прототипом для
автоматов, используемых на наших предприятиях?
17. Какую функцию выполняет пластинчатый транспортер и подающая звездочка
разливочного ротора?
18. Что происходит с патронами при круговом движении бутылок на разливочном
столе ротора?
19. Из чего штампуются колпачки-капсюли для укупорки бутылок?
20. Как называется устройство для образования колпачков?
21. Какую функцию выполняет отводящая звездочка автомата?
22. Какое устройство создает вакуум в автоматах для разлива по уровню?
23. За счет чего происходит разобщение внутренней полости бутылки от наружной
атмосферы?
24. Где и как образуется кольцевой зазор для истечения молока в бутылку, и
благодаря чему молоко изливается в нее?
25. Куда, и через что отсасывается воздух из бутылки?
26. Как первоначально молоко заполняет бутылку при разливе по уровню, и с чем
это связано, чем определяется?
27. Благодаря чему вытесняется избыток молока из бутылки, и до какого уровня
понижается уровень молока в ней?
28. После чего патрон окончательно поднимается вверх и выходит из горлышка
бутылки?
29. Что позволяет автоматически отбраковывать бутылки со сколотым горлышком,
и почему молоко в такие бутылки не попадает?
30. Что препятствует течам молока через неплотности из верхнего бака?
31. За счет чего происходит подъем и опускание укупорочных патронов?
32. Сколько резиновых колец бывает в укупорочном патроне, и какую функцию
они выполняют?
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 128 из 140
33. Сколько пружин устанавливается в укупорочном патроне, какую роль они
выполняют, и как работают?
34. Каким образом, и в каком порядке работают такие детали укупорочного
патрона как боковая тяга, рычаг, эксцентрик, диск, шайба и резиновое кольцо?
35. За счет, какой деформации происходит вмятие кромки алюминиевого колпачка
в паз на горлышке бутылки?
36. Что происходит при подъеме ролика укупорочного патрона?
37. Какой принцип дозирования используется в автомате АРУ-М?
38. Какие требования предъявляются к монтажу автомата АРУ-М?
39. Какие операции производятся перед пуском и настройкой автомата
АРУ-М?
32.Что производиться с помощью ручной рукоятки приложенной к автомату?
33.После запуска автомата от электродвигателя, в чем визуально и на
слух должен убедиться оператор?
34.Сколько колпачков должен вручную отштамповать оператор при первом
запуске автомата, и что нужно делать, чтобы не повторять эти действия?
35.Куда нужно повернуть рукоятку муфты включения при перерыве
поступления бутылок, что в результате этого исключаются?
36.В каком порядке происходит перенастройка автомата АРУ-М на другую
бутылку?
37.Что нужно делать при заеданиях в работе штампа, и каков порядок
установки штампа на автомат?
38.Как регулируется глубина надписей на алюминиевом колпачке?
39.Каким образом регулируется запорная игла масленки для смазки фольги, и
каким маслом производится смазка?
40.Каковы принципиальные отличия автомата АРУ-М от машин, в которых
разлив происходит по уровню?
41.Какие параметры напрямую влияют на производительность автоматов с
непрерывным движением карусели-ротора?
42.Какие параметры необходимы для нахождения времени оборота
дозирующего стола и время нахождения бутылки под патроном?
43.Для чего предназначены автоматы М6-ОРЕ и М1-АР13Ж?
44.Из каких узлов состоит автомат М6-ОРЕ и М1-АР13Ж?
45.В чем состоит принципиальная разница между автоматами Капсукаского и
Московского заводов?
Литература:
1.Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование
молочной промышленности. - М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1983 –
432 с.
2.Современное оборудование для упаковки пищевых продуктов /[Бурляй Ю.В.,
Сухой Л.А. и др.] –М.: Пищевая промышленность, 1978 – 240 с.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 129 из 140
3.Справочник по монтажу технологического оборудования молочной
промышленности /[Рубинович Л.Д., Хайкин Я.К.] – М.: Пищевая промышленность,
1968 – 502 с.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
Методические рекомендации
В ходе изучения дисциплины каждый студент получит индивидуальные
домашние задания, которые охватывают основные разделы курса и позволяют
выяснить, насколько хорошо усвоены теоретические положения и может ли
студент применять их для решения практических задач.
Каждое задание должно быть выполнено в тетради или на листах формата
А4 и оформлено в соответствии с требованиями, предъявляемыми к
оформлению расчетных работ. Работа должна быть написана разборчивым
почерком. На обложке контрольной работы необходимо указать специальность,
курс, группу, фамилию и имя студента, номер варианта и дату сдачи работы.
Решение задач следует сопровождать краткими пояснениями, обязательно
приводить все формулы, используемые в задаче, необходимые построения
производить с учетом масштаба. После завершения контрольной работы
необходимо сделать ссылку на использованную литературу.
Не откладывайте выполнение задания на последний день перед его сдачей.
К сожалению, некоторые студенты так и поступают. В этом случае у вас
возникнут затруднения при решении более сложных задач.
Если вы будете придерживаться установленного графика выполнения
работы, то во время проведения занятий, я смогу ответить на возникшие у вас
вопросы при решении задач.
Номера контрольных задач и числовые значения указанных в задачах
следует выбрать по варианту студента (табл. 1, 2, 3, 4).
Недостающие параметры, необходимые для решения задач, могут быть
выбраны из таблиц приложения других справочных пособий.
№ варианта
01
02
03
04
05
06
07
Вопросы
А, Б, В
1
2
3
4
5
6
7
Таблица 1
Задачи
1, 2, 3
1, 2, 3
1, 2, 3
1, 2, 3
1, 2, 3
1, 2, 3
1, 2, 3
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 130 из 140
08
8
1, 2, 3
09
9
1, 2, 3
10
10
1, 2, 3
11
11
1, 2, 3
12
12
1, 2, 3
13
13
1, 2, 3
14
14
1, 2, 3
15
15
1, 2, 3
Вопрос А. Описать структуру, основные типы и конструкцию:
1- Автоматические питатели машин штучными изделиями.
2- Питатели гравитационные.
3- Питатели центробежные.
4- Питатели вибрационные.
5- Питатели комбинированного действия.
6- Функциональные элементы питателей.
7- Загрузочные устройства.
8- Накопительные устройства.
9- Промежуточные емкости.
10- Автоматические дозаторы ориентированных штучных изделий.
11- Дозаторы для питания машин и аппаратов сырьевыми компонентами в
заданной пропорции.
12- Дозаторы для наполнения тары или форм фасуемым продуктом; дозаторы
для получения порций, подлежащих завертке или иной упаковке.
13- Дозаторы жидкостей.
14- Дозаторы пластических пищевых продуктов.
15- Дозаторы сыпучих продуктов.
Вопрос Б. Описать требования, предъявляемые к устройствам, конструкцию
узлов и рабочих механизмов. Представить кинематическую или
принципиальную схему устройств.
1- Отделяющие устройства.
2- Ориентирующие устройства.
3- Передающие или подающие устройства.
4- Синхронизирующие устройства.
5- Контролирующие устройства.
6- Вспомогательные устройства.
7- Механизмы захвата и зажима.
8- Механизмы упаковки.
9- Механизмы укладки.
10- Механизмы блокировки.
11- Установки для обработки слизистых субпродуктов.
12- Линии для обработки шерстных субпродуктов.
13- Линии для обработки говяжьих голов.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 131 из 140
14- Линии для обработки свиных голов.
15- Линии для обработки кишок.
Вопрос В. Описать основные определения, разновидности, устройство и
привести схемы.
1 - Внебункерное ориентирование.
2 - Автоматическое ориентирование изделий в пространстве перед подачей их в
машину.
3 - Типовые компоновки автоматов и линий по геометрическому расположению
основных рабочих органов.
4 - Типовые компоновки автоматов и линий по траектории движения
обрабатываемых объектов внутри машины.
5 - Типовые компоновки автоматов и линий по числу потоков.
6 - Типовые компоновки автоматов и линий по типу, числу и расположению
двигателей и контрольно-управляющих органов.
7- Типовые компоновки автоматов и линий по виду станины или корпуса.
8 - Линии для обработки черев КРС.
9 - Линии для обработки черев свиней и МРС.
10 - Линии для производства пищевого или непищевого жира.
11 - Линии для производства сухих животных кормов.
12 - Линии для производства кормовой муки из крови.
13 - Линии для переработки отходов птицы.
14 - Линии для розлива молока и молочных продуктов.
15 – Линии для упаковки пластично-вязких продуктов.
Задача 1.
Выполнить технологический расчет автомата для фасовки сметаны в
бутылки по данным, представленным в таблице 2. Определить: время цикла
(Тц), время движения (Тдв), время остановки (Тост), ход поршня дозатора (Н),
скорость движения поршня дозатора (1), площадь поперечного сечения
выходных сопел (f), скорость вытеснения сметаны в баночку (2).
Методика выполнения расчета.
12
13
14
15
300
330
350
380
280
180
250
6
220
5
200
4
150
70
80
90
Производитель
ность, шт./мин
3
120
Показатели
1 2
Варианты
7 8 9 10 11
100
Таблица 2
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 132 из 140
Производительность линейных и карусельных молочных автоматов с
прерывистым, с остановками движением исполнительных рабочих органов
можно определить по зависимости характерной для подобных машин.
Так, например, для конвейеров с ритмично пульсирующим движением, для
бутыломоечных машин, для карусельных автоматов расфасовки сметаны М6ОР2Б, творога, творожных изделий, сырков, масла и т. д. типа АРТ, АРС, АРМ
и других машин с циклическим движением, справедлива формула:
Мшт.= 3600·z·a/Тц, шт./час
Мм= 3600·z·q·a/Тц, кг/час,
Мо=3600·z·q·a·V/Тц, л/час
(1)
где, Тц - время цикла, т.е сумма времён движения и остановки, с.
z- количество гнезд стола (z=10, для автоматов этого типа);
q- масса одной порции дозированного продукта, кг;
V- объем одной порции дозированного продукта, (0,2 л).
а – количество бутылок в одном гнезде, (2 шт.).
Однако при проектировании автомата штучная производительность, как
правило, задается. Поэтому данную зависимость используют для нахождения
времени полного цикла автомата, т. е. суммы времени движения и остановки
стола автомата.
Тц.= 3600·z·a/Мшт, с либо,
(2)
Тц.= 60·z·a/Мшт,
если задана минутная штучная производительность.
Исходя из того, что Тц = Тдв + Тост можно определить время движения и
остановки. При проектировании механизмов прерывистого движения задаются
параметром К = Тдв/Тост. Казалось бы, чем меньше время движения, тем лучше
можно использовать время остановки для непосредственной обработки
(дозирование, упаковка и т.д.).
Однако сократить (Тдв) в пределах заданного (Тц ) цикла значит повысить
скорость транспортера и направляющего диска стола. В результате резко
повышается ускорение в моменты трогания с места и торможения. Это может
привести к рывкам и увеличению динамических нагрузок, вызываемых
инерцией массы транспортера, направляющего диска стола, баночек как пустых,
так и наполненных продуктом.
В некоторых случаях, и это касается автомата М6-ОР2Б, рывки автомата
совершенно недопустимы. Дело в том, что может произойти бой стеклянной
тары и, кроме того, жидкий продукт может расплескиваться. Поэтому, для
автоматов фасующих в стеклянную тару жидкий продукт, в первом
приближении, поскольку далее при циклограммировании оно будет ещё
уточняться, время движения близко или равно времени остановки.
Следовательно:
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Тдв ≈ Тост ≈ Тц / 2 , с
или, К = Тдв./ Тост  1,0
Страница 133 из 140
(3)
Другое дело автоматы типа АРТ, АРМ, АРС и ряд других фасующих
довольно вязкие продукты (сливочное масло, сырки, творог, мясной фарш и
т.д.) в пакеты из бумаги или полимерные стаканчики. Здесь нет угрозы боя или
расплескивания. Поэтому, в этих автоматах время движения может резко
отличаться от времени остановки.
К = Тдв./ Тост  1,0
За время движения направляющего диска стола автомата М6-ОР2Б
происходит первый ход поршней дозатора по направлению от стола. Сметана
при этом из трубопровода или бункера через отверстие распределительного
крана засасывается порциями в цилиндры дозатора. После наполнения
цилиндров продуктом, кран поворачивается в положение, при котором
цилиндры сообщаются с выгрузочным соплом, а сообщение с трубопроводом
или бункером подачи сметаны перекрывается. Следовательно,
Тдв = Тнап + Тпов. , с
(4)
где, Тнап – время наполнения цилиндров дозатора сметаной, с
Тпов – время поворота регулировочного крана дозатора. с.
За время остановки направляющего диска стола происходит второй ход
поршней дозатора по направлению к столу. При втором ходе поршней дозатора
в обратную сторону к столу, дозы продукта выталкиваются в бутылки. Затем
поршни
останавливаются.
Распределительный
кран
занимает,
т.е.
поворачивается, в исходное положение. Следовательно,
Тост = Тнап + Тпов, с
(5)
где, Тнап - время наполнения бутылки сметаной, с
Тпов – время поворота распределительного крана в исходное положение, с.
Очевидно, для упрощения конструкции автомата время наполнения бутылки и
время наполнения самого дозатора должны быть равны. То же самое касается и
времени поворота крана дозаторов.
Тнап = Тнап ; Тпов = Тпов
(6)
Наполнение каждого из цилиндров дозатора сметаной происходит в том же
объеме что и емкость бутылочки. Диаметр внутреннего зеркала (D) цилиндра
составляет 60 мм. Поэтому, на основании емкости дозатора можно определить
ход поршней дозатора.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 134 из 140
V = 2·10-6 = H·D2/4
(7)
где V = 2·10-6 = объем внутренней полости дозатора, м3;
·D2/4 – площадь поперечного сечения дозатора, м2;
Н – ход поршня, м.
Решая уравнение (7) относительно Н – хода поршня, его легко можно
определить
Н = 4·V/ ·D2 = 8·10-6/·D2, м
(8)
Сметана внутрь дозатора засасывается принудительно под влиянием хода
поршня. Заполнение дозатора происходит за время (Тнап). Заполняемый объем
также известен (V), следовательно, на основании уравнения неразрывности,
можно определить скорость движения поршня.
V/Тнап = 1··D2/4 , отсюда
1 = 4·V/·D2·Tнап
(9)
где 1 - скорость хода поршня, м/с.
Для упрощения конструкции автомата, очевидно, что скорость хода
поршня при заполнении самого дозатора должна быть равна скорости поршня
при наполнении бутылочки. В тоже время скорость истечения сметаны внутрь
бутылочки может быть иной. Она, прежде всего, зависит от площади
поперечного сечения выходных сопел. Её также можно определить на
основании уравнения неразрывности потока
1·D2 = 2·d2 отсюда,
2 = 1·D2/d2
(10)
где 2 – скорость вытеснения сметаны внутрь бутылочки, м/с;
d – диаметр соплового отверстия крана дозатора, м
Задача 2.
Выполнить технологический расчет бутылкомоечной машины по данным,
представленным в таблице 3.
Таблица 3
Показатели
1 2
3
4
5
6
Варианты
7 8 9 10 11
12
13
14
15
4
0,72
20
1050
0,6
4
5
2,95
0,55
12
1,5
18
1200
0,55
3
2,68
1,25
10
0,45
13
1150
0,65
2
2,52
0,65
9
0,95
11
450
0,4
1
3,9
0,95
7
0,9
17
950
0,2
5
3,82
0,9
6
0,85
16
850
0,85
3
3,64
0,85
4
5
0,75
0,8
14
15
0,75
0,8
3,2
3,5
650
750
2
3
0,45
0,65
12
1,2
12
1000
0,3
1
2,35
1,2
10
0,68
10
900
0,75
5
2,1
0,7
9
0,6
9
800
0,6
4
2,56
0,6
7
0,52
7
700
0,55
1 2
2,47
0,5
0,2
0,3
0,45
4
5
6
0,2
0,3
0,4
500
550
600
Окружная
скорость
ведущей
звездочки, v
Количество
жидкости, G
Давление,
создаваемое
насосом, р∙105
Страница 135 из 140
Редакция № ___ от __________
0,25
0,35
0,4
Число
ополаскивающих форсунок,
п2
Количество
моющего
раствора, т2
Окружное
усилие, Р
2,5
2,65
2,38
Число
шприцевальных форсунок,
п1
Количество
моющего
раствора, т1
4
5
6
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
4
Методика выполнения расчета.
При расчете бутылкомоечной машины определяют расход моющего
раствора при шприцевании и ополаскивании, диаметры отверстий форсунок для
шприцевания и ополаскивания, расход тепла и пара на мойку и расход
мощности на работу машины.
1 Общее количество раствора, необходимого для шприцевания бутылок
моющим раствором, М1 (в м3/ч) определяют по формуле
М1=3600п1т1,
(1)
где п1 – число шприцевальных форсунок (определяется как произведение числа
шприцевальных трубок на число форсунок в одной шприцевальной трубке.
Число форсунок в одной шприцевальной трубке должно быть равно числу гнезд
в носителе); т1 – количество моющего раствора, необходимого для
шприцевания одной бутылки при отсутствии захлебывания горлышка бутылки.
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Страница 136 из 140
Редакция № ___ от __________
2 Общее количество раствора, необходимого для ополаскивания бутылок
моющим раствором, М2 (в м3/ч) определяют по формуле
М2=3600п2т2,
(2)
где п2 – число ополаскивающих форсунок, равное числу шприцевальных
форсунок; т2 – количество моющего раствора, необходимого для ополаскивания
наружной поверхности бутылки, м3/с.
3 Мощность N (кВт) на ведущем валу главного транспортера определяют
по формуле
N=Рv/1000,
(3)
где Р – окружное усилие, определяемое по методу обхода контура, Н; v –
окружная скорость ведущей звездочки или линейная скорость транспортера,
м/с.
4 Мощность электродвигателя Nэд (кВт) определяется с учетом ее потерь в
приводном механизме
Nэд= N1234,
(4)
где 1, 2, 3, 4 – КПД храпового механизма, зубчатой передачи, червячного
редуктора, вариатора скорости (соответственно 0,9; 0,85; 0,93; 1).
5 Мощность Nн (кВт) на работу центробежных насосов
N=Gp/1000м,
(5)
где G – количество жидкости, подаваемой насосом к форсункам и лоткам, кг/с;
р – давление, создаваемое насосом, Па; м – механический КПД (м=0,85-0,9).
Задача 3.
Выполнить технологический расчет фаршеприготовительного агрегата по
данным, представленным в таблице 4.
Таблица 4
0,25
0,07
420
480
1042
0,35
540
1038
0,2
360
1070
0,15
300
1065
0,05
240
0,9
5
0,6
5
1,2
5
0,5
5
0,12
0,085
600
1,1
0,8
1047
0,1
480
1,0
0,6
5
0,9
0,08
420
0,7
180
0,06
540
0,6
1032
15
0,15
1060
1055
14
360
1050
13
1,1
1040
12
300
1035
6
0,2
0,3
0,25
Длительность
процесса,
Длина дежи, 
5
180
240
Емкость дежи,
V
4
1,2
1,3
5
1,2
Плотность
фарша, 
3
1020
1030
1025
1 2
Варианты
7 8 9 10 11
1045
Показатели
0,1
0,4
1,8
0,1
62
0,25
0,75
1,7
0,25
40
0,3
0,75
1,7
0,3
65
0,2
0,7
1,65
0,2
48
0,2
1,6
0,62
0,2
Страница 137 из 140
60
0,1
0,5
1,5
0,1
42
0,2
0,15
0,5
0,45
1,5
1,5
0,2
0,15
50
55
0,2
0,53
1,53
0,2
37
0,15
0,5
1,35
0,15
45
0,1
0,45
1,55
0,1
28
0,2
0,55
1,5
0,2
0,65
0,75
0,63
1,5
1,75
1,6
Редакция № ___ от __________
40
Число
оборотов
ножей, nн
0,25
0,25
0,2
Высота
верхнего среза
желоба, h
Действительная площадь,
Sд
Радиус ножей,
rн
25
30
35
Радиус шнека,
rш
0,25
0,25
0,2
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
9
6
3
12
9
6
12
3
9
6
3
12
3
6
9
Число ножей, z
0,15
0,07
0,45
38
0,35
0,065
0,4
55
0,35
0,06
0,035
50
0,3
0,055
0,03
42
0,3
0,05
0,025
40
0,15
0,07
0,45
38
0,25
0,2
0,06
0,065
0,035
0,4
50
55
0,2
0,055
0,03
42
0,2
0,05
0,025
40
0,15
0,07
0,45
38
0,2
55
0,065
0,4
Внутренний
диаметр, d
0,05
0,055
0,06
Внешний
диаметр, D
0,025
0,03
0,035
Частота
вращения
шнека, nш
40
42
50
0,2
0,25
0,25
Шаг шнека, s
Методика выполнения расчёта.
1) Определение общей производительности агрегата:
М  Мш
, кг/ч
(1)
М к
2
где Мк - производительность куттер-мешалки; Мш - производительность
шприца.
2) Определение производительности куттер-мешалки:
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Мк 
Редакция № ___ от __________
3600      V

, кг/ч
Страница 138 из 140
(2)
где  - коэффициент заполнения объема дежи фаршем,  =0,50,7;  плотность фарша, кг/м3; V – емкость дежи, м3;  - длительность процесса
измельчения и перемешивания, с.
Емкость дежи:
V  S   , м3 (3)
где  – длина дежи, м ; S – площадь поперечного сечения двухжелобчатой дежи,
м2:
S  rш2  4h , м2 (4)
где rш – радиус шнека, м; h – высота верхнего среза желоба над осью шнеков, м.
Длительность процесса измельчения и перемешивания:
(5)
  К  ехр( 0 ,25  mг ов  0 ,46 )  10 5   1 ,
где К - коэффициент пропорциональности, учитывающий неравномерность
усилий, необходимых для резания различных сортов говядины и свинины:
К   К г ов  mг ов   К св  mсв   К п  mп , (6)
mг ов  mсв  mп  1 ,
где Кгов, Ксв, Кп – коэффициенты пропорциональности соответственно для
говядины, свинины и пр. (для говядины высшего сорта Кгов=0,9, для I сорта
Кгов=0,95 и II сорта Кгов=1; для свинины полужирной Ксв=1, жирной Ксв=0,95,
жира-сырца Ксв=0,9; для меланжа и сухого молока Кп=1); mгов, mсв, mп –
содержание соответственно говядины, свинины и прочих компонентов, в долях
единицы (0,7; 0,25; 0,05).
Ω – обобщающая кинематическая характеристика куттер-мешалки,
3
м /(кг·с·мин):
  Кр 
Sд  z  nн   rн  nн 2 1
(
)   ф , (7)
mф
30
где Кр – коэффициент, учитывающий дополнительное резание продукта за счет
давления, создаваемого шнеками в камере, и перетирания его в мешалке (для
данной куттер-мешалки Кр=1,4); Sд - действительная площадь, рассекаемая за
один оборот ножами, м2; rн – радиус ножей, м; nн – число оборотов ножей, об/с;
mф – масса фарша, кг (mф=0,6 V)∙; z – число ножей; ωФ - скорость подачи фарша
к ножам, м/с:
ф 
К 0  s  nш
, (8)
60
где s – шаг шнека, м; nш – частота вращения шнека, об/мин; Ко – коэффициент,
учитывающий неравномерность подачи фарша при вращении шнека:
K o  1  (cos 2  ср  0 ,5    sin 2 ср ) , (9)
где αср – средний угол подъема винтовой линии шнека, град (αср=10-15) ; μ –
коэффициент трения фарша и шнека,   0 ,3  0 ,4 .
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 139 из 140
Действительная площадь, рассекаемая за один оборот ножами, будет равна
S д    rн2 . (10)
3) Определение производительности шприца:
М 2  3600  f   0    д , кг/ч
(11)
где f – площадь свободного прохода фарша через вытеснитель, м2;
 0 - истинная скорость осевого перемещения фарша, м/с;
д - коэффициент использования производительности, равный для шприцов с
непрерывной подачей в цевки 0,4-0,7 (иногда меньше).
Площадь свободного прохода фарша:
(12)
f  ( 1,3  1,4 ) ( D  d ) / 4 , м2
где D, d – внешний и внутренний диаметр нарезки шнека шприца, м.
Истинная скорость осевого перемещения фарша:
 0       1 , м/с (13)
где  - коэффициент, учитывающий уменьшение площади свободного прохода
фарша по сравнению с площадью рабочего сечения шнека (0,6-0,75);
 - коэффициент, учитывающий угол внутреннего трения и вязкость фарша
(0,9-0,95);
 1 - максимально возможная скорость, создаваемая шнеком (1,2-1,4), м/с.
Коэффициент, учитывающий уменьшение площади свободного прохода
фарша по сравнению с площадью рабочего сечения шнека определяется по
формуле:
  1  b /  ( ra  r1 )  cos  c , (14)
где b – толщина винтовой нарезки (0,005-0,01), м;
ra – максимальный радиус витка шнека (ra=0,5∙ D), м;
r1 – радиус вала шнека(r1=0,5∙ d), м;
 с - среднее значение угла развертки шнека (12-18).
Максимально возможная скорость, создаваемая шнеком:
 1  n  h , м/с
(15)
где n – число оборотов шнека (400-500), об/с;
h – шаг витка шнека (0,03-0,07), м.
4) Определение общей мощности электродвигателей агрегата:
N a  N к  N ш , кВт
(16)
где Nк - мощность электродвигателя к куттер-мешалке, кВт; Nш - мощность
электродвигателя к шприцу, кВт.
Мощность электродвигателя к куттер-мешалке:
а  S д  z  n  a
Nк 
, кВт
(17)
60  1000  1
где а – удельный расход энергии на перерезывание слоя фарша одним ножом за
один оборот ( а  2,7  3,1кдж / м 2 при резании фарша серповидными ножами с
УМКД 042-16.1.10/03 -2013
Редакция № ___ от __________
Страница 140 из 140
максимальной окружной скоростью крайней кромки ножа до 30 м/с при
измельчении фарша без добавления воды, а  2,0  2,4кдж / м 2 при измельчении
с добавлением воды);  - к.п.д. передач от двигателя к ножевому валу (
  0 ,85  0 ,9 ); 1 - коэффициент, учитывающий потери энергии на привод
перемешивающих шнеков (1  0 ,85 );  а - коффициент запаса мощности (
 а  1,05  1,15 ).
Мощность электродвигателя к шприцу:
М  р0  а
, кВт (18)
Nш 
1000
где М – секундная объемная производительность, м3/с; р0 – давление напора,
создаваемое вытеснителем (р0=0,2-0,6∙106), н/м2;  - механический к.п.д
вытеснителя (  0 ,18  0 ,25 );  а - коэффициент запаса мощности ( а  1,2 ).
Секундная объемная производительность:
М  f  0 , м3/с
(19)
Рекомендуемая литература.
1. Шувалов В.Н. Машины, автоматы и поточные линии. - М.: Машиностроение,
1973.-542 с.
2. Буров
Л.А.,
Медведев
Г.М.
Технологическое
оборудование
макаронных предприятий. - М.: Пищевая промышленность, 1980.
3. Груздев И.Э., Мирзоев Р.Г., Янков В.И. Теория шнековых устройств. - Л.:
ЛГУ, 1978.-141 с.
4. Лисовенко А.Т. Технологическое оборудование хлебозаводов и пути
его совершенствования. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-208 с.
5. Соколов А.Я., Караваев М.Н., Руб Д.М., Зайчик Ц.Р. Прессы пищевых и
кормовых производств.- М.: Машиностроение, 1973.
6. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятие мясной
промышленности. Часть . Оборудование для убоя и первичной обработки. – М.:
Колос, 2001. – 552 с.: ил.