Проект машины для производства макарон (стр. 8 из 17)
Вакуумируемый тестосмеситель 3 установлен над прессующими корпусами 2 перпендикулярно осям верхних камер и снабжен плотно закрывающейся крышкой из органического стекла. Лопатки на валу третьей камеры расположены симметрично под определенным углом, что позволяет равномерно распределять тесто на два потока и направлять его в прессующие корпуса от центра к торцевым стенкам.
Паровоздушная смесь из третьей камеры отсасываются с помощью вакуум-насоса через установленный на крышке фильтр. Месильные валы двух верхних тестосмесителей и дозатор имеют общий привод. Индивидуальным приводом снабжены ротор затвора и вал вакуумируемого смесителя.
Прессующие корпуса расположены перпендикулярно вакуумируемой камере. На концах прессующих корпусов расположены фланцы для крепления к прессующей головке и редуктору. Корпуса снабжены водяными рубашками с патрубками для подачи и слива воды. Каждый шнек работает от индивидуального привода 1.
Головка пресса для круглых матриц с механизмами их смены, обдувочные устройства и механизмы для резки аналогичны таковым в прессах производительностью 500 кг/ч. Корпуса этих устройств имеют правое и левое исполнение.
Прессующая головка тубусного типа представляет собой сварную конструкцию, состоящую из трубы диаметром 130 мм, двух патрубков, коллектора и матрицедержателя. На концах патрубков расположены фланцы для присоединения к прессующим корпусам. Коллектор состоит из 20 бронзовых втулок внутренним диаметром 22 мм, равномерно распределяющих тесто по длине матрицы. В корпус головки встроена масляная ванна с электронагревателями для подогрева теста в течение 20...25 мин в период пуска пресса.
Матрицедержатель предназначен для установки двух прямоугольных матриц и оборудован механизмом их смены. Обдувочное устройство состоит из центробежного вентилятора, соединенного воздуховодом с распределительными каналами, закрепленными по обе стороны матрицедержателя. В нижней части каналов по всей длине расположены щелевые отверстия, через которые воздух обдувает выпрессовываемые пряди изделий.
Давление формования на прессах данной конструкции почти в 2 раза выше, чем в прессах ЛПЛ-2М, и составляет 9...12 МПа, что позволяет улучшить качество готовых изделий, в частности один из основных его показателей - прочность.
На кафедре "Машины и аппараты пищевых и химических производств" Оренбургского государственного университета создан универсальный малогабаритный экструдер ПЭШ-30/4 предназначенный для автономной работы или в составе технологических линий. Этот экструдер наиболее подходит для предприятий малой мощности.
Экструдер ПЭШ-30/4. (рисунок 8) Экструдер состоит из основных узлов, показанных на рис. 8. Основание служит для размещения электродвигателя на поворотной плите и шкафа с электрооборудованием.
Привод включает: электродвигатель, клиноременную передачу, двухступенчатый цилиндрический редуктор, упругую муфту, цепную передачу привода смесителя. Ременная, цепная передачи и муфта имеют ограждения.
Рисунок 9. Экструдер ПЭШ-30/4: 1 - основание, 2 - привод, 3 - смеситель, 4 - прессующий механизм, 5 - режущий механизм, 6- привод режущего механизма с кулачковой муфтой, 7 - пульт управления
Прессующий механизм состоит из корпуса, шнека и головки, в которой устанавливается сменная матрица. На конце шнекаустановлена сменная гомогенизирующая насадка. Корпус разборный, состоит из двух сегментов, соединенных между собой, с головкой и с основанием фланцами, имеющими по шесть болтов М12. Для сборки-разборки экструдера и смены матриц необходимо использовать прилагаемый ключ 17x19 (ГОСТ 2839—80). Шнек съемный подсоединяется к приводу за счет вильчатого зацепления. Для съема шнека применяется съемник.
Экструдер комплектуется набором из четырех матриц:
- для вспученных экструдатов;
- для полуфабрикатов вспученных экструдатов;
- для макарон;
- для вермишели и спагетти.
Смеситель состоит из корпуса, месильного органа, загрузочной воронки с задвижкой для регулирования скорости поступления сырья, патрубка для подачи воды или эмульсии. Режущий механизм в виде ротора с ножами имеет привод от вала смесителя через цепную передачу и сцепную кулачковую муфту. Он закрыт кожухом, имеющим дверцу, открывающую доступ к ножам и матрице, и снабжен аспирационным патрубком.
Органы управления экструдера. Пуск и остановка экструдера производятся с пульта управления.
На пульте управления расположены следующие управляющие элементы: индикаторная лампа, кнопка включения привода, кнопка выключения привода, перегрузочный амперметр. Индикаторная лампа своим свечением сигнализирует о наличии напряжения и указывает, что экструдер подключен к сети. Амперметр имеет предел точного измерения 0 - 20 А, рабочая часть при перегрузках 20 - 100 А. Рабочая часть шкалы обеспечивает контроль за нагрузкой электродвигателя в пределах его номинальной мощности. Режущий механизм включается и выключается поворотом установленной на кулачковой муфте ручки.
Система управления экструдером имеет защиту от перегрузки электродвигателя в виде теплового реле. От токов короткого замыкания в силовой части электрической схемы защита осуществляется расцепителями мгновенного действия вводного автомата. Цепь управления защищена плавким предохранителем.
Система управления имеет блокировку в виде концевого выключателя, срабатывающего при незакрытой дверке кожуха режущего механизма и обеспечивающего его безопасную эксплуатацию.
3.2 Описание проектируемой машины
Современные макаронные предприятия представляют собой сложные комплексы, оснащенные технологическим, транспортным, энергетическим, санитарно-техническим и вспомогательным оборудованием, а также средствами контроля, управления и блокировки. Технологическая надежность этого оборудования и аппаратуры во многом предопределяет качественные и технико-экономические показатели производства продукции.
В соответствии с Федеральной целевой программой стабилизации и развития агропромышленного комплекса научно-техническая политика в области производства макаронных изделий должна быть направлена прежде всего на снижение затрат материальных, энергетических и других видов ресурсов; создание, производство и использование новых видов сырья, в том числе нетрадиционного; повышение производительности труда. В частности, на макаронных предприятиях уже в ближайшие годы должны быть снижены энергозатраты на 15... 20%.
Основные направления научно-исследовательских работ имеют целью обеспечить высокое качество продукции, повысить потребительские свойства макаронных изделий, сохранить традиции, удовлетворить вкусы всех слоев населения.
Современный этап развития макаронного производства характерен тем, что на основе накопленных научных знаний и достижений в области биохимии, физико-химической механики, микробиологии многие традиционные технологические схемы и приемы кардинально пересматриваются и заменяются новыми, более прогрессивными. Это вызывает необходимость разработки и внедрения нового эффективного технологического оборудования.
Поиск патентов и авторских свидетельств выявил большой дефицит новых разработок в области макаронного производства.
Известен валково-шестеренный экструдер (приложение Б) состоящий из загрузочного устройства, рабочей камеры, шестеренных валков формующего устройства, разрыхлителя, конфузора, диффузора и штуцеров. На основе этого экструдера разработан макаронный пресс.
Макаронный пресс состоит из ворошителя, тестосмесителя, шнека. Пресс работает следующим образом: сырье с водой подается в ворошитель, где происходит интенсивное смешивание муки с жидкими компонентами, далее тесто в виде крошки подается в тестосмеситель, где ему создается определенная структура. Применение ворошителя способствует повышению качества продукта (плотность, прочность, однородность). Техническим результатом, получаемым от использования ворошителя, является повышение однородности и плотности получаемой продукции.
3.3 Расчеты производительности, потребной мощности
Расчет прессующего устройства
Производительность макаронного пресса характеризуется количеством теста, подаваемого шнеком к матрице в единицу времени, и пропускной способностью матрицы.
Фактическая производительность (кг/ч) нагнетающего шнека
, (45)
где m – число заходов шнека, m = 1;
R – количество шнеков, R = 1;
R2 и R1 – наружный и внутренний радиусы шнека, R2 = 3 см, R1 = 1,5 см;
S – шаг витков винтовой линии шнека, S = 6 см;
b2 и b1 – ширина винтовой лопасти в ее нормальном сечении по наружному и внутреннему радиусам шнека, b2 = b1 = 0,8 см;
n – частота вращения шнека, n = 90 мин-1;
Кн – коэффициент заполнения межвиткового пространства тестом, Кн =0,25;
Кп – коэффициент прессования теста, учитывает степень уплотнения тестом Кп = 0,5;
Кс – коэффициент (приведенный), учитывающий качество прессования, Кс=0,9;
α – угол подъема винтовой линии, рассчитывают по формуле (46).
; (46)Rср – средний радиус шнека
. (47)Подставив значения в формулу (47) получим
см;