Проектирование шприца для принудительного наполнения фаршем колбасных оболочек, форм, тары

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Состояние вопроса

2. Назначение и описание проектируемой машины

2. Технологическая схема производства вареных колбас

3. Технологический расчет

Заключение

Введение

Мясная отрасль представляет сеть мясокомбинатов большой мощности, мясоперерабатывающих предприятий средней и малой мощности.

Тенденцией развития отрасли в настоящий период является образование многочисленных мобильных мини-предприятий и цехов перерабатывающей промышленности АПК.

Все оборудование, применяемое в мясной отрасли, может быть разделено на две группы: вспомогательное и основное. К основному относится оборудование, которое выполняет заданный технологический процесс (оглушение, разделение, измельчение и т.д.) и непосредственно контактирует с сырьем. Вспомогательное оборудование обеспечивает нормальную работу основного, т.е. выполняет функции транспортирования, подъема, резервирования сырья и т.п.

Предприятия мясной промышленности нашей страны оснащены большим количеством (более 400 наименований) технологического оборудования. Рациональная эксплуатация оборудования требует глубокого знания его особенностей и конструктивных признаков.

Выпуск качественных мясопродуктов неразрывно связан с высокими санитарно-гигиеническими требованиями к производству. Знание санитарных правил, способов санитарной обработки оборудования, инвентаря, рабочего места и личной гигиены - это обязанность каждого работника мясной промышленности.

1. Состояние вопроса

Шприцы применяют для принудительного наполнения фаршем колбасных оболочек, форм, тары и пр.

По принципу работы шприцы могут быть универсальными или специального назначения, а по роду действия - периодического или непрерывного действия. Для шприцов непрерывного действия характерны более высокие коэффициент использования производительности машины и производительность труда.

К ним предъявляют следующие технологические требования: сохранение формы кусочков шпига и исходных свойств фарша при прохождении через рабочие органы машины, предотвращение попадания в фарш воздуха, смазки, частиц от изнашивающихся деталей и пр.; сокращение пути движения фарша от приемного бункера до цевки; возможно быстрая разборка рабочих деталей, полная очистка и промывка всех участков, соприкасающихся с фаршем; возможность регулирования скорости истечения фарша в зависимости от вида его и других технологических требований; возможно полное исключение ручных операций по загрузке, выравниванию и уплотнению фарша; возможность включения шприца в единую механизированную линию или агрегата непрерывного приготовления фарша и колбасных изделий; возможно высокий к.п.д. передач энергии в шприце; повышение производительности труда, улучшение санитарно-гигиенических условий и условии обслуживания.

Каждый шприц состоит из резервуара для приема фарша, вытеснителя, фаршеотводного устройства, привода и механизмов, обслуживающих вытеснитель, причем в шприцах периодического действия резервуар для приема фарша совмещен с вытеснителем, выполненным в виде цилиндра с поршнем. В шприцах некоторых типов имеются устройства для дозирования фарша, надевания оболочки и ее перекручивания, пережима и пр. Они более удобны для включения в единую непрерывную линию колбасного производства и обеспечивают лучшие санитарно-гигиенические работы. Однако применяемые в данное время вытеснители шприцов непрерывного действия отрицательно влияют на качество фарша.

Это обусловлено тем, что фарш из зоны всасывания в зону нагнетания передается мелкими порциями, при этом рабочие органы вытеснителей за счет одностороннего сжатия фарша мелкими порциями перетирают его в отличие от поршневых шприцов, где фарш подвергается объемному сжатию.

Шприцы должны включать в себя: бункер для приема и поддержания в нем требуемого уровня фарша, исключающего возможный подсос через слои фарша воздуха в рабочую зону вытеснителя; вытеснитель, забирающий фарш из бункера и выдающий его через цевку в оболочку дозами определенного или произвольного объема; приводной механизм с приспособлениями для изменения числа оборотов двигателя до числа оборотов ротора, регулирования производительности или скорости выхода фарша в оболочку, перекрытия потока фарша; вакуумную систему, состоящую из насоса, трубопровода, ловушки и устройства для наблюдения за работой вакуумной системы и регулирования глубины разрежения.

Шприцы с раздельной работой включают в себя вакуумный шприц-наполнитель транспортирующих труб и шприц-вытеснитель фарша через цевку. Между этими шприцами фарш, поданный в трубы, последними перемещается по направляющим рельсам.

Для поддержания в рабочей зоне машины и вакуумной системе чистоты, требуемой условиями производства, эти части машины изготовляют свободно разбирающимися и легко доступными для осмотра, мойки, чистки и последующей сборки.

По принципу работы вытеснители разделяют на поршневые, шестеренчатые, эксцентриково-лопастные, винтовые, шнековые и центробежные.

Гидравлические поршневые шприцы изготовляют с централизованным или индивидуальным питанием гидроэнергией. В первом случае они работают как от общей насосной установки, подающей масло в силовые цилиндры, так и от водопроводной сети, конструкция их проще и легче, чем конструкция шприцов с индивидуальным питанием.

Кроме того, значительно сокращается длительность возврата поршня в исходное положение, вследствие чего существенно повышается их производительность.

Гидравлические шприцы изготовляют и с горизонтальным постоянным или сменным цилиндром. В первом случае неудобство поворота поршня после загрузки его фаршем уменьшает маневренность и производительность, утяжеляет конструкцию и увеличивает габариты. Гидравлические шприцы со сменным горизонтальным цилиндром (фирмы Kramer - Grebe) и с централизованным снабжением гидроэнергией в последнее время внедряются в промышленности. Это объясняется тем, что в этих установках механизированы технологические и транспортные операции. В шприцах с вертикальным цилиндром подпоршневое пространство труднодоступно для очистки и промывания. Гидравлические шприцы с горизонтальным цилиндром, имеющие разрыв между цилиндрами, свободны от этого недостатка. Емкость цилиндров гидрошприцов составляет 30-100 л.

Для извлечения и подъема из цилиндра поршня в его тело ввинчивают болт с ушком и поднимают поршень, а чтобы облегчить изъятие, поршни поднимают в крайнее верхнее положение. Поршень силового цилиндра снабжен откидной крышкой, имеющей вогнутое очертание. обеспечивающее наличие в системе некоторого объема воздуха, необходимого для предотвращения рывка при подъеме поршня.

Для изменения давления масла в силовом цилиндре предусмотрен предохранительный клапан, давление в котором регулируется вращением маховичка, установленного рядом с рукояткой пробкового крана.

Недостатки гидравлического шприца следующие: 1) большой вес как общий, так и вес, отнесенный к единице объема фаршевого цилиндра; 2) тихоходный насос, для которого требуется установка передач между двигателем и насосом, вследствие чего наряду с потерями энергии происходит шум и возникает необходимость в большем числе деталей и пр.; 3) в машине предусмотрено два предохранительных клапана, но если установить предохранительный клапан на нагнетательной линии, то необходимость в установке в машине двух предохранительных клапанов отпадает; 4) конусный регулирующий кран тяжел в работе; следует заменить цилиндрическим и др.

Пневматические шприцы приводятся в действие сжатым воздухом, подаваемым компрессором в централизованном порядке или от индивидуальной компрессорной установки. В последнем случае компрессор устанавливают рядом со шприцом на столе, под крышкой которого помещен ресивер. Емкость цилиндра таких шприцов не превышает 50 .1. Пневматические шприцы с централизованным питанием изготовляют емкостью 50-220 л. Пневматический шприц состоит из вертикального цилиндра 1 (см. рис 1.), внутри которого расположен свободно движущийся поршень 2. Цилиндр закрывают крышкой 3, подвешенной к шпинделю 4, установленному на траверзе 5, причем траверза служит консолью поворотной крышки и второй опорой при ее закреплении.

Рис. 1. Пневматические шприцы

Шприц снабжен распределительным краном 6 с инжектором 7 для отсоса воздуха из подпоршиезого пространства и создания вакуума, обеспечивающего быстрый возврат поршня в исходное (нижнее) положение.

Когда поршень находится в крайнем верхнем положении, при наличии давления в подпоршневом пространстве возможно случайное открывание крышки цилиндра и выпад поршня. Поэтому на шприцах установлены следующие предохранительные устройства. К верхнему срезу 8 цилиндра прикреплено стальное кольцо 9, внутренний диаметр которого меньше внешнего диаметра поршня. Кроме того, шприц снабжен двумя шаровыми предохранительными клапанами 10 и 11. Клапан 10 установлен в крайней верхней точке цилиндра и срабатывает при достижении поршнем верхнего положения; клапан 11 расположен на верхнем торцовом срезе цилиндра и срабатывает при открывании крышки. При нажиме на стержни 12 оба клапана соединяют подпоршневое пространство шприца с атмосферой.

Пневматические поршневые шприцы изготовляют также и с горизонтальным расположением цилиндров; преимущества и недостатки шприцов такой конструкции те же, что гидравлических шприцов с горизонтальным цилиндром.

При использовании пневматических шприцов воспрещается подача сжатого воздуха в подпоршневое пространство шприца при открытой крышке. Перед тем как открыть крышку, следует убедиться, что линия подачи сжатого воздуха к шприцам не сообщается с подпоршневым пространством. Затем, вращая штурвал, открывают крышку шприца и. толкая траверзу, отводят крышку в сторону. В этом случае поршень должен находиться в крайнем нижнем положении. После этого загружают фарш, разравнивая, уплотняют его, закрывают крышку и поворотом рукоятки регулирующего крана 6 сообщают подпоршневое пространство с линией подачи сжатого воздуха. Далее надевают оболочку на цевку. Нажимая на педаль, отводят задвижку и выдают фарш в цевку для заполнения оболочки.

По мере заполнения оболочку снимают с цевки и, когда она будет полностью заполнена фаршем, отпуская педаль, прекращают его выдачу.

При достижении поршнем крайнего верхнего положения выход фарша прекращается. Пои этом срабатывает предохранительный клапан, выпуская в атмосферу сжатый воздух. В этом случае кран подачи воздуха поворачивают так, что сообщают подпоршневое пространство со всасывающей линией инжектора, а линию подачи сжатого воздуха - с нагнетательной линией инжектора.

Когда откачивание воздуха закончено, поршень, опускаясь вследствие разности давления, займет крайнее нижнее положение. После этого вращая штурвал, поднимают крышку. Если крышка все еще находится под действием сжатого воздуха, заполняющего подпоршневое пространство, то в этом случае срабатывает второй предохранительный клапан. Наличие сжатого воздуха определяется шумом вырывающегося воздуха через второй предохранительный клапан. Если нет сжатого воздуха в подпоршневом пространстве, то дальнейшим вращением штурвала поднимают крышку до крайнего верхнего положения и отводят ее в сторону, подготовляя шприц под следующую загрузку.

Поршневые шприцы периодического действия имеют следующие преимущества: универсальны, т. е. могут работать на фарше любых кондиций; загрузка может быть механизированной и ручной; можно регулировать скорость истечения фарша в соответствии с условиями производства; разборку, сборку и промывание их водой можно выполнять без особых трудностей; уплотнение подаваемого в оболочку фарша может осуществляться без дополнительных устройств, вследствие чего исключается попадание воздуха в фарш.

Недостатки поршневых шприцов периодического действия: периодичность работы, необходимость полной разборки шприца для очистки подпоршневого пространства фаршевого цилиндра, низкий к.п.д. передач; сравнительно большая масса и большие размеры, скорость истечения фарша лимитируется скоростью подачи поршня или давлением воздуха.

Рис. 2. Поршневые шприцы

Шприцы непрерывного действия с поршневыми вытеснителями

Шприц системы Прыткова не получил распространения из за сложности устройства для переключения значительных размеров и массы а также из-за перерыва в выдаче фарша при переключении поршней с прямого хода на обратный.

Шприц системы Ануфриева (рис 2, а) состоит из двух цилиндров 1 и 2 в которых расположены два поршня 3 и 4 соединенным штоком 5. К крышке 6 разделяющей цилиндры присоединен отсекатель 7 установленный в фаршеотводной трубе 8.

Фарш из приемного бункера 9 и через щели кольцевого канала 10 поочередно заполняет цилиндры за счет разрежения создаваемого движущимися поршнями. В силовые цилиндры подается сжатый воздух через четырехходовый кран 11, пробка которою вращается шестерней 12 от рейки 13, периодически получающей возвратно-поступательное движение от стержней 14 и 15, смещаемых поршнями 3 и 4 при их крайних положениях.

Шприц рассмотренной конструкции применим в условиях многоэтажного здания и вертикального потока.

Шприц марки ФЛН (ВНИЭКИПродмаш) состоит из поршневого вытеснителя 1 с гидравлическим приводом (рис 2,б) снабженным вакуум-насосом 2 с ловушкой 3, бункером 4 и двухвинтовым питателем 5: При подаче фарша в цилиндр шприца включается питатель 5, а задвижка 6 открыта; при шприцевании подающие винты выключены, задвижка 6 отделяет питатель от фаршевого цилиндра и фарш выдается в цевку 7.

Шприц снабжен двумя дозировочно-перекручивающими устройствами. Производительность его 360 доз в минуту.

Емкость фаршевого цилиндра 0,07м³. Максимальное давление в гидравлическом цилиндре 5,0 Мн/м². Мощность двух электродвигателей составляет 5,1 кВт.

В гидравлическом или пневматическом шприце с эксцентриково-лопастным вытеснением, предложенном Гурари, Любовским, фарш не подвергается излишнему давлению и перетиранию.

Шприц с двухвинтовым питателем фирмы «Триксон» типа ААФ-200 представляет собой агрегат, состоящий из приемного бункера (рис 2, г) с двумя подающими шнеками 7, вытеснителем 2, напорным цилиндром 3 с гидравлическим приводом, ловушки 4 и вакуум-насоса 5. Гидравлический привод обеспечивает изменение скорости шприцевания при помощи поворота ручки управления. Давление, создаваемое гидравлическим насосом, достигает 2 Мн/м², что обеспечивает шприцевание фаршей, колбас вареных и полукопченых сортов.

В шприце имеются два выпускных крана с цевками. Шприц легко разбирать и промывать.

Непрерывно действующие шприцы с ротационными вытеснителями. К ним относятся шприцы системы Неведомского, Скрыпника, типа ШНД-1, ЭХ-91, Контифлоу, Главпродмаша, фирмы Вемаг, системы Еленича, Московского мясокомбината, «Идеал».

В 1957г. на колбасном заводе Московского мясокомбината был установлен и эксплуатировался шприц непрерывного действия с четырех-винтовым вытеснителем, предложенным инж. Косым. Этот шприц использовали для набивки в кишечную оболочку фарша без шпика. Он приводится в действие от индивидуального электродвигателя через редуктор. Заполнение бункера фаршем и набивку фарша в оболочку можно осуществлять непрерывно. Фаршепровод в вертикальной плоскости изогнут по кривой с плавными переходами, а в горизонтальной плоскости он разветвляется на два отвода с пробковыми кранами и цевками. Шприц может работать на четыре цевки, если смонтировать второй фаршепровод. Шприц снабжен конвейерным столом для вязки и разборки заполненных фаршем оболочек. Испытания шприца показали, что винты заметно перетирают фарш и деформируют кусочки шпика.

Емкость бункера 0,260м³, наружный диаметр винтов 125мм. винты двухзаходные; шаг нарезки винта 70мм, длина винта 400мм, число оборотов винтов 173 в минуту, мощность электродвигателя 4,5 кВт. Вакуумный шприц с одношнековым вытеснителем состоит из бункера 1 для приема фарша, шнека 2. установленного в цилиндрическом корпусе, вакуум-насоса 3 с индивидуальным электродвигателем и привода к шнеку. Все детали и узлы машины смонтированы на сварной станине. Вакуум-насос соединен с рабочей зоной шприца при помощи трубы, подведенной к штуцеру 4, на котором установлен вакуумметр.

Рис. 3. Шприц системы Неведомского

Шнек вытесняет фарш через цевку 5, прикрепленную к удлинителю 6. Привод к шнеку состоит из электродвигателя 7, цепной передачи 8 и муфты 9, которую включают, нажимая на педаль 10. При холостом ходе электродвигатель 7 передает вращение ведущей части муфты 8, ведомая часть которой при этом выключена. Для выдачи фарша нажимают на педаль 10, сообщая ведомую и ведущие части муфты.

Во время работы машины вакуум-насос не выключают, число оборотов шнека не регулируют.

При мойке и чистке шприца снимают удлинитель корпуса и вынимают шнек.

Преимущество шприца - простота устройства, недостатки - некоторое перетирание фарша; исключается возможность регулировки скорости подачи фарша; затруднительна промывка внутренних полостей.

Вакуумный шприц с двушнековым вытеснителем типа «Идеал» состоит из корпуса 1 с коническим бункером 2 и двумя параллельными шнеками 3, вращающимися от электродвигателя 4 через цепную передачу 5 и пару шестерен, синхронизирующих движение шнеков. К корпусу вытеснителя прикреплен удлинитель 6 с цевкой 7. Вращение от приводного валика 8 к шнекам передается при помощи муфты 9, позволяющей при необходимости разобщать вытеснитель и привод, причем для поворота вытеснителя предусмотрена вертикальная ось и цапфа 10.

Рис. 4. Вакуумный шприц с двушнековым вытеснителем типа «Идеал».

В станине шприца расположены электродвигатель вытеснителя с цепной передачей, вакуум-насос 11 с электродвигателем, магнитный пускатель, щиток управления и педаль включения 12, при нажиме на которую одновременно включаются оба электродвигателя, при этом одновременно начинают работать как шнеки, так и вакуум-насос.

Воздух отсасывается поршневым вакуум-насосом. Глубину разрежения определяют вакуумметром и регулируют в пределах 0-92% от атмосферного давления. При работе остаточное давление воздуха обычно составляет 20-40% от атмосферного давления. Число оборотов не регулируют. Прекращение шприцевания связано с остановкой двигателей. Выключение и включение шприца для смены оболочки осуществляется при помощи ножной педали, концевого выключателя и контактора.

После снятия ноги с педали последняя возвращается автоматически в исходное положение, ток отключают и останавливают машину.

Быстроходный двушнековый питатель позволяет подавать любой фарш до момента прососа воздуха через бункер, поэтому требуется поддерживать определенный уровень фарша в бункере.

Шприц применяют на предприятиях мелких и средних мощностей.

Для мойки и чистки шприца вытеснитель разобщают от привода, поворачивают вокруг цапфы на 90⁰, бункер снимают, вынимают шнеки и все детали промывают.

Емкость загрузочного бункера 90л. число оборотов шнека - 610 в минуту. Габаритные размеры 1,26 X 0,47 X 1,685м, масса 260кг. Мощность электродвигателя к вытеснителю 1,5 кВт, то же к вакуум-насосу - 0,55 кВт.

Основные преимущества шприца типа "Идеал»: простота конструкции и легкость санитарной обработки: недостатки: большая высота загрузки фарша с пола, ввиду чего приходится шприц ставить под спуском фарша из верхнего этажа или применять специальные подъемные механизмы; отсутствие регулировки величины подачи фарша и малая производительность шприца.

Наиболее ответственные узлы и детали шприцов. Наиболее ответственными и общими для всех конструкции шприцов являются цилиндры и корпуса вытеснителей, цевки и запорные приспособления к ним, приспособления для надевания оболочки на цевку, крышки к цилиндрам и запорные приспособления к ним, движущиеся детали вытеснителей (поршни, лопатки, винты, шнеки и пр.).

Цилиндры и корпуса вытеснителей изготовляют в основном из чугуна (из нержавеющего чугуна) литыми или из силумина, внутренние поверхности ч торцовые стенки их обрабатывают на станках. Стенки цилиндров и корпусов вытеснителей рассчитывают на внутреннее избыточное давление фарша с учетом литейных припусков. Цилиндры рассчитывают как толстостенные сосуды, а плоские корпуса и крышки - как плиты, опирающиеся по всей или части опорной поверхности. На рабочей поверхности их не должно быть раковин.

Поршни вытеснителей изготовляют пустотелыми цельными или составными с кольцами из резины, кожи или чугуна. Для компенсации износа колец, изготовленных из мягких материалов, поршни снабжают нажимными кольцами, периодически смещаемыми при помощи винтов (в гидравлических и механических шприцах), либо с самоподжимом (в пневматических шприцах). В последнем случае либо в стенках поршня под кольцами просверливают несколько отверстий, через которые при рабочем ходе поршня подводят сжатый воздух, либо поршень изготовляют из двух половинок с некоторой возможностью взаимного смещения, позволяющего при наличии давления сжимать кольца (Япония).

Цевка предназначена для предварительного надевания оболочки перед наполнением ее фаршем. При выдаче фарша она служит жестким и полым основанием для поддержания оболочки и для пропуска через нее фарша.

При шприцевании без перекручивания оболочки применяют цевку цилиндрической формы; если цевка вращает оболочку, то ее снабжают продольным пазом или выступом на ее цилиндрической стенке, чтобы предотвратить проскальзывание оболочки по поверхности цевки. Цевки изготовляют из меди, латуни или стали, не с обязательным двусторонним лужением, В последнее время цевки изготовляют из стали с последующим никелированием или из пластмассы.

В зависимости от размера оболочки внутренний диаметр цевки принимают 10, 12, 18, 25, 36мм, а длину цилиндрической части - 190-250мм. Если цевки сменные, то после крана устанавливают накидную муфту с прорезью и резиновой прокладкой. Запорные приспособления к цевкам изготовляют в виде задвижки с педальным приводом и пробкового крана, открываемого при повороте вручную или при помощи педали.

При надевании оболочки вручную снижается как производительность машины, так и производительность труда. Для механизации и сокращения длительности этой операции предложены различные приспособления в виде быстровращающихся желобчатых роликов, покрытых резиной, подводимых к цевке при надевании оболочки, и гофрированная оболочка.

Крышки к цилиндрам шприца изготовляют плоскими или конической формы с выступом (или без него) для стыка с уплотнительным кольцом, закрепленным во фланце цилиндра. Профиль сечения уплотнительных колец, применяемых в шприцах, круглый, прямоугольный и корытообразный. Если сечение корытообразное, то обеспечивается самоуплотнение по трем сторонам, при этом не требуется значительной предварительной затяжки крышки, чтобы предотвратить выдавливание фарша через стыки.

Запорные приспособления к крышкам изготовляют с траверзой или без нее. В первом случае крышку подвешивают к шпинделю, проходящему через траверзу, выполненную в виде арки или полусферы. Если крышка без траверзы, то сама служит грузонесущей деталью и ее снабжают горизонтальной или вертикальной поворотной осью. Затягивают крышку барашковыми болтами или хомутами с эксцентрично посаженными осями поворота, обеспечивающими требуемую плотность затяжки крышки. В некоторых гидравлических и пневматических шприцах имеется дополнительный силовой цилиндр, который открывает и закрывает крышку.

Лопатки, винты, шнеки и барабаны, вытеснителей изготовляют из нержавеющих материалов.

2. Назначение и описание проектируемой машины

Рис 5. Схема гидравлического шприца по типу Е8-ФНА-01

На рисунке 5 изображена схема гидравлического шприца по типу Е8-ФНА-01 с индивидуальным питанием, состоящего из фаршевого 1 и силового 2 цилиндров, в которых помещены поршни 3 и 4, соединенные штоком 5. Фаршевый цилиндр закрывают откидной крышкой 6, подвешенной к шпинделю 7, который установлен в траверзе 8. Траверза 8 удерживается двумя стержнями, один из них служит осью поворота траверзы при открывании крышки, а другой - скобовой опорой при ее затяжке.

Рабочая жидкость (масло) засасывается через приемную сетку 9 шестеренчатым насосом 10, приводимым в действие от электродвигателя 11. Через распределительный кран 12 по трубе 13 жидкость подается в пространство под поршнем, а по трубке 14 - в пространство над поршнем. Поршень силового цилиндра перемещается вверх или вниз. Подачу рабочей жидкости в силовой цилиндр регулируют при помощи рукоятки 15 с указателем. Под указателем на корпусе шприца помещена пластинка с сигнальными надписями: вверх, стоп и вниз. При соответствующих положениях пробки распределительного крана насос сообщается при подъеме с трубкой 13, при опускании - с трубкой 14 при положении стоп - со сливной трубкой 16.

В полости распределительного крана установлен предохранительный пружинный клапан 17 и манометр 18. В общую гидравлическую магистраль включен еще один предохранительный клапан 19, который при опускании поршня вниз и достижении им крайнего нижнего положения выпускает масло в приемник. Выход фарша регулируют вручную краном 20 или педальным шибером.

Фаршевый поршень поднимается и опускается за счет подачи масла в силовой цилиндр. При постоянной производительности насоса и равенстве надпоршневого пространства подпоршневому продолжительность подъема поршня будет равна продолжительности опускания; подъем - операция рабочая, опускание - пассивная операция. Ускорить опускание поршня (примерно в 2 раза) можно за счет введения дифференциального поршня.

шприц фарш колбасные оболочки

3. Технологическая схема производства вареных колбас

Сырьё. Для выработки варёных колбас, сосисок, сарделек используют говядину, свинину, баранину и другие виды мяса в парном, остывшем, охлаждённом, подмороженном и замороженном состояниях, субпродукты 1 и 2 категорий, отпрессованную мясную массу. Кроме того, белковые препараты (кровь, плазму крови, казеинаты, изолированные и концентрированные соевые белковые препараты), а также пшеничную муку, крахмал, молоко, яйцепродукты.

Соевые белковые препараты рекомендуется вводить в фарш в виде гелей для более равномерного их распределения. Для получения геля в куттер, мешалку на 1 часть изолированного или концентрированного соевого белка добавляют соответственно 4 или 3 части воды температурой 15 - 20єС и обрабатывают в течение 1…3 мин. Полученную смесь пропускают через эмульситатор, коллоидную мельницу и другие машины тонкого измельчения.

Обваленное мясо жилуют. В процессе жиловки мясо нарезают на куски массой до 1 кг. Мясо в кусках или в измельченном виде взвешивают и засаливают.

Приготовление фарша. Сырье, пряности, воду (лед) и другие материалы взвешивают в соответствии с рецептурой с учетом добавленных при посоле соли и ли рассола и готовят фарш на куттере.

Вначале загружают нежирное мясное сырье, измельченное на волчке с диаметром отверстий решетки 2…6 мм; говядину высшего, 1 и 2 сортов, нежирную свинину, баранину жилованную, а также добавляют часть холодной воды, раствор нитрита натрия, фосфаты, сыворотку или плазму крови, белковый стабилизатор, гель белковых препаратов. После 3…5 мин. перемешивания вводят полужирную говядину, пряности, препарат гемоглобина или кровь, сливочное масло, аскорбинат натрия и обрабатывают фарш еще 3…5 мин, за 2…5 мин. до конца обработки добавляют крахмал или муку.

Общая продолжительность обработки фарша на куттере- мешалке или куттере 8…12 мин. Температура готового фарша в зависимости от температуры исходного сырья, количества добавленного льда и типа измельчителя составляет 12…18єС.

Для приготовления фарша в высокоскоростных вакуумных куттерах или измельчителях используют несоленое жилованное мясо в кусках. Обработку фарша в вакуумных куттерах проводят следующим образом. Загружают говядину, добавляют лед, раствор нитрита натрия, соль и другие ингридиенты, закрывают крышку куттера, создают остаточное давление 1,5*10⁴ Па и куттерируют сырье 5…8 мин. Затем отключают вакуум и продолжают куттерирование в течение 3…4 мин. до полной готовности фарша. Общая длительность куттерирования 8…12 мин. Температура готового фарша 11…12єС. Количество воды, добавляемой при приготовлении фарша, зависит от состава сырья.

Перемешивание сырья. При приготовлении вареных колбас с неоднородной структурой тонкоизмельченный фарш перемешивают 5…8 мин. в мешалках различных конструкций. Последовательно добавляют шпик, грудинку (краснодарская колбаса), полужирную свинину (свиная, степная, угличская колбасы), язык, гемолит и др.

Приготовление фарша (кроме волгоградской, краснодарской киевской колбас) может быть закончено на куттере без применения мешалки. В этом случае за 0,5…1 мин. до окончания куттерирования вводят шпик, предварительно охлажденный и измельченный на шпигорезке на полосы размером 20…30 мм, и шириной 5…6 мм. Готовый фарш по трубам, спускам, в ковшах или тележках подают к шприцам.

Формование фарша в оболочки. Наполнение колбасных кишечных и искусственных оболочек фаршем производят на пневматических, гидравлических или механических вакуумных шприцах. При вязке фарш отжимают внутрь батона и прочно завязывают конец оболочки, делая петлю навешивания на палку. Вязку батонов производят вискозным шпагатом, шпагатом № 1, 2 (батоны в широких оболочках), шпагатом № 1, 0 и льняными нитками. Из батонов в натуральной оболочке удаляют воздух, попавший с фаршем, прокалывая ее. Если на искусственных оболочках есть печатные обозначения, то вязку батонов допускается проводить без поперечных перевязок или делать посередине батона от одной до трех перевязок в зависимости от его диаметра.

Минимальная длина батонов 15см. Длина свободных концов шпагата и оболочки диаметром до 80мм - не более 3см, при товарной отметке - не более 7см.

Термообработка. После вязки или наложения петли батоны навешивают на палки, следят, чтобы батоны не соприкасались друг с другом. Палки потом размещают на раме. Батоны в искусственных оболочках, концы которых закреплены металлическими скрепками без петли, укладывают на рамы наклонно.

Обжарку колбас производят в стационарных обжарочных камерах с контролируемой температурой или в комбинированных камерах и термоагрегатах непрерывного действия с автоматическим контролем температуры и влажности.

В стационарных камерах батоны обжаривают при 90…100єС в течение 60…140 мин в зависимости от конструкции камеры и диаметра оболочки. Обжарку проводят до подсушивания оболочки, покраснения поверхности батонов и до достижения температуры в центре батона 40…50єС.

Обжаренные батоны варят паром в пароварочных камерах или в воде при температуре 75…85єС до достижения температуры в центре батона 70±1єС. При варке в котлах батоны загружают в воду, нагретую до 85…90єС. Батоны в целлофановой оболочке варят только в пароварочных камерах. После варки в стационарных или комбинированных камерах либо термоагрегатах колбасы охлаждают под душем холодной водой в течение 10 мин, а затем в камере при температуре не выше 8єС и относительной влажности воздуха 95% или в туннелях интенсивного охлаждения при температуре -5…-7єС до достижения температуры в центре батона не выше 15єС.

Упаковка и хранение. Вареные колбасы упаковывают в оборотную тару массой до 40кг или в тару из гофрированного картона массой нетто до 20кг. Каждую единицу тары маркируют этикеткой, где указаны предприятие, его товарный знак, вид, сорт колбасы, масса нетто и брутто, вид тары, дата и час изготовления.

Вареные колбасы высшего сорта хранят в подвешенном состоянии при температуре 0…8єС и относительной влажности воздуха75…85єС не более 72 часов; 1, 2, 3 сортов - 48 часов с момента окончания технологического процесса, в том числе на предприятии - изготовителе не более 12 часов. Транспортировать колбасы необходимо в охлаждаемых или изотермических средствах транспорта, обеспечивающих сохранность качества продукции.

4. Технологический расчет шприца

Давление, необходимое для выдачи фарша шприцом:

p= (k₁+k₀ lnv) ln, н/см²

где в - поправочный коэффициент, зависящий от конструкции крышки (для конической в = 0,80 - 0,85);

D, d - диаметры цилиндра шприца и цевки (D = 0,40мм, d = 10мм);

k₁ - напряжение, соответствующее сопротивлению течения фарша по трубам при скорости истечения фарша 1 м/с (k₁ = 9,60 н/см²);

k₀ - прирост давления при увеличении скорости истечения фарша в 2,718 раза (k₀ = 3.22 н/см²).

p= 0,85(9,6+3,22 ln 1) ln(40/10)²=22 (н/см²).

Массовая производительность:

M=,

где: G - количество загружаемого фарша в цилиндр (кг),

t - длительность цикла обработки одной загрузки (с).

Количество фарша:

G=,

где - плотность фарша (950 кг/м³);

- коэффициент заполнения объема цилиндра (при загрузке под вакуумом, создаваемым опускающимся поршнем вытеснителя = 0,5 - 0,8);

V - геометрическая емкость цилиндра (0,08м³).

G=0,5·950·0,08=38 (кг);

Длительность цикла:

t = t₁+t₂+t₃+t₄+t₅+t₆+t₇,

где t₁ - длительность открывания крышки (10с);

t₂ - длительность опускания поршня (10с);

t₃ - длительность загрузки фарша;

t₄ - длительность закрывания крышки (10с);

t₅ - длительность надевания оболочки;

t₆ - длительность собственно шприцевания;

t₇ - длительность подсобных операций (10с).

Длительность загрузки шприца:

t₃=,

где q - производительность загрузки (при загрузке вручную q = 2 - 3 кг/с).

t₃=34.2/0.6·2.5=22.8 (с);

Длительность надевания оболочки:

t₅=,

где: d₀ - диаметр оболочки (0,12 м);

l₀ - длина батона (0,3м);

t₀ - длительность заправки конца оболочки (1с);

v₀ - скорость надевания оболочки (3 м/с);

t₅=4·0,06/3,14·0,12²(1/0,3+1/3) = 32 (с);

Длительность шприцевания:

,

где: z - число цевок, через которые одновременно выходит фарш (2шт);

f - площадь сечения цевки (м²);

f= р·d²/4=3,14·0,1²/4=0,00785 (м²);

v - скорость истечения фарша через цевку (1м/с);

t₆ = 0,06/2·0,00785·1 = 3,8 (с);

t = 10+10+22.8+10+32+3.8+10=98,6 (с)

M=3600·38/98,6=1387 (кг/ч)

Мощность электродвигателя:

,

где p - максимальное давление фарша, создаваемое поршнем (30н/см²);

F - площадь поршня:

F = р·D²/4 = 3,14·40²/4 = 1256 (см²);

з - к.п.д. всех передач от двигателя к поршню (0,75);

v_п - скорость подъема поршня (0,05м/с);

N = 30·1256·0.05/1000·0,75 = 2,5 кВт.

Заключение

На основании технологического расчета по исходным данным был спроектирован гидравлический шприц по типу Е8-ФНА-01 с производительностью 1387 кг/ч. На основании расчета подбираем двигатель 4А112МА6У3 мощностью 3 кВт, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин.

На основании литературного обзора (состояние вопроса) определены достоинства и недостатки данного типа шприцев.

Достоинства:

· бесшумны в работе;

· при работе не оказывают сильного воздействия на фарш;

· поршень опускается автоматически в исходное положение;

· имеют мало быстро изнашивающихся деталей.

Недостатки:

· относительно большая масса;

· скапливание в подпоршневом пространстве фаршевого цилиндра, фарша сильно обсемененного микрофлорой.

Список литературы

1. Дуда А.И. Технологическое оборудование мясоперерабатывающей отрасли. - Саратов.: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2000. - 360 с.

2. Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1971. - 278 с.

3. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. - Калининград: Янтарный сказ, 2003. - 454 с.

Размещено на Allbest.ru

...