Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Процесс набивки колбасных батонов и аппараты для его реализации

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА «МЕХАНИЗАЦИЯ ПЕРЕРАБОТКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине

«ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ»

ТЕМА: «Процесс набивки колбасных батонов и аппараты для его реализации»

Выполнила студентка 3 курса

заочного отделения 8381гр.

Герман Е.П.

Проверил к. с.-х. н., ст. преподаватель

Бузоверов С.Ю.

Дата защиты_________________

Оценка______________________

Подпись_____________________

Барнаул 2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………….………………………………………………4

Формование колбас….……………………………………………….5
Шприцы……………….………………………………………………7
Сравнительная характеристика нескольких видов шприцев……..11
Техническая характеристика шприцев……………………………..16
Шприц-дозировщик гидравлический Е8-ФНА-01.………………..19

Заключение……………………………………………………………....23

Список используемой литературы…………………………………......24

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач, стоящей перед пищевой промышленностью и пищевым машиностроением, является создание высокоэффективного технологического оборудования, которое на основе использования прогрессивной технологии значительно повышает производительность труда, сокращает негативное воздействие на окружающую среду и способствует экономии исходного сырья, топливно-энергетических и материальных ресурсов.

Анализ современного состояния и тенденций развития пищевых и перерабатывающих отраслей АПК России свидетельствует о том, что технический уровень производств нельзя признать удовлетворительным. Лишь 19 % активной части производственных фондов предприятий соответствуют мировому уровню, около 25 % подлежат модернизации, а 42 % — замене.

Потребность в важнейших видах оборудования для предприятий удовлетворяется в последние годы только на 60…70 %. Это является следствием того, что перерабатывающая промышленность была вынуждена в течение длительного времени закупать оборудование за рубежом.

Лишь 8 % действующего оборудования работает в режиме автоматических линий.

Более 1/3 парка машин и оборудования отработало уже два и более амортизационных срока. Степень износа основных средств составляет 70 %.

Общий уровень механизации производства пищевых и перерабатывающих отраслей АПК не превышает 44 %.

Эти цифры свидетельствуют о том, какое огромное значение для развития пищевой промышленности России имеет плодотворная деятельность инженеров-механиков. В этой деятельности важно не идти в след, не копировать известное оборудование, а изыскивать свои пути, разрабатывать пионерские конструкторские решения машин и аппаратов.

1. ФОРМОВАНИЕ КОЛБАС

Формовка колбас включает в себя три операции: заполнение колбасных оболочек, которое называется шприцеванием, вязку колбасных батонов и штриковку колбас.

Перед заполнением подготавливают колбасные оболочки. Прежде всего необходимо проверить их целостность. Для этого их обычно надувают. При обнаружении повреждения колбасную оболочку разрезают таким образом, чтобы место разреза приходилось на место повреждения. Затем оболочки замачивают. При формовке колбас оболочки необходимо разрезать, а один из концов прочно связать. Оболочки для сосисок и сарделек не разрезаются; в этом случае батончики формируют путем перекручивания. Белковые оболочки незадолго до использования замачивают. Помимо оболочек из обработанных кишок убойных животных, существуют коллагеновые и полимерные оболочки.

В рамках колбасного производства наполнение оболочек фаршем осуществляется при помощи аппаратов, называемых шприцами. Существует множество разновидностей шприцев, которые различаются своими конструктивными решениями, а также способом подачи фарша. По первому признаку выделяют поршневые, шестеренчатые, винтовые и другие шприцы, а по второму они разделяются на шприцы периодического и непрерывного действия.

При наполнении оболочек большую роль играет соответствие диаметра оболочек диаметру цевки. Так, для узких бараньих черев диаметр цевки должен составлять 16мм, для широких бараньих черев - 25мм, для говяжьих черев и узких и средних кругов - 36мм, для широких кругов - 40мм и для синюг - 60мм. Если эти соотношения не соблюдать, то качественно выполнить шприцевание колбас невозможно. Кишечная оболочка маленького диаметра просто не налезет на цевку большого диаметра, а при цевке маленького диаметра поступление фарша будет слишком медленным, что может привести к образованию полостей, которые затем заполнит бульон или жир. Следовательно, при изготовлении разных видов колбас вам придется работать разными шприцами. Другой выход - сделать шприц со съемными цевками.

При загрузке фарша в шприц необходимо стремиться, чтобы фарш лежал плотно и не образовывалось полостей. Поршень шприца должен хорошо сидеть, так как в обратном случае под него будет попадать фарш, что скажется на качестве работы.

Вареные колбасы наполняют фаршем при минимальном давлении. Если этого не делать, то в процессе варки оболочка может разорваться, поскольку объем фарша увеличится. Копченые колбасы шприцуют плотнее, так как в процессе сушки их объем уменьшается.

Подавать фарш необходимо сначала медленно, без особого давления, постепенно, равномерно увеличивая нажим. Закладывать фарш лучше всего шариками, диаметр которых чуть превышает диаметр шприца.

Следующий этап формовки батонов - вязка. Эта операция требует особых навыков, а потому, прежде чем приступать к вязке батонов, необходимо научиться правильно делать петлю и узлы на концах батонов и по их длине. Последним этапом формовки батона является штриковка. Специалисты-колбасники называют так прокалывание батонов при попадании в них воздуха. В этом случае батоны прокалывают в нескольких местах, причем иголка не должна быть очень толстой. Не рекомендуется прокалывать (штриковать) вареные колбасы, так как после варки они увеличивают свой объем, а нарушение целостности оболочки в данном случае может оказаться способствующим фактором для ее разрыва. Кроме того, не рекомендуется надкалывать целлюлозные оболочки.

2. ШПРИЦЫ

Шприцы применяют в основном при производстве колбасных изделий, они вытесняют фарш при заполнении колбасных оболочек, форм, тары. В колбасном производстве этот процесс (шприцевание) включает, кроме заполнения колбасной оболочки, операции вязки, штриковки и навешивания колбас на палки и рамы.

Шприцы различают механические и гидравлические, с периодической и непрерывной выдачей фарша, открытые и вакуумные. Для выдачи фарша в оболочку используют вытеснители шнековые, винтовые, поршневые, ротационные, эксцентриково-лопастные. Фарш из вытеснителя в оболочку поступает через цевку — металлическую насадку в виде трубки. Цевки имеют цилиндрическую форму с коническим расширением в месте соединения с вытеснителем. Их подбирают в соответствии с видом и диаметром колбасной оболочки. Шприцы могут быть одно- и многоцевочными.

Шприц состоит из бункера для приема фарша, вытеснителя, цевки, привода и механизмов, обслуживающих вытеснитель. Причем в поршневых шприцах в качестве бункера служит цилиндр вытеснителя. Современные конструкции шприцев снабжаются устройствами для дозирования фарша, надевания на цевку оболочки и ее пережима или перекручивания. На небольших предприятиях фарш загружают в бункер шприцев вручную (из тазиков), на крупных — подъемником с тележкой или по спускам с верхних этажей здания, через бункера с помощью ковшей. При загрузке шприца необходимо следить, чтобы в фарш не попадали посторонние предметы — кусочки оболочки, шпагата, бумаги и пр. Оболочку на цевку надевают либо вручную, либо с помощью вспомогательного устройства (приставки). Плотность шприцевания зависит от вида колбас, содержания влаги в фарше, вида оболочки, ее диаметра и способа термообработки колбасы. Вареные колбасы набивают неплотно, так как в фарше содержится много влаги, полукопченые колбасы набивают плотнее вареных. Самая плотная набивка необходима для фарша сырокопченых колбас, чтобы исключить попадание в батоны воздуха, который может привести к порче продукта. При шприцевании сосисок и сарделек фарш в оболочке не уплотняют.

Шприцы периодического действия с поршневым вытеснителем могут быть с механическим, гидравлическим или пневматическим приводом. Наибольшее распространение получили шприцы с гидравлическим приводом.

Современные шприцы производят наполнение колбасной оболочки фаршем под вакуумом, дозирование и запечатывание батонов. В связи с этим шприцы состоят из нескольких механизмов, которые изготавливают в виде единого агрегата или собирают из нескольких автономных блоков. В состав шприцов входят механизмы: вытеснительный, дозирующий, герметизирущий, приводной, подающий, загрузочный. Все эти механизмы управляются с единого пульта регулирующего механизма или устройства.

В качестве вытеснителя в шприцах применяют: поршневые, винтовые и шнековые, шестеренные с внешним и внутренним зацеплением, эксцентриково-лопастные.

При производстве дозированных изделий устанавливают массу дозы и ее допуск, но дозирование производят объемным способом — выделением объёма фарша. Для осуществления дозирования в системе регулирования дозатора должна быть учтена плотность фарша и калиброванный диаметр колбасной оболочки. Для дозирования используют объемные поршневые дозаторы и дозаторы импульсные, связанные с периодической подачей фарша вытеснителем.

Герметизацию батонов производят вязкой шпагатом, перекруткой оболочки или наложением металлической скобы-клипсы.

В качестве приводных механизмов используют ручной, электромеханический, гидравлический и пневматический.

По виду вытеснителя шприцы разделяются на следующие:

Шприцы с поршневыми вытеснителями

Шприцы с поршневыми вытеснителями являются универсальными машинами периодического действия. На них можно перерабатывать фарши любой консистенции: от самых текучих — сосисочных, до самых вязких — для сырокопченых колбас. В поршневых шприцах фарши наиболее полно сохраняют свои исходные физические свойства, так как они подвергаются равномерному объемному сжатию (нормальные напряжения) и не испытывают сдвиговых, касательных напряжений. Из-за этого сохраняется и пространственное распределение включений в фарш (кубики шпика, мяса и др.).

Но к недостаткам поршневых шприцов следует отнести периодичную работу, включающую периоды вытеснения (шприцевание) и загрузки, причем продолжительность этих периодов может быть равной или близкой по значению.

Поршневые шприцы выпускают с рабочим объемом (л) цилиндра 6, 12, 15, 25, 40, 50 и 70, давление создаваемое в фарше, составляет 1,4...2,5 МПа. Шприцы оснащают ручным, электромеханическим, гидравлическим или пневматическим приводами. Ручные приводы, применяют в шприцах с малой емкостью цилиндра – 6…12 литров, предназначенных для предприятий малой мощности и общественного питания. Электромеханический привод состоит из электродвигателя, понижающего передаточного механизма (редуктора) и реечной передачи. Шестерню этой передачи устанавливают на выходном валу редуктора, а рейку соединяют с поршнем. Эти шприцы имеют много быстро изнашивающихся деталей, требуют сложного обслуживания, и поэтому в настоящее время их не производят.

Наиболее широко применяют шприцы с гидравлическим приводом, у которых фаршевый поршень штоком связан с гидравлическим поршнем. Этот тип привода обеспечивает бесступенчатое регулирование давления и расхода вытесняемой массы.

Шприцы с пневматическим приводом наиболее просты, т. к. состоят из фаршевого цилиндрам и поршня, под который нагнетают воздух.

Шприцы с эксцентриково-лопастными вытеснителями

Эксцентриково-лопастные вытеснители — устройства непрерывного действия. Они создают в продукте нормальные, объемные напряжения, не влияющие на физические свойства фарша и не вызывающие перераспределения его компонентов. Их конструкция позволят обрабатывать все виды фаршей. Вытеснитель состоит из цилиндрического ротора, в котором проделаны радиальные пазы для пластин. Пластины одинаковой длины скользят по внутренней поверхности корпуса, в котором ротор установлен эксцентрично. Это общий принцип конструкций, а реально устройство вытеснителей разнообразно.

Шприцы с шестеренными вытеснителями

Шестеренные вытеснители обеспечивают непрерывный цикл работы шприцов. Применяют вытеснители с внешним и внутренним зацеплением зубчатых колес.

Шприцы со шнековыми вытеснителями

Шнековые вытеснители широко используют в шприцах. Они обеспечивают непрерывность в работе, универсальность по перерабатываемой продукции, незначительное влияние на исходные свойства фаршей. На практике применяют вытеснители с одним или двумя (сдвоенными) шнеками. Были предложены вытеснители с тремя и четырьмя шнеками, но они не показали преимуществ в производительности и качестве работы, а в устройстве, металлоемкости и обслуживании уступали двухшнековым.

3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ ШПРИЦЕВ

Для подробного рассмотрения возьмём три шприца:

Шприц-дозировщик гидравлический Е8-ФНА-01;
Шприц гидравлического периодического действия ГШУ-2;
Шприц вакуумный ФШ2-ЛМ.

Шприц-дозировщик гидравлический Е8-ФНА-01 предназначен для производства штучных сосисок, сарделек, копченых и полукопченых колбас в искусственных и естественных оболочках. Он состоит из станины, фаршевого цилиндра, силового гидроцилиндра, поршней, дозирующих устройств и гидроцилиндра, регулятора доз, электродвигателя, шестеренчатого насоса, подколенного рычага, дозировочного стакана, цевки, шкафа с электроаппаратурой, крышки, бункера и зеркала.

Фарш загружают в бункер, включают электродвигатели приводов шестеренчатого и вакуумного насосов. В поршневой полости цилиндра образуется вакуум, конусный клапан опускается вниз, и фарш через кольцевую щель втягивается в цилиндр. Загрузка продолжается до тех пор, пока не загорится сигнальная лампочка и золотниковый шток не поднимется в исходное положение. Переключением подколенного рычага золотника включается шприц. Гидромотор сообщает вращение валу с закрепленной на нем цевкой и передает реверсивное движение дозировочному стакану. Последний начинает вращаться вокруг оси в тот момент, когда его отверстие совмещается с отверстием фаршевого цилиндра, и фарш под давлением поступает в полость стакана, начинает давить на дозировочный поршень. Стакан заполняется. Дозу регулировать можно на ходу, а ее величина фиксируется на шкале. Вытеснение фарша происходит до тех пор, пока поршень дозирующего цилиндра не упрется в его крышку. Когда подколенный рычаг будет опущен, прекратится шприцевание.

Работа шприца гидравлического периодического действия ГШУ-2 аналогична работе описанного выше шприца-дозировщика. Для ускорения надевания оболочки на цевку шприц оборудован вертушкой, имеющей два конца для надевания параллельно на две цевки. В то время как через одну цевку шприцуют фарш, на вторую надевают оболочку. Затем вертушку поворачивают, и цевка с надетой оболочкой устанавливается в рабочее положение. Шприцевание выполняют при горизонтальном положении вертушки. Если поставить ее в вертикальное положение, выход фарша прекратится. Цевки переключаются краном, установленным на фаршевом патрубке.

Рис. 1. Шприц гидравлический ГШУ-2:

1 – электродвигатель; 2 – лопастной насос; 3 – гидравлический цилиндр; 4 – золотник; 5 – регулятор давления; 6 – манометр; 7 – фаршевый цилиндр; 8 – вертушка; 9 – цевки; 10 – кран.

Достоинства гидравлических шприцев — простота конструкции, надежность в работе, сохранение исходных свойств, качества фарша и формы кусочков шпика. Недостатки — снижение скорости истечения фарша с увеличением числа цевок; так как скорость движения поршня постоянна, под поршнем накапливаются частицы фарша, обильно загрязненные микрофлорой.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускается большое количество шприцев непрерывного действия. Шприцы непрерывного действия имеют более высокую производительность по сравнению со шприцами периодического действия, а также могут быть включены в состав комплекса или поточно-механизированной линии для производства колбасных изделий. Непрерывность процесса шприцевания достигается применением шнековых, винтовых, ротационных, эксцентриково-лопастных вытеснителей. Кроме того, современные конструкции шприцев непрерывного действия имеют специальные узлы для подключения вакуумной системы (централизованной или автономной).

Вакуумирование при шприцевании проводится в целях удаления воздушных пузырьков, которые попадают в фарш после его измельчения и смешивания. Работа шприца в режиме вакуумирования после вакуумного куттера приводит к удалению до 67 об. % воздуха, а после открытого куттера — до 53,7 об. %. В первом случае в фарше после вакуумного шприцевания содержится до 1,7 об. %, а во втором — 4,0 об. % воздуха.

Рис. 2. Шприц вакуумный двухцевочный ФШ2-ЛМ:

1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – отстойник; 4 – вакуумная головка; 5 – бункер; 6 – головка рабочих цилиндров; 7 – масляный бак; 8 – магнитный пускатель; 9 – масляный насос; 10 – выключатель; 11 – педаль.

Шприц вакуумный ФШ2-ЛМ показан на рис. 2. На верхней части станины закреплен корпус рабочих шнеков, который имеет две пары цилиндрических расточек. С одного торца корпуса — редукторы привода шнеков, с другого — конусы для крепления двух (на рисунке показана одна) цевок. Сверху над цилиндрическими расточками устанавливаются пара вакуумных головок и бункер для фарша. Шнеки— одноходовые винты противоположной навивки. Один конец шнека надет на консольный вал редуктора, другой свободно лежит в расточке. Шнеки вращаются навстречу друг другу. Вакуумная система включает в себя масляный шестеренчатый насос, масляный бачок, вакуумную головку, отстойники и соединительные резиновые трубки. Педали включения представляют собой два поворотных рычага, закрепленных на осях. При нажатии ногой на педаль рычаги включают конечные выключатели и через магнитные пускатели включаются электродвигатели.

4. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШПРИЦЕВ

Таблица № 1

Техническая характеристика шприцев

	*Наименование аппарата*
*Технические данные, критерии, оценки.*	Е8-ФНА-01	ГШУ-2	ФШ2-ЛМ
1. Производи-тельность, т/ч.	До 1,0	До 0,65	До 0,9
2. Установленная мощность, кВт.	5	2,8	4,6
3. Габаритные размеры, (B∙L∙H).	1,12х8,6х2,0	1,2х9,4х1,55	1,2х1,0х2,2
4. Масса, кг.	680	800	650
5. Техническая производительность, т/ч.	0,7	0,45	0,63
6. Удельная материалоемкость, (кг∙ч)/т.	972	1777	1032
7. Удельная энергоемкость, (кВт∙ч)/т.	7,1	6,2	7,3
8. Габаритность, (м³∙ч)/т.	2,75	3,89	3,2

Расчеты по данным таблицы:

5. Техническая производительность, т/ч:

W_Т = W_П∙τ, (4.1)

где τ = 0,7;

W_П – производительность аппарата.

Для Е8-ФНА-01:

W_Т = 1,0∙0,7 = 0,7 т/ч;

Для ГШУ-2:

W_Т = 0,65∙0,7 = 0,45 т/ч;

Для ФШ2-ЛМ:

W_Т = 0,9∙0,7 = 0,63 т/ч.

6. Удельная материалоемкость, (кг∙ч)/т:

М_уд = m/ W_Т, (4.2)

где m – масса;

W_Т– техническая производительность.

Для Е8-ФНА-01:

М_уд =

(кг∙ч)/т;

Для ГШУ-2:

М_уд =

(кг∙ч)/т;

Для ФШ2-ЛМ:

М_уд =

(кг∙ч)/т.

7. Удельная энергоемкость, (кВт∙ч)/т:

W_уд = N/ W_Т, (4.3)

где N – установленная мощность;

W_Т– техническая производительность.

Для Е8-ФНА-01:

W_уд =

(кВт∙ч)/т;

Для ГШУ-2:

W_уд =

(кВт∙ч)/т;

Для ФШ2-ЛМ:

W_уд =

(кВт∙ч)/т.

8. Габаритность, (м³∙ч)/т:

Г = (B∙L∙H)/ W_Т, (4.4)

где B – ширина;

L – длина;

H – высота;

W_Т– техническая производительность.

Для Е8-ФНА-01:

Г =

(м³∙ч)/т;

Для ГШУ-2:

Г =

(м³∙ч)/т;

Для ФШ2-ЛМ:

Г =

(м³∙ч)/т.

5. ШПРИЦ-ДОЗИРОВЩИК ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ Е8-ФНА-01

Проведя расчеты нескольких видов шприцов, более подробно и детально остановимся на шприце-дозировщике Е8-ФНА-01.

Поршневой шприц с гидравлическим приводом Е8-ФНА-01 снабжен механизмами объемного дозирования и перекрутки оболочки. Он Предназначен для выпуска под вакуумом порционированных сосисок, сарделек, копченых и полукопченых колбас в натуральных и в искусственных оболочках.

Шприц состоит из сварной станины, облицованной стальными листами. На верхней плоскости станины фланцем закреплен фаршевый цилиндр, в котором перемещается поршень. Шток поршня проходит через уплотнение дна фаршевого цилиндра и входит в полость гидравлического цилиндра. На нижнем конце штока закреплен поршень гидроцилиндра. Для подачи рабочей жидкости в станине расположена гидростанция, состоящая из электродвигателя, шестеренного насоса, бака и регулирующей аппаратуры. На оси закреплена крышка фаршевого цилиндра, на которой установлен бункер с зеркалом.

Истечение фарша происходит через отверстие в обечайке фаршевого цилиндра, к которому прикреплен корпус дозирующего устройства. Дозатор объемный с поршнем, который перемещается во вращающемся дозировочном стакане. Перемещается поршень штоком, соединенным с поршнем гидроцилиндра. Фарш из стакана вытесняется в полый вал, к которому накидной гайкой присоединяют цевку.

Процесс набивки колбасных батонов и аппараты для его реализации