Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Классификация способов копчения

2. Основы получения коптильного дыма

3. Фрикционный дымогенератор

4. Расчет фрикционных передач

Список литературы

Введение

Копчение - это способ обработки предварительно посоленных продуктов органическими компонентами, образующимися при неполном сгорании (пиролизе) древесины. Обрабатывающей средой может быть древесный дым (дымовое копчение) или коптильный препарат (бездымное копчение). В результате продукт приобретает специфические цвет, вкус и запах, а при холодном копчении - антиокислительные и антимикробные свойства, что делает его пригодным в пищу без дополнительной кулинарной обработки.

В России копчением занимались очень давно, однако в основном для домашних целей и местной реализации. В XIII - XIV вв. новгородцы первыми начали производить копченую рыбу для торговли и обмена товарами. В XVI - XVII вв. семга холодного копчения, называемая лососиной, стала основным экспортным товаром, поставляемым из Архангельска в Голландию и другие государства. В XIX - XX вв. копчение рыбы становится весьма распространенным способом ее консервирования, особенно частиковых видов. В XIX в. коптильные предприятия строили в основном в местах промысла рыбы. В XX в. стало преобладать строительство коптильных заводов в крупных городах, где работали на привозном соленом или мороженом полуфабрикате. В настоящее время получила широкое распространение практика небольших коптильных предприятий, возникающих преимущественно в местах наличия сырья.

Современная классификация относит копченые продукты к закусочным. Среди последних они не имеют себе равных по особым, характерным только им специфическим свойствам. Копчение позволяет улучшить товарные свойства мяса и рыбы, получить стойкую в хранении продукцию или гастрономически привлекательный полуфабрикат для пресервного, консервного или кулинарного производства.

Развитие техники анализа позволило сделать в последние годы открытия, ставшие поворотными в представлениях о традиционном копчении. Выявление в дыме и копченостях целой группы канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, мутагенных нитрозаминов и других вредных веществ типа метанола и формальдегида стимулировало поиск экологически безопасных способов копчения, основанных на эффективной очистке дыма или использовании коптильных препаратов. Установление вредной роли избытка поваренной соли в организме послужило толчком к разработке технологий малосоленых копченых изделий. Исследование механизма формирования эффектов копчения (цвета, вкуса, аромата) стало основой для создания современных коптильных установок, в которых возможно управление процессом.

Совершенствовать процесс копчения для реализации экологически безопасного эффективного производства рационально в следующих направлениях:

· регулирование процесса дымогенерации, применение дымогенерации преимущественно с внешним подводом теплоты;

· обезвреживание дыма перед направлением его в коптильную камеру и выбросом в атмосферу;

· использование небольших коптильных установок, предпочтительно камерных, с рециркуляцией дыма и микропроцессорным управлением основными параметрами, разумное сочетание ручного и механизированного труда;

· подготовка полуфабриката с максимальным выходом съедобной части, минимально возможным уровнем солености, небольшой порционной массой, рациональным применением вкусо-ароматических, красящих и консервирующих средств;

· снижение уровня прокопченности продукции по содержанию органических коптильных компонентов за счет производства подкопченной, ароматизированной или подкрашенной в копченые тона продукции;

· применение технологий, максимально имитирующих эффекты копчения на поверхности, а не в глубине изделий;

· применение экологически безопасных бездымных коптильных сред нового поколения вместо дыма;

· совершенствование контроля производства и качества копченых изделий на базе современных методов анализа и сертификации.

Наиболее перспективным представляется применение бездымных коптильных сред, химический состав которых и параметры применения поддаются регулированию. Из многочисленных бездымных агентов, предлагаемых сегодня для целей копчения, наибольший интерес представляют жидкие коптильные среды, получаемые на основе водных растворов дыма, как наиболее адекватные ему по составу, достаточно изученные и доступные, обладающие минимальной потенциальной токсичностью.

1. Классификация способов копчения

В зависимости от температуры процесса различают холодное, горячее и полугорячее копчение.

При холодном копчении температура при обработке коптильными компонентами не должна превышать 40 °С, чтобы белки и ферменты в такой продукции не потеряли нативных свойств (не были денатурированы). Готовность продукции холодного копчения достигается за счет комплексного воздействия на ткани поваренной соли (3 - 8 %), коптильных компонентов, обезвоживания, протеолитических и липолитических ферментов.

При горячем копчении температура на основных этапах обработки, в том числе коптильными компонентами, превышает 80 °С (80 - 170 °С); белки такой продукции полностью проварены (денатурированы), а ферменты инактивированы. Продукция имеет невысокий уровень солености (1,5 - 4 %) и прокопченности, достаточно высокое содержание влаги (более 60 %). Готовность ее достигается за счет высоких температур процесса.

При полугорячем копчении диапазон обрабатываемых температур составляет 40 - 80 °С; белки такой продукции денатурированы частично, ферменты практически полностью инактивированы, а готовность достигается за счет комплекса физических и биохимических изменений в тканях.

В зависимости от вида коптильной среды различают дымовое, бездымное и смешанное копчение.

При дымовом копчении продукт обрабатывается дымо-воздушной смесью, образующейся при непосредственном сжигании древесины. Такая продукция обладает неповторимыми вкусо-ароматическими свойствами из-за богатого химического состава дыма (более 10 тыс. компонентов осаждаются на продукт). Однако в продукт одновременно попадают и вредные вещества типа ПАУ (полициклические ароматические углеводороды), формальдегида, метанола, нитрозаминов (НА).

Бездымное копчение - это обработка продукта коптильными препаратами, полученными на основе дыма или его отдельных компонентов. Продукция бездымного копчения не содержит вредных компонентов типа ПАУ и нитрозаминов, так как коптильные препараты предварительно от них освобождаются. Из-за трудностей в получении совершенных коптильных препаратов и аппаратурного оформления процесса бездымное копчение медленно внедряется в производство, хотя является на сегодня самой экологически и санитарно-чистой технологией.

При смешанном копчении комбинируют операции дымовой и бездымной обработок, что упрощает и ускоряет процесс.

В зависимости от движущей силы осаждения компонентов коптильной среды различают естественное (традиционное), электро- и комбинированное копчение.

Естественное копчение осуществляется за счет осаждения компонентов коптильной среды под действием силы тяжести, броуновского движения, центробежной и радиометрической сил. Электрокопчение происходит за счет электрокинетических свойств дыма в поле высокого напряжения; по сравнению с естественным копчением скорость процесса значительно выше. Комбинированное копчение представляет собой сочетание перечисленных способов.

Известны также способы копчения с использованием токов высокой частоты, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей и др. В настоящее время широко применяют дымовое естественное копчение.

В зависимости от конструктивных особенностей оборудования различают копчение в установках камерного, туннельного и башенного типов.

Копчение в установках камерного типа выполняют в специальных небольших камерах периодического действия, где в одном объеме проводят все стадии обработки (подсушку, собственно копчение, проваривание и т. д.). Основные типы камерных коптильных установок приведены на рис. 1. В установках старого образца (см. рис. 1, а) в нижней части располагают дымовой очаг, процесс идет под действием естественных конвективных дымовых потоков. В современных коптильных установках (см. рис. 1, б, в) дым вырабатывается специальным дымогенератором, откуда под действием принудительной тяги он подается в камеру с продуктом, после чего выбрасывается или подвергается рециркуляции для более полного использования. В данных установках автоматически регулируются основные параметры, осуществляются их микропроцессорное управление, комплексная очистка дыма и автоматическая санитарная обработка.

Камерные коптильные установки, показанные на рис. 1,б, в, можно легко перестроить с дымового на бездымное копчение.

Достоинствами копчения в установках камерного типа являются высокое качество продукции, простота и удобство обслуживания. К недостаткам относится ручной труд при загрузке камер и проблемы с равномерным распределением коптильной среды при наращивании объема камеры.

Рис. 1. Основные типы камерных коптильных установок:

а - коптильная установка старого образца; б - современная коптильная установка; в - усовершенствованная коптильная установка с рециркуляцией дыма и более плотным размещением продукта; 1 - дымогенератор; 2 - вентилятор; 3 - фильтры; 4 - подача воздуха; 5 - подача электроэнергии; 6 - подача воды; 7 - подача пара.

Копчение в установках туннельного типа осуществляют по непрерывному принципу (рис. 2, 3), до недавнего времени оно широко практиковалось в нашей стране. Раньше такие установки монтировали с топками под или рядом с коптильными печами, в настоящее время - с дымогенераторами, выносимыми в отдельные помещения. При туннельном копчении операции пространственно разделены, что позволяет достигать непрерывности и высокой производительности процесса.

Применение туннельных коптильных установок на рыбоперерабатывающих предприятиях позволило впервые практически исключить ручной труд в копчении. Под данные установки в нашей стране созданы специальные роботизированные комплексы для загрузки рыбы на шомпола, в клети и печи и соответствующей выгрузки (Н2- ИТЛ04 и Н2-ИТЛ05). Для мелкой рыбы в качестве механизированных носителей применяют сетчатые конвейеры, например, в линейнощелевых печах (линии Н10-ИЛД).

Рис. 2. Схема холодного копчения рыбы в туннельных коптильных установках.

Недостатками копчения в установках туннельного типа являются неравномерность по качеству продукции из-за больших пространственных размеров, невозможность быстро изменять ассортимент готовой продукции, трудности в применении современных технологий бездымного копчения.

Рис. 3. Схема горячего копчения рыбы в туннельных коптильных установках.

Копчение в установках башенного типа (рис. 4) является разновидностью туннельного при вертикальном расположении рабочего пространства.

Установка занимает не менее трех этажей; загрузка и выгрузка идут на разных этажах при непрерывном движении конвейера.

Рис. 4. Схема горячего (а) и холодного (б) копчения в башенных коптильных печах.

Достоинствами копчения в башенных установках являются рациональное использование коптильной среды при ее естественном движении вверх, равномерность продукции по качеству, высокие производительность и уровень механизации, возможность использования интенсифицирующих средств (ИК-обработка, электрокопчение). Недостатки - громоздкость оборудования и сложность его санитарной обработки.

2. Основы получения коптильного дыма

При дымовом копчении дым является источником теплоты и основных компонентов, ответственных за эффект копчения.

Состав и свойства дыма зависят от породы и вида древесины, ее химического состава и физических свойств, условий горения и транспортировки к продукту.

Для генерации качественного технологического дыма применяют преимущественно лиственные породы древесины: дуб, бук, ольху, березу (без коры), тополь и др. Наилучшими ароматическими свойствами обладает дым, получаемый при сжигании плодовоягодных пород древесины. Для улучшения аромата добавляют (до 10 %) ветви, ствол и даже ягоды можжевельника, жгучую крапиву, вереск, листья шалфея и лавра, шелуху лука и т. д. Хвойные породы древесины (ель, пихту, сосну и др.) необходимо предварительно выдерживать для выветривания смоляной фракции, иначе продукт приобретает посторонний запах, горький привкус и темный цвет, а также отличается повышенным количеством ПАУ.

Топливо применяют в виде дров, стружек, опилок. Чем выше степень измельчения топлива, тем меньше требуется воздуха и кислорода в зоне горения, тем больше образуется ароматических коптильных компонентов, качественнее дым. На практике применяют в основном опилки россыпью или в виде гранул.

Влажность древесины должна быть не более 25 % в дровах и около 40 - 50 % в опилках, для чего целесообразно их специально увлажнять. При повышенной влажности в коптильной среде образуется много пара, а также низкомолекулярных кислот (муравьиной, пропионовой), что нежелательно.

Элементный химический состав древесины различных пород примерно одинаков: углерода содержится 48,5 - 50,3 %, водорода - 6,1 - 6,9 %, кислорода - 42,4 - 45,2 %.

Молекулярный химический состав древесины зависит от ее породы и в основном представлен целлюлозой (клетчаткой), гемицеллюлозой и лигнином. Из этих веществ состоят стенки клеток древесины, из них образуется основное количество органических коптильных веществ.

Горение древесины для получения технологического дыма должно идти при определенной температуре (оптимум 300 - 400 °С) и с ограниченным доступом кислорода в зоне, т. е. в условиях пиролиза. В противном случае окисление составных частей древесины будет идти до конечных продуктов - С0₂ и Н₂0 и без образования ароматических органических веществ.

При пиролитическом разложении древесины различают следующие стадии:

· интенсивное испарение влаги при 100 - 170 °С;

· термическое разложение гемицеллюлозы при 200 - 260 °С;

· термическое разложение целлюлозы при 260 - 310 °С;

· термическое разложение лигнина при 310 - 500 °С.

До температур около 280 °С процесс протекает с поглощением теплоты и образованием так называемого эндотермического дыма. При температуре 280 - 300 °С древесина воспламеняется, выделяется теплота, образуется экзотермический дым.

Появляющиеся в начальный период пиролитического разложения древесины вещества нежелательны для коптильного дыма. Это продукты первичных реакций пиролиза древесины -- прежде всего неароматические газы и жидкости, древесный уголь и смола. Для получения качественного дыма очень важны вещества, образующиеся при вторичных реакциях пиролиза и представляющие собой продукты взаимодействия первых друг с другом и с кислородом воздуха. В результате образуется сложная химическая смесь, состоящая приблизительно из 10 тыс. твердых, жидких и газообразных органических компонентов, около 1000 из которых участвуют в формировании свойств копченого продукта.

В реальных условиях дымогенерации первичные и вторичные реакции протекают одновременно, так как процессы пиролиза пространственно не разделены. Количество теплоты, высвобождающееся в результате окислительных процессов, очень большое, поэтому температура в некоторых зонах может составить 700 - 1000 °С. В этих условиях древесный уголь сгорает до СО, С0₂ и Н₂0, жидкие продукты окисляются до неароматических соединений, а возникающие ароматические соединения интенсивно полимеризуются с образованием ПАУ.

Оптимальная температура в зоне тления древесины не должна превышать 300 - 400 °С.

Коптильный дым представляет собой аэрозоль - смесь дисперсной фазы (твердые и жидкие частички размером 0,5 - 7,5 мкм) и дисперсионной среды (различные газы: кислород, водород, азот, оксид и диоксид углерода, пары воды и т. д.). Массовая доля газообразной фазы - около 10 %. Обе фазы образуют неустойчивую систему, в которой органические компоненты распределены в зависимости от температуры, влажности, степени разбавления воздухом, вида древесины и других факторов.

Схематичное строение коптильного дыма представлено на рис. 5.

Коптильный дым как многокомпонентная система поддерживается за счет теплового броуновского движения молекул и заряженных частиц (до 70 % жидких и 100 % твердых). В камеру с продуктом дым поступает под влиянием тяги и конвекционных потоков. В свою очередь, под влиянием гравитационных сил (тяжести), радиометрических (термофорез) и внешних, например, при наложении внешнего электростатического поля и т. д., компоненты дыма осаждаются на поверхность продуктов. Интенсивность осаждения компонентов прямо пропорциональна концентрации дыма, скорости его движения, степени дисперсности, углу расположения, температуре и влажности продукта. На сухую поверхность осаждается в основном капельно-жидкая фаза дыма, на влажную - газообразная вследствие конденсации паров.

Рис. 5. Схема строения коптильного дыма: 1 - частицы в состоянии газа (пара); 2 - частицы в твердом и жидком состояниях разной степени дисперсности; 3 - твердые частицы углерода (сажа); 4 - частицы из сконденсировавшихся паров с оболочкой.

При осаждении коптильных компонентов на поверхность продукта из химического взаимодействия с веществами продукта наблюдаются процессы их адгезии, когезии, конденсации, сорбции (адсорбции и абсорбции), а также хемосорбции. Коптильные компоненты проникают внутрь продукта благодаря градиенту концентраций, как движущей силы процесса. Диффузия веществ интенсифицируется термофорезом за счет разницы температур продукта и коптильной среды.

Плотность дыма зависит от типа дымогенератора, вида древесины, условий горения (температуры, влажности и т. д.).

Дисперсный состав дыма (соотношение дисперсионных фаз и среды, преобладающий размер частиц) также обусловливается параметрами дымогенерации. Основную массу в дыме составляют частицы размером 0,1 - 0,7 мкм (85 - 87 %). По мере движения по дымоходам доля мелких частиц возрастает в 4 - 5 раз, средних - падает примерно в 2 раза, а крупных - практически не изменяется. Наиболее мелкодисперсный дым получают из хвойных пород древесины (доля частиц размером 0,1 - 0,35 мкм около 60 %), что объясняется меньшей прочностью самой древесины.

В зависимости от подвода энергии или теплоты, ее поглощения или выделения различают два типа дымогенерации: с подводом теплоты или энергии лишь в начале процесса (генерируется экзотермический дым) и с постоянным подводом теплоты или энергии (генерируется эндотермический дым).

Генерация экзотермического дыма осуществляется при естественном горении очага или в специальных дымогенераторах тления (рис. 6).

При генерации дыма в дымогенера- торе тления опилки постоянно подаются на вращающуюся решетку с электроподогревом, который осуществляется в начале процесса или по мере понижения температуры ниже 300 °С. Первичные и вторичные реакции пиролиза здесь происходят одновременно, поэтому главной задачей является поддержание температуры на уровне 350 - 450 °С.

Рис. 6. Схема генерации экзотермического дыма в дымогенераторе тления.

Достоинства данной схемы дымогенерации - получение дыма по естественной схеме тления древесины, а недостатки - неравномерные количество и качество дыма, трудности регулирования процесса.

Генерация эндотермического дыма осуществляется в промышленных и лабораторных дымогенераторах фрикционном, паровом, флюидизационном, двухступенчатом при внешнем подводе теплоты - температуру пиролиза в этом случае легче регулировать, а дым образуется более равномерно. Поддерживают оптимальную температуру пиролиза - от 300 до 400 °С, поэтому эндотермический дым иначе называют пиролитическим. В этом дыме вторичные реакции протекают при таких же значениях температуры, как и сам пиролиз, или даже при более низких.

Схема генерации дыма во фрикционном дымогенераторе приведена на рис. 7.

Рис. 7. Схема генерации эндотермического дыма во фрикционном дымогенераторе. 1 - древесное полено; 2 - ребристый цилиндр трения; 3 - электропривод; 4 - подача воды; 5 - подача воздуха; 6- отвод дыма.

При генерации дыма по схеме на рис. 7 полено запрессовывают, оно давит с постоянной силой на быстро вращающийся цилиндр с ребристой поверхностью. В результате возникающего трения количества выделяющейся теплоты достаточно для получения необходимой температуры пиролиза. Прежде чем наступает воспламенение, вращающийся цилиндр останавливается и таким образом температура не превышает 400 °С. В результате интенсивной подачи воздуха дым из зоны трения сразу попадает в зону с более низкой температурой, и вторичные реакции пиролиза протекают при температуре менее 400 °С, что важно для получения дыма с минимальным содержанием ПАУ.

Достоинства фрикционно получаемого дыма -- высокая регулируемость пиролиза, получение коптильного дыма, непосредственно готового к применению (без охлаждения и разбавления), минимальный расход энергии. Недостатки данного процесса -- специфичность ароматических свойств дыма вследствие протекания пиролиза нетрадиционным путем, высокий уровень шума в дымогенераторном отделении.

Рис. 8. Схема генерации эндотермического дыма в паровом генераторе: 1 - подача пара; 2 - подача воздуха; 3 - опилки; 4- шнек с электроприводом; 5- нагревательные пластины; 6 - термоэлемент; 7 - отвод дыма; 8 - емкость для сбора пепла и сажи.

При работе парового дымогенератора запрессованные шнеком опилки подвергаются пиролизу под действием перегретого водяного пара температурой 300 - 400 °С. Возникающие продукты пиролиза растворяются в дыме, образующийся так называемый «мокрый дым» выводится из дымогенератора. Чтобы прошли вторичные реакции пиролиза, для достижения соответствующего аромата к «мокрому дыму» подводят небольшое количество воздуха.

Достоинство генерации дыма по данной схеме - практическое отсутствие в нем вредных веществ типа ПАУ, а недостаток - повышенная влажность, в результате чего его невозможно применять при холодном копчении.

Промышленные дымогенераторы, реализовывая названные выше принципы, отличаются конструктивными особенностями. Во всех случаях важными регулируемыми параметрами должны быть температура тления, вид древесины, влажность, вывод дыма и его транспортировка.

Дым, полученный в разных дымогенераторах (табл. 1), имеет различные физические и химические свойства.

Как следует из табл. 1, фрикционный эндотермический дым, полученный во фрикционном дымогенераторе, концентрированнее, в 3 - 4 раза богаче необходимыми органическими компонентами и имеет близкую к оптимальной влажность.

Дым из дымогенератора очень концентрированный и горячий. Для получения дыма с заданными технологическими свойствами его смешивают с воздухом для охлаждения и разбавления. С этой целью каждый дымогенератор укомплектован камерой смешения, куда подается холодный воздух. Охлаждение должно быть быстрым, чтобы сохранились технологические свойства дыма.

Дымогенератор должен располагаться рядом с коптильной установкой, так как при транспортировании дыма капельно-жидкая фаза осаждается на стенках дымоходов, особенно у разветвлений и поворотов. Смолистые вещества, накапливающиеся в коптильных установках, дымоходах и дымогенераторах, необходимо удалять во избежание самовозгорания.

Продолжительность транспортирования дыма должна быть не более 20 с при ламинарной его подаче и не более 10 с при турбулентном движении дыма.

3. Фрикционный дымогенератор

Рассмотрим на примере патента РФ № 2430627.

Дымогенератор состоит из корпуса 1, в котором закреплена станина 2, в которой расположен паз 3, в пазу 3 размещен ползун 4. Ползун 4 шарнирно соединен с одним концом кулисы 5, в которой расположен продольный прямолинейный паз 6, по которому скользит ползун кулисы 7, который соединен с кривошипом 8. Кривошип 8 соединен с источником энергии через вариатор (не показан). Второй конец кулисы 5 через серьгу 9 шарнирно соединен с корпусом 1. На ползуне 4 закреплена пластина 10, на которой имеются деревянные шканты 11 для крепления источника дыма 12. В корпусе 1 установлен фрикционный барабан 13 на валу, соединенным с источником энергии (не показан). Фрикционный барабан 13 соединен с прижимным механизмом 14, и на валу барабана установлен вентилятор 15. На рабочей поверхности фрикционного барабана 13 установлен датчик температуры (не показан). В нижней части корпуса 1 установлена наклонная пластина 16 для сброса золы, кроме того, имеются патрубок 17 для удаления золы, патрубок 18 для подачи воздуха, патрубок 19 для отвода дыма.

Прижимной механизм выполнен с возможностью регулирования степени прижима фрикционного барабана к источнику дыма. Общий вид дымогенератора показан на чертеже. копчение пиролиз дымогенеретор

Дымогенератор работает следующим образом.

Источник дыма 12 устанавливается на пластине 10 в деревянных шкантах 11. Фрикционный барабан 13 прижимается к источнику дыма 12 с помощью прижимного механизма 14. Фрикционный барабан 13, установленный на валу, соединенным с источником энергии (не показан), приводится в движение при его включении. Одновременно приводится в движение кривошип 8, соединенный с источником энергии через вариатор (не показан). Вместе с кривошипом 8 движется закрепленный на нем ползун кулисы 7, скользящий в продольном прямолинейном пазу 6, прорезанном в кулисе 5, которая одним концом через серьгу 9 шарнирно соединена с корпусом 1. При вращении кривошипа 8 ползун кулисы 7 скользит в пазу 6 кулисы 5 и поворачивает ее вокруг неподвижной оси. Кулиса 5, соединенная с ползуном 4, приводит в возвратно-поступательное движение ползун 4, скользящий в пазу 3, который расположен в станине 2. Вместе с ползуном 4 двигается пластина 10, на которой в деревянных шкантах 11 закреплен источник дыма 12. Таким образом, источник дыма 12 совершает возвратно-поступательное движение по станине 2. В результате трения источника дыма 12 о поверхность фрикционного барабана 13 образуется дым. Охлаждающий воздух поступает через патрубок 18. При вращении фрикционного барабана 13 вентилятор 15 обеспечивает направленный поток дымовоздушной смеси, которая отводится по патрубку 19. Зола удаляется по наклонной пластине 16, установленной в нижней части корпуса 1 за счет вибрации установки через патрубок 17 для удаления золы. При превышении температуры дымовоздушной смеси выше заданной величины датчик температуры (не показан) подает сигнал на блок управления источника энергии для снижения частоты вращения фрикционного барабана 13 и уменьшения трения об источник дыма 12.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого дымогенератора по сравнению с прототипами заключается в том, что увеличивается производительность за счет увеличения площади обрабатываемой поверхности источника дыма. Возвратно-поступательное движение источника дыма по станине способствует уменьшению нагрева источника дыма за счет естественного охлаждения, обеспечивает равномерный температурный режим в зоне трения, поддержание постоянной температуры дыма и улучшение тем самым качества дыма. Использование датчика температуры на рабочей поверхности фрикционного барабана способствует регулированию температуры дыма относительно заданной величины, при этом исключается перегрев поверхности трения. За счет того что фрикционный барабан соединен с прижимным механизмом, который выполнен с возможностью регулирования степени прижима фрикционного барабана к источнику дыма, обеспечивается возможность получения однородного дыма при постоянных условиях. Соединение кривошипа с источником энергии через вариатор позволяет регулировать скорость движения источника дыма (для различных видов древесины).

4. Расчет фрикционных передач

Во фрикционных передачах с постоянным передаточным отношением первоначальный контакт рабочих тел может быть по линии или в точке. Под действием усилий прижатия первоначальный контакт распространяется по площадке, на которой действуют контактные напряжения. При обкатывании фрикционных колес друг по другу каждая точка поверхности колеса испытывает периодическое воздействие нормальной и касательной нагрузок, вследствие чего основной причиной выхода из строя фрикционных передач с металлическими колесами, работающих в масле, является усталостное выкрашивание поверхностей. Поэтому фрикционные передачи следует рассчитывать по контактным напряжениям на усталостную прочность.

Большинство фрикционных передач можно свести к расчетной схеме контакта двух цилиндров. Максимальные контактные нормальные напряжения, возникающие при контакте двух цилиндров, можно выразить формулой Герца

где F_r - радиальная сила; Ј_пр =2Е₁Е₁/(Е_Х +Ј₂) - приведенный модуль упругости (Я, и Е₂ - модули упругости материала цилиндров); Ь - длина площадки контакта; p_np = /?iR₂/(R\ +ѕ) - приведенный радиус кривизны цилиндров.

При работе фрикционной передачи в зоне контакта действуют также касательные нагрузки и материал рабочих тел находится в сложном напряженном состоянии. Влияние касательных нагрузок учитывают выбором соответствующих допускаемых контактных напряжений.

Для рабочих тел из закаленной шарикоподшипниковой стали или высоколегированных сталей, подвергнутых цементации и закалке до 59...63 HRQ, предел контактной выносливости можно принимать следующим:

[у]_//0 =1800...2000 МПа - при работе со смазочным материалом;

[у]_//0 =2000...2200 МПа - при работе без смазочного материала.

Для фрикционных передач, рабочие тела которых выполнены из улучшенных сталей (средняя твердость материала НВ < 320 ), [у]„0 =(3,5...4,0)НВ, где [у]//0 в МПа

где Nhe - эквивалентное число циклов нагружений, которое зависит от режима нагружения и характера действия механизма прижатия фрикционной передачи.

При ограниченном ресурсе допускаемые контактные напряжения можно определять, как и для зубчатых передач (см. гл. 11), при разной твердости материала рабочих тел: при твердости материала HRC₃> 58.

Список литературы

1. О.Я. Мезенова, И.Н. Ким, С.А. Бредихин «Производство копченых пищевых продуктов».

2. Невзоров Виктор Николаевич, Холопов Владимир Николаевич, Мяделец Ольга Игоревна, Ярум Андрей Иванович патентная работа «Дымогенератор» РФ № 2430627

Размещено на Allbest.ru