Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Теоретическое обоснование процесса

1.1 Характеристика картофеля

1.2 Способы очистки клубней

2. Классификация оборудования для очистки клубней

2.1 Отдельные представители картофелеочистительных машин

2.2 Патентный поиск

3. Картофелеочистительная машина непрерывного действия КНА-600

3.1 Принцип действия машины

3.2 Правила эксплуатации картофелеочистительной машины КНА-600

4. Технологический расчет

4.1 Определение производительности машины

4.2 Определение мощности двигателя

4.3 Кинематический расчет

4.3.1 Расчет клиноременной передачи

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Овощи занимают одно из ведущих мест в пищевом рационе человека, поэтому предприятия общественного питания обязаны предлагать потребителям возможно больший выбор отличных, вкусно приготовленных блюд и гарниров из овощей.

Технологические процессы, существующие на современном предприятии общественного питания, позволяют произвести выпуск качественной продукции в процессе сложного производства при оснащении его современными машинами, аппаратами и механизмами. В машинах и аппаратах протекают технологические процессы, связанные с разными методами обработки пищевых продуктов, такими как тепловые, физико-химические, гидромеханические и др. Методы и режимы обработки продуктов должны выбираться с учетом их технологических свойств и на основе анализа процессов, протекающих внутри самих продуктов.

Рациональная эксплуатация машин и аппаратов и анализ их работы базируются на глубоком знании теории, конструкции аппаратов и протекающих в них процессов. Правильный выбор и эффективная эксплуатация оборудования позволяют повысить качество обслуживания клиентов предприятий общественного питания, интенсифицировать труд обслуживающего персонала, снизить затраты физического труда, уменьшить потери сырья и удельные расходы энергии. Это позволит планомерно снижать себестоимость продукции при стабильно высоком ее качестве и одновременно дает возможность создать компактные производственные предприятия, цехи и участки с рациональной организацией труда работников.

В настоящее время изменились требования и к обслуживающему персоналу, в том числе и к электромеханикам, поварам и другим работникам, осуществляющим эксплуатацию, а также монтаж, наладку, техническое обслуживание и ремонт механического и теплового оборудования.

Развитие сети предприятий общественного питания, повышение качества обслуживания и приготовленных блюд тесно связаны с научно-техническим прогрессом, определяющим совершенствование всего технологического процесса.

Стабильное снабжение населения Российской Федерации овощной продукцией, увеличение выпуска овощных блюд и гарниров из них можно добиться, развивая собственную машиностроительную базу для всех типов и направлений пищевой отрасли промышленности и системы общественного питания.

Кроме того, в связи с интенсивным увеличением производства пищевых концентратов и все более возрастающей их важностью, процессы интенсификации и повышения экономичности обработки пищевого растительного сырья, разработки научно обоснованных исходных данных для проектирования и методики расчета оборудования приобретают важное значение. клубень картофелеочистительный пищеконцентратный

Высокие темпы развития пищевой, и особенно, пищеконцентратной промышленности требуют разработки новых и дальнейшего совершенствования существующих технологий и оборудования для их реализации в сжатые сроки.

Главным направлением является создание высокоэффективных машин и аппаратов, обеспечивающих полную автоматизацию и механизацию технологических процессов.

1. Теоретическое обоснование процесса

1.1 Характеристика картофеля

Овощи богаты углеводами (крахмалом, сахарами, пектиновыми веществами, клетчаткой и др.), обладают приятным вкусом и ароматом, имеют красивую разнообразную окраску, благодаря чему их широко используют для оформления кулинарных блюд и изделий, что придает им аппетитный вид.

Значение овощей в питании очень велико, и главное достоинство их заключается в том, что из них могут быть приготовлены разнообразные, полезные и вкусные блюда, гарниры, закуски, легкоусвояемые человеческим организмом и способствующие, кроме того, лучшему усвоению любой другой пищи, потребляемой вместе с овощами.

Технологическая схема обработки овощей состоит из следующих процессов: приемки, сортировки, мойки, очистки, промывания и нарезки.

При приемке обращают внимание на качество и вес партии овощей. От качества сырья зависит количество отходов при их обработке и качество готовых блюд.

Сортируют овощи по размерам, степени зрелости, форме и другим признакам, определяющим кулинарное использование. При сортировке удаляются испорченные овощи, механические примеси. Сортировку большинства овощей производят вручную. На крупных предприятиях картофель сортируют в машинах.

Во время мойки удаляют загрязнения. Овощи моют в ваннах или в овощемоечных машинах. Эта операция необходима не только с санитарной точки зрения, но и позволяет продлить срок эксплуатации картофелечисток, так как песок, попадающий в них, вызывает прежде временный износ движущихся частей машины.

Чистят овощи в специальных машинах или вручную. При очистке удаляются несъедобные, поврежденные или загнившие части овощей: кожура, плодоножки, грубые семена и т. п. Ручную очистку производят специальными коренчатыми или желобковыми ножами. Большое количество картофеля и клубнеплодов очищают в овощеочистительных машинах - картофелечистках. После механической очистки овощи дочищают вручную и промывают. В зависимости от кулинарного назначения овощи нарезают.

В овощных цехах выделяют участки по обработке картофеля и корнеплодов, зелени, лука, капусты и других овощей.

Очищенные и нарезанные овощи не подлежат длительному хранению. А для того чтобы они сохранили вкусовые качества и цвет, их необходимо немедленно направлять на тепловую обработку. Предельный срок хранения очищенных овощей - 2 -3 ч при температуре 12 ⁰С.

Картофель и корнеплоды хранят в сухом, темном помещении. Сырой очищенный картофель во избежание его потемнения рекомендуется хранить в холодной воде не более 2 часов. Картофель, обработанный бисульфитом натрия (сульфитированный), может храниться на воздухе при температуре 15 -16 ⁰С в течение 24 ч и при 5 -6 - до 48 ч.

1.2 Способы очистки клубней

Очисткой сырья называется процесс удаления несъедобных и малоценных в пищевом отношении (кожица) частей овощей и плодов.

Классификация способов очистки картофеля, овощей и фруктов, применяемых в промышленности, представлена на схеме.



Рисунок 1. Классификация способов очистки картофеля

Таким образом, чистку овощей можно проводить термическим, химическим и механическим способами. При использовании термического и химического способов для окончательного отделения кожуры применяют все же механический способ (чаще всего дочистку осуществляют щеточными и резиновыми поверхностями, реже - абразивными).

Термический способ очистки может быть огневым и паровым.

При огневом способе очистки клубни в термоагрегатах подвергают в течение нескольких секунд (3... 15) обжигу при температуре 1200... 1300 °С.

При этом кожура обугливается и происходит проваривание поверхностного слоя клубней на глубину 0,6... 1,5 мм. После обжига клубни очищаются в моечно-очистительной машине (пиллере) с помощью вращающихся щеточных и резиновых валиков.

При паровом способе очистки клубни в паровых агрегатах подвергаются воздействию острого водяного пара повышенного давления (0,4... 1,1 МПа) и температуры в течение 1-2 мин, далее сбрасывают давление до атмосферного (или в самой рабочей камере, или при разгрузке). В результате резкого снижения давления влага в слое под кожурой мгновенно закипает и превращается в пар, который отслаивает и разрывает кожуру клубней. Из-за повышенной температуры пара небольшой поверхностный слой клубней проваривается. Окончательная очистка осуществляется в моечно-очистительной машине (пиллере).

При химическом способе очистки клубни подвергают обработке раствором щелочи с последующей очисткой механическим способом и нейтрализацией остатков щелочи кислотой (уксусной или лимонной).

Химический и паровой способы можно объединить в щелочно-паровой способ очистки. При этом способе очистки используют и химический, и паровой агрегаты: вначале клубни обрабатываются 12%-ным раствором каустической соды при температуре 75... 80 ⁰С в течение 10 мин, а затем острым паром при давлении 0,5 ... 0,6 МПа в течение 1 мин - далее осуществляется доочистка в моечно-очистительной машине.

При механическом способе очистки наружный покров сдирается с овощей шероховатыми рабочими поверхностями во время относительного их перемещения (проскальзывания) При этом клубень должен прижиматься к шероховатой поверхности с определенным усилием, чтобы частички этой поверхности углубились в клубень, а при дальнейшем его движении произошло микросрезание. Очистка механическим способом всегда сопровождается интенсивным воздействием воды.

Места залегания глазков, участки с вогнутой поверхностью, механически и биологически поврежденные клубни дочищают вручную. Дочистка клубней вручную - процесс чрезвычайно трудоемкий с большим процентом отходов. Для исключения ручного способа дочистки за рубежом используют специально выведенные сорта столового картофеля с клубнями правильной формы и поверхностно залегающими глазками. Картофель таких сортов предварительно сортируют (отделяют крупные и мелкие клубни), поврежденные клубни отбраковывают и используют затем для технических целей (получение крахмала и т.д.).

Кроме того, широко известен способ глубокой механической очистки, при котором удаляется значительный поверхностный слой клубня (до 15 мм), а иногда из середины клубня вырезается параллелепипед или куб. Средняя часть клубня поступает для дальнейшей переработки на предприятия питания, а поверхностный слой используется в технических целях. Однако при глубоком способе очистки клубней отходы возрастают до 50. ..60%, а главное - удаляется поверхностный, наиболее ценный с точки зрения питательности, слой клубня.

На предприятиях общественного питания применяют в основном механический способ очистки овощей, что объясняется отсутствием оборудования небольшой производительности и невысокой сложности для осуществления термического и химического способов очистки. Кроме того, только при механическом способе очистки отходы могут быть использованы для производства крахмала.

Однако оптимальным способом очистки, с точки зрения сохранения питательных веществ при минимальных отходах, считается паровой способ.

При очистке овощей к конечному продукту предъявляют следующие требования: полностью очищенным считают клубень, у которого кожура сохраняется в углублениях, а на остальной поверхности клубня имеется не более трех участков с кожурой, наибольший размер которых от 1 до 3 мм.

2. Классификация оборудования для очистки клубней

Очистке поверхностной кожицы подвергаются такие овощи как картофель, лук, свекла, морковь.

Ко всем типам очистительных машин предъявляются одинаковые требования: высокая производительность, надежная и экономичная работа, удобство эксплуатации и ремонта, возможность регулирования производительности.

Все очистительное оборудование можно классифицировать в соответствии со схемой.

Рисунок 2. Классификация овощеочистительного оборудования

Основные признаки классификационной структуры:

- По функциональному назначению машины предназначены для очистки различных овощей, например картофель, морковь, свекла и т.п.;

- По структуре рабочего цикла: это картофелеочистительные машины периодического действия, например, машины, относящиеся к типу МОК и непрерывного действия, например, КНА-600;

- По форме рабочего органа могут быть машины дисковые, дисковые с закругленными краями, конусные (для картофелеочистительных машин периодического действия), роликовые (для машин непрерывного действия), а по характеру рабочей поверхности: абразивные (на бакелитовой, магнезиальной и других основах), шероховатые металлические или пластмассовые, лезвийные, щеточные, гибкая нить, резиновые.

Рисунок 3. Характер рабочих поверхностей дисков картофелеочистительных машин

Механический способ очистки наиболее распространенный, основанный на силе трения клубней о рабочие шероховатые поверхности машин. На рисунке 4 представлены рабочие органы картофелеочистительных машин.

Форму 4а имеют дисковые машины. На рисунке 4б дисковая форма рабочего органа имеет закругление.



Рисунок 4. Форма рабочих органов очистительного оборудования

Конусная форма показана на рис. 4в. На рисунке 4г показаны абразивные ролики непрерывнодействующей машины для очистки картофеля КНА-600.

2.1 Отдельные представители картофелеочистительных машин

В последнее время отечественная промышленность и ряд зарубежных фирм выпускают в основном дисковые картофелеочистительные машины. Они имеют рабочий орган в виде металлического вращающегося диска, верхняя поверхность которого имеет волнообразную форму и выполнена из шероховатых (чаще всего абразивных) материалов. Иногда на поверхности имеются от двух до четырех волн, высота которых увеличивается от центра диска к его краям. Иногда волны выполняют отдельно из металла или другого материала и устанавливают на диск. Некоторые картофелеочистительные машины периодического действия отечественного и зарубежного производства, например, МОК-150 и другие имеют рабочие органы в виде вогнутой чаши с плавным переходом от горизонтальной поверхности к наклонной.

Рисунок 5. Принципиальная схема картофелеочистительной машины МОК-150

1 - станина; 2 - электродвигатель; 3 - понижающая клиноременная передача; 4 - сливной патрубок; 5 - лопасти; 6 - металлический диск; 7 - абразивный диск; 8 - разгрузочный люк; 9 - металлический цилиндр с отверстиями; 10 - загрузочный лоток; 11 - ниппель; 12 - рабочая камера; 13 - волна; 14 - вертикальный вал; 15 - подшипник; 16 - сливной шланг.

Принцип действия машины МОК-150 следующий. При включении электродвигателя вращение через клиноременную передачу передается вертикальному рабочему валу, а от него - рабочему органу. Клубни, поступающие в рабочую камеру, увлекаются в движение рабочим органом и под действием центробежной силы перемещаются от центра к стенке. При этом между клубнем и абразивной поверхностью рабочего органа возникает сила трения, направленная в противоположную сторону от относительного движения. В результате этого клубень закручивается вокруг своей оси, проскальзывает и кожица сдирается микрозубцами абразива. Одновременно клубни поворачиваются, перекатываются, что обеспечивает касание различных участков поверхностей клубней и шероховатых поверхностей рабочего органа и стенок. При соприкосновении клубней с наклонной частью рабочего органа - волной, последняя сообщает им толчок, и клубень летит вверх. На освободившееся место поступают следующие клубни.

Рисунок 6. Принципиальная схема картофелеочистительной машины К7-МОК-125

1 - чаша в виде усеченного конуса; 2 - выступ; 3 - отбойник; 4 - абразивные сегменты

Попавшие в верхнее положение клубни скатываются вниз, на рабочий орган. При этом вся масса клубней вращается в направлении движения диска, перемещаясь одновременно к стенке рабочей камеры, а затем волнами поднимаются вверх. Мезга смывается водой, непрерывно поступающей в рабочую камеру.

Аналогичны и картофелеочистительные машины МОК-З 00 и МОЛ-100 и различаются лишь габаритами, мощностью электродвигателя и некоторыми конструктивными особенностями.

С чашей в виде усеченного конуса выпускается картофелеочистительная машина К7-МОК-125.

В этой машине стенки покрыты абразивными сегментами 4. Для изменения направления полета клубней и их торможения на стенке рабочей камеры выполнен выступ 2, в крышке загрузочного устройства предусмотрен отбойник 3.

Картофелеочистительные машины могут иметь индивидуальный привод, но могут использоваться и сменные механизмы к универсальным приводам. Так, картофелеочистительный механизм УММ-5 присоединяется к универсальной кухонной машине УММ-ПР или УММ-ПС.

Рисунок 7. Принципиальная схема картофелеочистительной машины УММ-5

Отличительные особенности его следующие: для передачи движения с вала привода на рабочий вал механизма используется повышающая коническая передача. Стенки рабочей камеры не покрыты абразивным материалом.

Сравнительно недавно появились универсальные машины для очистки овощей и лука МООЛ-500 и УОМ-300. Благодаря специально подобранной скорости и особой конструкции эти машины одинаково хорошо чистят и лук и картофель. Объем отходов составляет от 6 до 10%, что весьма невелико.

Диск на УОМ-300 имеет толщину 20 мм, а на МООЛ-500 - 40 мм и практически не срабатываются даже за несколько лет эксплуатации. Машины могут быть использованы также и для очистки моркови, свеклы и других овощей. Инженеры - исследователи работают и над новой формой рабочей камеры с целью увеличения производительности машин, повышения эффективности их работы.

Техническая характеристика отечественных картофелеочистительных машин периодического действия

Показатели	МОК-125	МОК-150	МОК-300	МООЛ-500	УОМ-300
Производительность, кг/ч	125	150	300	500 по луку, 300 по картофелю	300 по картофелю
Мощность электродвигателя, кВт	0,37	0,55	0,55	2,2	1,5
Габаритные размеры, мм	530х380х835	630х430х920	690х495х1015	1000х600х600	950х700х600
Масса машины, кг	85	105	70	60	55

Из зарубежных представителей машин данного класса, то есть картофелеочистительных машин периодического действия выделяются машины фирмы "IMC", зарегистрированной в Великобритании. Машины имеют встроенное реле времени, позволяют произвести быструю очистку овощей или фруктов. Выполнены из коррозионно-стойкого алюминия, могут устанавливаться на регулируемой подставке, выводят отходы с помощью выталкивателя.

Компания "IMC" производит три серии очистительных машин: серия V - настольная, предназначенная для использования на кухнях с дефицитом площади, серия М - стационарная, наиболее популярная благодаря полному решению вопроса сбора отходов очистки и наличию возможности замены дисков (6 сменных дисков) и как следствие - уникальная многофункциональность. Эта серия выпускается компанией в 3 моделях - М5, М10, М15.

Серия S - стационарная, предназначена только для крайне интенсивного использования машины при обработке большого количества продукции на фабриках, выпускающих полуфабрикаты.

Серия V (настольная серия). Конструкция машины выполнена из металлического сплава, покрытого толстым пластификатом, округлые края конструкции делают машину более легкой и удобной в эксплуатации. Благодаря небольшой высоте машины и малого веса ее легко можно перемещать с рабочей поверхности стола на его нижнюю полку. Установка машины, использование и обслуживание не требует значительных затрат времени и средств. Труба сброса отходов может быть установлена с правой или левой стороны машины.

Привод машины (250 Вт) работает при напряжении питания 220 В переменного однофазного тока с частотой 50 Гц, максимальная сила тока 10 А. Ременная передача. Время очистки одноразовой загрузки от 1 до 2 минут.

Серия М. Машины этой серии гарантируют идеальную чистоту вокруг места эксплуатации, что очень важно при ее использовании в кухне, где совмещены сырьевой и тепловой цикл обработки пищи. В стандартную комплектацию машины данной серии входит: карборундовый диск для очистки картофеля, низковольтный переключатель и таймер, размещение на лицевой панели машины, устройство с фильтром для отходов, полная магнитная защита. Конструкция выполнена из нержавеющей стали.

Техническая характеристика машин серии М и ее моделей

Параметры	Модель
	М 5	М 10	М 15
Мощность, кВт	0,25	0,37	0,37
Загрузка картофеля, кг	5	10	15
Производительность, кг/ч	130	280	400
Сила тока, А	10	15	15
Габариты, мм
- длина	225	285	285
- ширина	333	448	448
- высота	268	335	335

Из непрерывнодействующих картофелеочистительных машин отечественного производства в данной работе представлена машина КНА-600М.

2.2 Патентный поиск

Известно изобретение [17] Максимова В.Н., в соответствии с патентом RU № 95100720 от 27.08.1996 г. "Машина для очистки корнеклубнеплодов от кожуры В.Н. Максимова", которое относится к области машиностроения пищевой промышленности, а именно к машинам для очистки картофеля и других корнеплодов от кожуры.

Машина для очистки корнеклубнеплодов от кожуры включает в себя загрузочный бункер с дозатором и очистную камеру. В очистной камере расположены скатная решетка и рабочий орган. Рабочий орган изготовлен в виде наклонно установленных под выходным участком дозатора подающего и выполненного, из группы механизмов возвратно-поступательного перемещения планок, в желобах очистных транспортеров. Транспортеры установлены один под другим в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях с уменьшающимся зазором между рабочими поверхностями по ходу движения корнеклубнеплодов, и привод.

Изобретателями-авторами Пиянзиным В.Т., Пермяковым А.П., Двирным В.В., Смирновым-Васильевым К.Г. был предложен [20] "Способ очистки корнеклубнеплодов от кожуры и устройство для его осуществления" в соответствии с патентом RU № 2073473. от 20.02.1997 г. С 17.03.2008 г. он прекратил действие.

Изобретение предназначалось для использования в пищевой промышленности и сфере общественного питания.

Предложенный способ очистки предусматривает высокоскоростную подачу пара под давлением на корнеклубнеплоды, причем пар подают в виде струй, что позволяет равномерно и одинаково производить очистку при непрерывном перемешивании корнеклубнеплодов.

Авторами предложена целесообразность периодического прекращения подачи пара и обрабатка корнеклубнеплодов струями холодной воды, подаваемой под давлением.

Устройство для очистки корнеклубнеплодов содержит загрузочную емкость, цилиндрическую камеру и патрубки для подвода пара и воды.

Конструкция загрузочной емкости представляет собой сетчатый барабан, приводимый во вращение в рабочем состоянии. Цилиндрическая камера состоит из наружной и внутренней обечаек, причем внутренняя обечайка имеет струйные форсунки.

Загрузочная емкость установлена концентрично обечайкам с возможностью осевого выдвижения.

Устройство не имеет сложных механических приспособлений для удаления кожуры и глазков, поскольку подаваемые из форсунок струи пара являются средствами для варки и одновременно для удаления кожуры и глазков.

Также вызывает интерес "Способ очистки растительного сырья" [14] изобретателя Квасенкова О.И., в соответствии с патентом RU № 2077238 от 20.04.1997 г.

Принцип способа заключается в том, что для очистки растительного сырья от кожицы поток жидкой двуокиси углерода подают к сырью через сверхзвуковое сопло с образованием на выходе газовой фазы, используемой в качестве носителя, и твердой фазы, используемой в качестве абразивных тел.

3. Картофелеочистительная машина непрерывного действия КНА-600

Картофелеочистительная машина КНА-600М предназначена для удаления кожуры с клубней картофеля.

Машину КНА-6ООМ устанавливают на крупных предприятиях общественного питания или в специализированных цехах по очистке картофеля, а также в поточных линиях.

Рисунок 8. Общий вид картофелеочистительной машины КНА-600М

1 - рама; 2 - ванна; 3 - наружный каркас; 4 - привод рабочих валиков; 5 - внутренний каркас; 6 - душевое устройство

Очистка клубней происходит за счет их трения об абразивные поверхности рабочих валиков, стенок и перегородок, при интенсивной подаче воды. Принципиальная схема машины показана на рисунке.

Рисунок 9. Принципиальная схема картофелеочистительной машины КНА-600М.

1 - рама; 2 - ванна; 3 - ролик; 4 - загрузочное окно; 5 - электродвигатель; 6 - ременная передача; 7 - цилиндрическое колесо; 8 - коллектор; 9 - перегородка; 10 - заслонка; 11 - секция рабочей камеры; 12 - разгрузочный лоток; 13 - поворотная заслонка; 14 - валик; 15 - сетка; 16 - крахмалоотстойник; 17 - сливной патрубок; 18 - регулировочный механизм.

Машина состоит из рамы, ванны, наружного и внутреннего каркасов, привода рабочих валиков, душевого устройства. Рама является основанием, на котором крепятся все узлы машины. На раме установлена ванна, имеющая форму четырехгранной усеченной пирамиды. Наружный каркас образуется из боковины, привода валов, передней и задней стенок, закрепленных на раме.

Привод рабочих валиков включает электродвигатель, клиноременную и зубчатую передачи.

Рабочие валики состоят из стальных стержней и насаженных на них абразивных роликов по 12 штук на валик. Ролики имеют форму усеченных конусов и совмещаются на стержне одинаковыми диаметрами, что обеспечивает большую поверхность соприкосновения клубней с абразивной поверхностью роликов. Валики расположены так, что образуют четыре секции.

Внутренний каркас сварен из листовой нержавеющей стали и состоит из двух стенок с поперечными перегородками, в которых предусмотрены окна, ширину которых можно изменять с помощью выдвижной заслонки. Такая же заслонка установлена перед разгрузочным окном. Над каждой секцией расположено душевое устройство.

Рисунок 10. Кинематическая схема картофелеочистительной машины КНА-600М

1 - электродвигатель; 2 - ведущий шкив клиноременной передачи; 3 - ведомый шкив клиноременной передачи; 4 - зубчатое колесо; 5 - шестерня; 6 - промежуточные валики с абразивными роликами.

От электродвигателя движение через клиноременную передачу, в соответствии с рисунком 10, передается валу второй секции, на котором закреплено зубчатое колесо.

Это колесо одновременно находится в зацеплении с шестью шестернями, вращающими рабочие валики.

Рисунок 11. Схема передаточного механизма

1 - электродвигатель; 2 - ведущий шкив клиноременной передачи; 3 - ведомы шкив клиноременной передачи; 4 - зубчатое колесо; 5 - шестерни

Две крайние шестерни передают движение зубчатым колесам первой и третьей секциям, которые также находятся в зацеплении с шестернями, вращающими валики первой и третьей секций. Зубчатое колесо четвертой секции вращается от крайней шестерни третьей секции и приводит в движение шестерни с валиками четвертой секции.

Таким образом, каждый валик с абразивными роликами одним концом укреплен в подшипнике, а другим зацеплен с валиком приводного механизма

Для смазки подшипников и зубчатых пар имеется масляный насос, с помощью которого масло по трубкам подается к зубчатым передачам и подшипникам.

3.1 Принцип действия машины

Картофель предварительно рекомендуется промыть и откалибровать. Производительность конвейера, подающего картофель на очистку в машину, должна соответствовать производительности картофелеочистительной машине.

При работе картофелеочистительной машины непрерывного действия откалиброванный картофель непрерывно загружается через окно в первую секцию рабочей камеры и попадает на быстровращающиеся валики с абразивными роликами.

Клубни картофеля, вращаясь вокруг собственной оси, поднимаются по валикам секции, наталкиваются на перегородку и падают обратно во впадину секции. Совершая такое движение, клубни продвигаются вдоль валиков к окну, так как поджимаются вновь поступающим картофелем.

Пройдя к окну, клубни попадают во вторую секцию, где совершают такой же путь в противоположную по ширине машины сторону. Благодаря лабиринтному расположению окон в перегородках время обработки продукта увеличивается.

Пройдя через все четыре секции, клубни подходят к разгрузочному окну и по лотку выходят из машины.

Продвигаясь, клубни непрерывно трутся об абразивные ролики и обмываются водой из душа, благодаря чему кожура с клубней сдирается и смывается. Картофель выходит из машины полностью очищенным (исключение составляют глазки и глубокие впадины). После выхода картофеля из машины производится дочистка глазков.

Для снижения процента отходов, расхода воды и увеличения срока службы абразивных роликов картофель должен быть предварительно вымыт.

Для получения качественной очистки необходимо регулировать время пребывания картофеля в машине. Время нахождения картофеля в машине в процессе очистки регулируется изменением ширины окон в перегородках и ширины разгрузочного окна. При наладке также регулируется расход воды, который устанавливается минимальным, но достаточным для получения чистого картофеля.

Техническая характеристика машины КНА-600М

Производительность, кг/ч	600
Частота вращения вала электродвигателя, мин-1	1500
Число фаз переменного тока	Три
Номинальное напряжение, В	380/220
Номинальная мощность электродвигателя, кВт	3,0
Габаритные размеры, мм
- длина	1500
- ширина	1130
- высота	1300
Масса, кг не более	480

3.2 Правила эксплуатации картофелеочистительной машины КНА-600

Прежде чем приступить к очистке овощей проводят внешний осмотр машины: определяют ее санитарное состояние, убеждаются в отсутствии посторонних предметов внутри рабочей камеры, проверяют заземление, состояние электропроводки и правильность сборки. Далее включают машину и проверяют ее работу на холостом ходу.

После этого можно приступить к работе. Предназначенные для очистки овощи рекомендуется откалибровать и вымыть, что уменьшает процент их отходов, улучшает качество очистки и удлиняет срок эксплуатации машины.

Загружают машину после включения электродвигателя и подачи воды в коллектор. Предварительно отсортированный и вымытый картофель подают в загрузочное устройство машины с помощью ленточного транспортера. В зависимости от состояния продукта устанавливают необходимое сечение окон и наклон машины. Производительность подающего транспортера должна соответствовать производительности машины. Не следует допускать переполнения какой-либо секции продуктом. В процессе эксплуатации абразивные ролики изнашиваются, зазоры между ними увеличиваются до 10 - 12 мм и мелкие клубни могут провалиться в ванну для слива воды и отходов. В этом случае необходимо произвести замену роликов на каждом нечетном валу, благодаря чему зазор уменьшается до 5 мм. При повторном увеличении зазора до 10-12 мм ролики заменяются уже на четных валах, и машина снова работает до предельного зазора, после чего меняются ролики на нечетных валах и т.д. Чтобы этого не происходило, износившиеся ролики надо регулярно заменять.

Кроме того, необходимо следить за состоянием клиновых ремней, регулярно проводить их натяжение, а также промывать редукторы, заменяя в них смазку. Все ремонтные работы, а также санитарную обработку производят при отключенном двигателе. При мойке необходимо следить за тем, чтобы вода не попадала на электродвигатель и электропусковое устройство.

4 Технологический расчет

4.1 Определение производительности машины

Теоретическая производительность картофелеочистительной машины КНА-600М определится по следующей формуле:

Q = ,

Где F - площадь разгрузочного окна, м².

F = 0,18·0,16 = 0,0288 м²,

Здесь ширина рабочей камеры машины В = 0,75 м, расстояние между перегородками секций L = 0,3 м. Ширина и высота разгрузочного окна соответственно 0,18 м и 0,16 м.

- насыпная масса картофеля, кг/м³, по справочнику =750 кг/м 3.

- коэффициент использования площади разгрузочного окна. Экспериментально установлено, что одновременно из разгрузочного окна выбрасывается не более одного - трех клубней, поэтому площадь выходного окна используется только на 10 - 20 % и при расчетах можно принять коэффициент от 0,1 до 0,2. Принимаем = 0,15.

- скорость выхода картофеля из разгрузочного окна, = 0,05 м/с.

Тогда Q = 3600·0,05·0,03·750·0,15 = 607,5 кг

4.2 Определение мощности двигателя

Предварительно определим массу картофеля, находящегося в рабочей камере машины. Принимая объем, занимаемый картофелем в каждой секции, равным объему полуцилиндра с диаметром, соответствующим расстоянию между перегородками секций и длиной, равной ширине рабочей камеры, при коэффициенте заполнения этого объема = 0,6, находим массу картофеля в одной секции.

Р = 11,92 кг

Масса картофеля, одновременно находящегося в четырех секциях, составит m = 11,92 * 4 = 47,7 кг. Принимаем массу 48 кг.

Мощность двигателя картофелеочистительной машины непрерывного действия определится по формуле:

;

где Мтр - момент на рабочем инструменте, возникающий от силы трения между клубнями и роликами, Н·м;

- угловая скорость вращения роликов, рад/с;

- коэффициент полезного действия передаточного устройства.

Считаем, что все ролики будут равномерно загружены слоем обрабатываемого продукта с общей массой m. Тогда, момент Мтр можно определить следующим образом:

Мтр = Т * rср = m * g * f * rср;

Где Т - сила трения между клубнями и абразивными роликами;

rср - средний радиус абразивного ролика, м; rср = 0,034 м;

f - коэффициент трения клубней картофеля об абразивную поверхность, (f = 0,8 - 1,3).

Подставляя, преобразуем формулу определения мощности

;

где n - частота вращения абразивных роликов, мин-1. n = 750 об/мин.

Принимаем = 0,7.

= 2334 Вт

Подбираем по каталогу электродвигатель серии 4А в закрытом исполнении, обдуваемый мощностью 3 кВт.

4.3 Кинематический расчет

В кинематическом расчете необходимо рассчитать передачи.

Известно, что в картофелеочистительной машине КНА-600М от электродвигателя движение через клиноременную передачу передается валу второй секции. Все рабочие валики имеют одинаковую скорость вращения.

Выполнение расчета необходимо начать с определения общего передаточного отношения.

Мощность на ведущем валу равна N = 3кВт.

Частота вращения вала электродвигателя n1 = 1500 об/мин.

Частота вращения рабочих валиков nв = 750 об/мин

Общее передаточное отношение составит:

Передаточное отношение клиноременной передачи ip = 2.

Зубчатые передачи не рассчитываем.

Определяем угловую скорость и номинальный вращающий момент М 1 ведущего вала

157 рад/с

М 1 = 19,1 Н*м

4.3.1 Расчет клиноременной передачи

При таком значении М 1 в табл. 5.6 находим рекомендуемое значение сечения О ремня с площадью поперечного сечения F = 47 мм 2.

Выбираем диаметр D1 ведущего шкива. Минимальный диаметр шкива рекомендуется 63 мм. Для обеспечения большей долговечности ремня возьмем шкив больше D1 = 100 мм.

Находим диаметр D2 ведомого шкива.

Примем относительное скольжение е = 0,015:

197 мм

Ближайшее стандартное значение диаметра шкива D2 = 200 мм.

Уточняем передаточное отношение клиноременной передачи

2,03

расхождение менее 1,5 %, что допустимо и не требует пересчета.

Принимаем D1 = 100 мм.

D2 = 200 мм.

h = 10,5 мм

Определяем межосевое расстояние минимальное и максимальное значения "а".

а_мин = 0,55(D1 + D2) + h =0,55(100 + 200)+ 10,5 = 175,5 мм

а_мах = 2(D1 + D2) = 2(100 + 200) = 600 мм

Среднее значение составит 387,75 мм

Принимаем близкое к среднему значению а_ср = 400 мм.

Определяем расчетную длину ремня

,

1371,1 мм

Ближайшая по стандарту длина L = 1400 мм.

Вычисляем

Dср = 0,5(D2 + D1) = 0,5 (200 + 100) = 150 мм

Новое значение межосевого расстояния с учетом стандартной длины ремня

461,8 мм

Необходимые перемещения для надевания и увеличения натяжения составят:

В меньшую сторону 0,01*1400 = 14 мм

В большую сторону 0,025*1400 = 35 мм

Угол обхвата меньшего шкива

мм

Скорость:

5,2 м/с

По таблице 5.7 находим величину окружного усилия Ро, передаваемого одним клиновым ремнем сечения А: 160 Н и 190 Н при скоростях от 5 до 10 м/с.

Интерполируя, находим значение Ро = 167,2 Н на один ремень.

Допускаемое окружное усилие на один ремень

167,2·0,96·1·1= 160,5Н

Здесь

1 - 0,003 (180 - 167) = 0,96

Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня,

,

так как расчетная длина L =1400 = Lo, то CL = 1.

Коэффициент режима работы Ср = 1 при заданных режимах работы.

Окружное усилие определится как:

,

Или

Р = 576,9 Н

Расчетное число ремней:

3,6.

Принимаем 4 ремня.

Определяем усилия в ременной передаче, приняв напряжение от предварительного натяжения

1,6 Н/мм²

Предварительное натяжение каждой ветви ремня составит

1,6·81 = 129,6 Н

Рабочее натяжение ведущей ветви

Н

То же для ведомой ветви

57,5

Усилия на валы

1004,2 H

Заключение

Сделав обзор литературных источников и анализ существующих конструкций, а также выполнив технологические и кинематические расчеты можно сделать вывод о необходимости внедрения в сеть предприятий общественного питания с большой пропускной способностью картофелеочистительных машин непрерывного действия на базе машины КНА-600М.

Рационализаторское предложение

Очистка клубней происходит за счет их трения об абразивные поверхности рабочих валиков, стенок и перегородок, при интенсивной подаче воды. Для улучшения очистки предложено на входе клубней в рабочую зону камеры подавать пар под давлением через форсунки, расположенные таким образом, чтобы пар создавал паровую завесу, через которую проходят клубни. Кратковременная обработка паром поверхности клубней будет способствовать лучшему удалению кожуры с корнеклубнеплодов даже у клубней с подвядшей кожурой.

Рисунок 12. Схема кратковременной обработки паром клубней картофеля

1 - форсунки для пара; 2 - клубни картофель.

Список использованной литературы

1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности - М.: Высшая школа, 2001г.

2. Богушева Технология приготовления пищи: Учебно-методическое пособие. - М.: ИКЦ "МарТ"; Ростов н/Д: Издательский центр "МарТ", 2005. - 320 с.

3. Ботов М.И. Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли и общественного питания: учебник для нач. проф. Образования /М.И. Ботов, В.Д. Елхина, О.М. Голованов.- 2-е изд., испр.- М..: Издательский центр "Академия", 2006.- 464 с.

4. Гайворонский К.Я., Щеглов Н.Г. Технологическое оборудование предприятий общественного питания и торговли: учебник - М.: ИД "ФОРУМ": ИНФРА-М, 2008.- 480 с.

5. Гук Г.А. Процессы и аппараты молочной промышленности. Т.1. М.: Пищепромиздат, 1955, 472 с.

6. ГОСТ Р 50663-95 "Общественное питание" Классификация предприятий".

7. ГОСТ Р 50647-94 "Общественное питание. Термины. Определения".

8. ГОСТ 12.4.011-89. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.- 10с.: ил. - (Система стандартов безопасности труда).

9. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности.- Переизд. Апр.1982 с изм.- Взамен ГОСТ 12.1.003-68; Введ. 01.01.77 дл 01.07.84.- М.: Изд-в стандартов, 1982.- 9 с: ил.

10. ГОСТ 12.1.005-76. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования.- Введ.01.01.87.- М.: Изд-во стандартов, 1984.- 31 с.

11. Долин П.А. Справочник по технике безопасности.- М.: Энергия.- 1982.- 436 с.

12. Золин В.П. Технологическое оборудование предприятий общественного питания: Учебник для нач. проф. Образования: Учеб. пособие для сред. Проф. Образования /В.П. Золин.- 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр "Академия", 2003.- 248 с.

13. Лунин О.Г., Вельтищев В.Н., Березовский Ю.М. и др. Курсовое и дипломное проектирование технологического оборудования пищевых производств. - М.: Агропромиздат. 1986.

14. Квасенков О.И. Патент RU № 2077238, от 20.04.1997 г. Способ очистки растительного сырья

15. Кретов И.Т., Остриков А.Н., Кравченко В.М. Технологическое оборудование предприятий пищеконцентратной промышленности: Учебник.- Воронеж: Издательство Воронежского университета, 1996.- 448 с.

16. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб.пособие для техникумов/С.А. Чернавский, Г.М. Ицкович, К.Н. Боков и др. - М.:Машиностроение, 1979.-С. 71.

17. Максимов В.Н. Патент RU № 95100720 от 27.08.1996 г. Машина для очистки корнеклубнеплодов от кожуры В.Н. Максимова

18. Никуленкова Т.Т., Лавриненко Ю.И., Ястина Г.М. Проектирование предприятий общественного питания. - М.: Колос, 2000. - 216 с.

19. Оборудование предприятий общественного питания. В 3-х т. Т.1: Механическое оборудование: Учеб. для студентов вузов, обуч. По спец. 1011 "Технол. и орг. обществ. питания" /В.Д. Елхина, А.А. ЖуринЛ.П. Проничкина, М.К. Богачев.- 2-е изд., перераб.- М.: Экономика, 1987.- С.153-163.

20. Пиянзин В.Т., Пермяков А.П., Двирный В.В., Смирнов-Васильев К.Г. Патент RU № 2073473. от 20.02.1997 г. 17.03.2008 г. прекратил действие. Способ очистки корнеклубнеплодов от кожуры и устройство для его осуществления

Размещено на Allbest.ru

...