Разработка разливочного автомата
Содержание
Введение
- Технология процесса
- Критический обзор технологического оборудования
- Технологический расчет
- Производительность протирочной машины с вытеснителем
- Кинематический расчет привода
- Расчет вала на прочность
- Проверка прочности шпоночного соединения
- Правила безопасных методов эксплуатации машины
Список используемой литературы
Приложение
Введение
В питании человека важное место занимает плоды и овощи, являющиеся важнейшими источниками витаминов и минеральных солей. Они являются также основным сырьем для изготовления плодоовощных консервов.
Основным направлением научно-технического прогресса в производстве готовых продуктов из растительного сырья являются направления, связанные с его выращиванием, транспортировкой и переработкой. В конечном итоге качество готового продукта зависит от качественных показателей каждого из указанных направлений.
Для изготовления различных
видов консервов и соков
В настоящее время существует множество технологических схем переработки растительного сырья. Одной из основных операций при изготовлении указанных продуктов является измельчение в результате механического воздействия.
Продукты, получаемые при переработке растительного сырья, являются многокомпонентными, структурно-сложными биологическими системами, свойства которых изменяются под действием внешней среды, микроорганизмов, тканевых ферментов и других биохимических и технологических факторов.
Комплексное решение задач технического прогресса в консервной промышленности немыслимо без совмещения автоматизации и механизации с коренной модернизацией и интенсификацией технологических процессов на основе изучения закономерностей изменения физических свойств перерабатываемого сырья в ходе технологического процесса.
Задачу повышения качества выпускаемой продукции с одновременным увеличением объема ее производства можно решить совершенствованием существующих и внедрением новых технологий производства, прежде всего в результате создания современного оборудования, обеспечивающего точное соблюдение всех требований технологии.
Машины и аппараты должны оказывать на обрабатываемый продут оптимальное воздействие, заключающееся в том, что потери сырья и готовой продукции должны быть минимальными. Это вызывает необходимость полного соответствия скоростей и траектории движения рабочих органов машин и аппаратов, физико-химическим свойствам исходных, промежуточных и конечных продуктов, а также оптимальному режиму процесса их переработки. В машинах и аппаратах пищевых производств сырье находится в напряженном состоянии под действием рабочих органов и технологических факторов. Физико-химические свойства сырья, определенные в нормальных условиях, не всегда соответствуют физико-химическим свойствам в реальных условиях, что вызывает несовпадение расчетных параметров и действительных и в конечном итоге обусловливает необоснованные потери и нестабильное качество готовой продукции.
При переработке растительного сырья основными задачами являются:
- модернизация и разработка технологического оборудования;
- разработка
и внедрение комплексной
- правильный
подбор оборудования с целью
сокращения потерь сырья, что
приводит к снижению
Одной из основных операций при переработке растительного сырья является его измельчение в результате механического воздействия. В той или иной форме эта операция имеет место почти в любой технологической схеме производства пищевых продуктов.
Механическое измельчение можно осуществить дроблением или резкой. При измельчении семечкового сырья и корнеплодов наиболее широкое применение получили дробилки с быстрорежущими рабочими органами ударно-режущего действия: барабанные и молотковые. Для измельчения косточкового сырья такое оборудование непригодно, так как происходит дробление косточек, что недопустимо с точки зрения технологических требований.
В питании человека важное место занимает плоды и овощи, являющиеся важнейшими источниками витаминов и минеральных солей. Они являются также основным сырьем для изготовления плодоовощных консервов.
Основным направлением научно-технического прогресса в производстве готовых продуктов из растительного сырья являются направления, связанные с его выращиванием, транспортировкой и переработкой. В конечном итоге качество готового продукта зависит от качественных показателей каждого из указанных направлений.
Для изготовления различных
видов консервов и соков
К плодам косточковых культур
относят абрикосы, алычу, вишню, кизил,
сливы, персики, терн, ткемали, черешни.
Плоды указанных культур
Таким образом, разработка оборудования
для первичной переработки
- Технологический процесс
Протирание - это не только процесс измельчения, но и разделения, т.е. отделения массы плодоовощного сырья от косточек, семян и кожуры на ситах с диаметром ячеек 0,8–5,0 мм. Финиширование - это дополнительное измельчение протертой массы пропусканием через сито диаметром отверстий 0,4–0,6 мм.
Основные конструкции
Одноступенчатая протирочная машина состоит из станины, приводного вала, укрепленного в 2-х подшипниках со шнеком, лопастью и бичевым устройством, загрузочного бункера и привода с клиноременной передачей.
Работа машины основана на силовом воздействии бичей на обрабатываемый продукт, продавливая его через сито и за счет центробежной силы. Рабочая машина также регулируется изменением угла между осью вала и бичами, изменением зазора между ситом и бичами и диаметром отверстий сит. Протертая масса выводится через поддоны, а отходы из цилиндра выводятся через лоток.
Протирочные машины должны обеспечивать качественное разделение протираемой массы на полуфабрикат и отходы, высокую удельную производительность, минимальное количество отходов, низкий удельный расход энергии, однородный и достаточно тонкий дисперсный состав протертого полуфабриката, максимальную степень измельчения.
К недостаткам протирочных машин
следует отнести невысокую
1.2.Технологические требования к плодам
Томат — растение рода Паслён семейства паслёновые, одно- или многолетняя трава. Возделывается как овощная культура. Плоды томата известны под названием помидоры. Тип плода — ягода.
История
Родина — Южная Америка, где до сих пор встречаются дикие и полукультурные формы томата. В середине XVI века томат попал в Испанию, Португалию, а затем в Италию, Францию и другие европейские страны, Самый ранний рецепт блюда из томатов опубликован в кулинарной книге в Неаполе в 1692 при этом автор ссылается на то, что это рецепт родом из Испании. В XVIII веке томат попадает в Россию, где вначале возделывался как декоративное растение. Овощной продовольственной культурой растение было признано благодаря русскому учёному-агроному А. Т. Болотову (1738—1833). Долгое время томаты считались несъедобными и даже ядовитыми. Европейские садоводы разводили их как экзотическое декоративное растение. В американские учебники по ботанике вошла история, как подкупленный повар пытался отравить блюдом из помидоров Джорджа Вашингтона. Будущий первый президент США, отведав приготовленное кушанье, пошёл дальше заниматься делами, так и не узнав о коварном предательстве.
Томат сегодня — одна из самых популярных культур благодаря своим ценным питательным и диетическим качествам, большому разнообразию сортов, высокой отзывчивости на применяемые приёмы выращивания. Его возделывают в открытом грунте, под плёночными укрытиями, в теплицах, парниках, на балконах, лоджиях и даже в комнатах на подоконниках.
Состав плодов томатов
Зрелые плоды томата богаты сахара́ми
и витамином C, содержат белки, крахмал, орган
Свежие томаты и томатный сок полезны при сердечнососудистых заболеваниях из-за большого содержания в них железа и калия, а также томаты полезны при гастритах с пониженной кислотностью, общем упадке сил, ослаблении памяти, малокровии. Томатный сок снижает кровяное давление, кроме того, повышенное содержание пектиновых веществ в томате способствует снижению холестерина в крови. Благодаря высокому содержанию биологически активных веществ томаты регулируют обменные процессы и деятельность желудочно-кишечного тракта, усиливают работу почек и половых желез. Применяют томат и как слабительное средство. Кашицу красных томатов прикладывают к вздувшимся венам (прибинтовывают на ночь ежедневно или через день в течение месяца). Консервированные томаты подвергаются молочно-кислому брожению и присутствующая в них молочная кислота благоприятно сказывается на микрофлоре кишечника. Однако, при консервировании томатов всегда используется соль, поэтому соленые и маринованные помидоры не рекомендуется есть при заболеваниях почек и сердечнососудистой системы, в том числе при гипертонии (повышенном давлении).
Класификация
В настоящее время существует несколько
классификаций томатов. В России
принята традиционная классификация
Брежнева. В традиционной классификации томаты
рассматриваются как представители рода Lycopersicon Tourn.
В 1964 году советским растениеводом-селекционером Д.
- томат перуанский Lycopersicon peruvianum Brezh.
- томат волосистый Lycopersicon hirsutum Humb. et Benp.
- томат обыкновенный Lycopersicon esculentum Mill.
На практике, садоводы продолжают пользоваться традиционными названиями, тогда как в строго ботанической литературе употребляется второй вариант.
Сорта томатов
Сорта томата характеризуют по различным критериям:
- По типу роста куста — детерминированные и индетермированные
- По времени созревания — ранние, среднеспелые, поздние
- По способу употребления — столовые, для консервации, для производства сока и др.
Наиболее распространены сорта нештамбового томата, имеющего тонкие стебли, полегающие под тяжестью плодов, и крупные, слабогофрированные листья; кусты могут быть как карликовыми, так и высокорослыми. Сорта штамбового томата достаточно многочисленны. Стебли у растений толстые, листья среднего размера, с короткими черешками и сближенными долями, сильногофрированные; пасынков образуется мало. Кусты компактные — от карликовых до среднерослых. Выведены полуштамбовые сорта томата, занимающие промежуточное положение между указанными группами. Сортов картофельного типа, получившего название за сходство его листьев с картофельными, очень мало.
По типу роста куста сорта томата делятся на детерминированные (слаборослые) и индетермированные (высокорослые). Удетерминированных сортов основной стебель и боковые побеги прекращают рост после образования на стебле 2-6, иногда более кистей. Стебель и все побеги заканчиваются цветочной кистью. Пасынки образуются только в нижней части стебля. Куст небольшой или средних размеров (60-180 см). Кроме типично детерминированных выделяют также супердетерминированные сорта, у которых растения прекращают рост после формирования на основном стебле 2-3 кистей (все побеги оканчиваются соцветиями и образуют сильноразветвлённый небольшой куст; вторая волна роста отмечается после созревания большей части плодов; первое соцветие образуется на высоте 7-8-го листа), а также полудетерминированные, растения которых отличаются более сильным, почти неограниченным ростом — формируют на одном стебле 8-10 кистей. У индетермированных сортов томатов рост растений неограничен. Основной стебель заканчивается цветочной кистю (первая кисть образуется над 9-12 листом), а пасынок, растущий из пазухи листа, ближайшего к верхушечной кисти, продолжает рост основного стебля. После образования нескольких листьев пасынок заканчивает свой рост заложением цветочного бутона, а рост растения продолжается за счёт ближайшего пасынка. Так происходит до конца вегетации, которая обычно завершается первым осенним заморозком. Куст высокорослый (2 м и более), но темп цветения и плодообразования ниже, чем у томатов детерминированных сортов, растянутый.
Сбор плодов начинается с начала июня и продолжается, смотря по местности, до середины сентября. Перед наступлением холодов растения во избежание замерзания выдёргивают из земли вместе с плодами и кладут в парниковые ящики, где и происходит дозревание плодов. Самый сбор плодов производят с помощью ножа или ножниц. Собранные плоды переслаиваются соломой. При пересылке их кладут в ящики не более, как в два слоя.
Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов.
Томатный сок получают из зрелых томатов в виде однородной массы, содержащей мякоть, и консервируют его натуральным с добавлением 0,6... 1,0 % поваренной соли. Томатные соки имеют низкую кислотность и рН 5,5...6,5, что создает благоприятные условия для развития микроорганизмов, в том числе спорообразующих. По этой причине соки стерилизуют при температуре 120 °С в течение 20.. .30 мин. Для смягчения режимов стерилизации соки подкисляют до рН 3,7.. .4,0 органическими пищевыми кислотами или смешивают с соками из более кислых плодов и овощей. Томатный сок выпускают натуральным или концентрированным.
Консервированный томатный сок должен обладать приятным натуральным вкусом и запахом, иметь красивый красный или оранжево-красный цвет. Содержание сухих веществ в соке должно быть не менее 4,5 % по рефрактометру. Для предупреждения разрушения витаминов в томатном соке содержание солей тяжелых металлов не должно превышать 5 мг меди и 100 мг олова в 1 л сока (содержание свинца не допускается).
По внешнему виду томатный сок должен иметь однородный с наличием взвешенных тонко измельченных частиц мякоти. Вкус сока зависит от соотношения Сахаров и кислот. Общее количество Сахаров (глюкозы и фруктозы) составляет 2,1. ..3,7 %. В соке содержится 1,4.. .4,4 мг/100 г ликопина и 0,06. ..0,32 мг/100 г каротина. Оптимальная консистенция обеспечивается при содержании в соке 6.. .7 % мякоти. Содержание витамина С в соке составляет 10,2...23,0 мг/100 г, причем в процессе хранения потери витамина могут достигать 50 %. В состав минеральных веществ входят калий, кальций, натрий, магний, железо и др. В ароматических веществах томатов определено 36 компонентов: ацетальдегид, этанол, пропанол и др., в том числе ненасыщенные соединения, измененные содержания которых отрицательно влияют на вкус сока.
Особенности производства
и потребления готовой
Дробленые томаты протирают через
сита с целью удаления грубых включений:
плодоножек, зеленых частей плодов
и возможных примесей. Протертую
массу нагревают с целью
Если нагревание сока проводится медленно, томатная масса некоторое время находится при температуре 50.. .60 °С, что приводит к разрушению растворимого пектина. Сок из медленно нагретых томатов имеет низкую вязкость и склонен к расслаиванию. Быстрое инактивирование пектолитических ферментов достигается путем инжекции пара в томатную массу. Вязкость сока при этом может сохраняться на уровне 95 % первоначальной, но возможно разбавление сока конденсатом.
Томатный сок фасуют в стеклянные или жестяные банки, а также в бумажные пакеты. После эксгаустирования стеклянные банки с соком герметично укупоривают и направляют на стерилизацию или пастеризацию.
Концентрированный томатный сок содержит 40 % растворимых сухих веществ, 21,5 % сахара, органических кислот 3,85 %, каротина 2,23 мг/100 г, витамина С 96,8 мг/100 г. При употреблении его разводят до плотности натурального и употребляют как напиток.
Стадии технологического процесса. Консервирование томатного сока можно разделить на следующие стадии:
— очистка, мойка и сортировка сырья;
— дробление (измельчение) томатов;
— нагревание и экстракция томатной массы;
— центрифугирование и протирка томатопродуктов;
— фасование, стерилизация (пастеризация) сока.
Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для очистки, мойки и сортировки сырья, в состав которого входят вентиляторные моечные машины, транспортеры и гидролотки.
В состав линии входит комплекс оборудования для дробления (измельчения) томатов, состоящий из дробилок, емкостей и насосов.
Ведущим является комплекс оборудования, включающий вакуум - подогреватели с вакуум - бачками и шнековые прессы со сборниками.
Следующий комплекс оборудования представляют центрифуги или протирочные машины.
Завершающий комплекс оборудования линии состоит из фасовочно-укупорочных машин, стерилизаторов и пастеризаторов.
Машинно-аппаратурная схема линии производства томатного сока представлена на рис.
Рис. Машинно-аппаратурная схема линии производства томатного сока
Устройство и принцип действия линии. Линия консервирования томатного сока состоит из двух последовательно расположенных вентиляторных моечных машин, роликового инспекционного транспортера, гидролотка, дробилки, сборника дробленой массы, насоса, двух сдвоенных вакуум -подогревателей, пресса, сборника экстрагированного сока, сдвоенного вакуум -подогревателя экстрагированного сока, сборника подогретого сока, жидкостного наполнителя, закаточной машины, оборудования для стерилизации готовой продукции.
Двукратная мойка в
Проинспектированное сырье ополаскивается водой на наклонном участке транспортера, после чего измельчается в дробилке 4. Дробленая масса собирается в емкость 11, откуда перекачивается насосом 7 в сдвоенный вакуум-подогреватель 12 с вакуум -бачком 10, где нагревается до температуры 60.. .65 °С для облегчения отжима сока в шнековом прессе 13. Линия оснащена резервным шнеком для обеспечения безостановочной работы.
Шнеки расположены на эстакаде, поэтому
отжатый сок самотеком
При упаковывании в тару вместимостью 0,25.. .0,5 л сок к фасовочной машине 14 поступает из сборника 5. При горячем розливе в бутылки сок из сборника 5 подается насосом в теплообменник 6 для нагрева до температуры 97.. .98 °С. Если линия была остановлена и сок в сборнике 5 остыл, его снова перекачивают в вакуум-подогреватель 9. Сок циркулирует в системе до тех пор, пока температура его достигнет 85 °С.
2. Критический
обзор технологического
Основные конструктивные схемы.
Основными рабочими органами всех типов протирочных машин и финишеров являются сетчатый барабан, бичевое устройство и устройства загрузки массы на бичи и удаления отходов из барабана.
В схемах протирочных машин и финишеров сетчатый барабан, как правило, неподвижен, движутся бичи. При стабильной подаче массы в машину изменения диаметров отверстий рабочих сит, угла опережения бичей и фактора разделения позволяют управлять процессом протирания и финиширования, т. е. устанавливать необходимый режим процессов (влажность отходов, производительность и дисперсный состав протертого полуфабриката). Нестабильность подачи массы сырья в машину нарушает качество протирания. Устройства подачи массы существенно влияют на характер ее движения вдоль барабана, а устройства удаления отходов — на движение отходов.
Существуют так называемые
инверсивные протирочные
В бичевых протирочных машинах с коническим и цилиндрическим сетчатыми барабанами (рис. 1 а, б) сырьевая масса поступает в загрузочное устройство 1, которым она направляется в сетчатый барабан 8. В барабане масса поступает на движущиеся бичи 7, прижимается к рабочему ситу, протирается через его отверстия и поступает в сборник протертого полуфабриката 4. Отходы из барабана попадают в сборник 5 и удаляются из машины. Бичи крепятся к держателям 6, которые укреплены на валу 2. Вращательное движение валу 2 передается через шкив 3. Верхняя часть сетчатого барабана закрыта кожухом 9.
В протирочной машине с вращающимся сетчатым барабаном (рис. 7,в) и подачей сырьевой массы на его наружную поверхность сырьевая масса поступает в загрузочный патрубок 1 под избыточным давлением не более 0,1 МПа и подается в рабочую камеру 2. Затем масса поступает на поверхность вращающеюся сетчатого барабана 5, проходит внутрь и образует па внутренней поверхности параболоид вращения, близкий к цилиндру.
Рис. 1 Основные конструктивные схемы протирочных машин
Протертый полуфабрикат под избыточным давлением внутри сетчатого барабана попадает в неподвижную трубу 8 и выводится из машины. Грубые частицы сырья и примеси, прижатые к поверхности вращающегося барабана, снимаются с последней неподвижными скребками 4 и продвигаются по поверхности скребков благодаря их наклону в нижнюю часть Рабочей камеры 2. Здесь они захватываются вращающимся шнеком 9 и подаются в разгрузочный тубус 11, а затем через щель между тубусом и конусом 10, который прижимается к тубусу пружиной, выводятся из машины. Сетчатый барабан снабжен полым валом 6, на котором крепится шкив 7 привода барабана. Основная рабочая камера 2 болтами крепится к корпусу, машины 12. Шнек приводится и движение от индивидуального привода через шкив 5.
13 протирочной машине
с вращающимся сетчатым
В без бичевой протирочной машине (рис. 1,д) сырье (целые плоды) после тепловой обработки или без нее поступает сначала в загрузочный бункер 1, затем на поверхность вращающихся навстречу друг другу сетчатых барабанов 4. Протертый полуфабрикат шнеками 3 выводится из машины, а отходы скребками 6 снимаются с поверхности барабанов и также выводятся из машины через лоток 5. Все детали установки смонтированы в кожухе-основании 2.
В без бичевой протирочной машине с сетчатыми барабанами, вращающимися вокруг собственной оси и планетарно вокруг оси машины (рис. 1, в), сырьевая масса поступает в бункер 1, а затем специальным распределителем 8 направляется в сетчатые барабаны 2. Протертый полуфабрикат собирается в сборнике 9 и через патрубок 7 выводится из машины. Грубые частицы и примеси благодаря наклону барабана по отношению к оси машины и его сложному вращению сходят с внутренней поверхности барабана и через патрубок 6 выводятся из машины. Валы 3 и 5 сетчатых барабанов приводятся во вращательное движение через планетарные зубчатые передачи от основного зубчатого колеса, посаженного на основной вал 4, через шкив 10.
Конструкции протирочных машин и финишеров постоянно совершенствуются. Конструктивные схемы протирочных машин с вращающимся сетчатым барабаном и неподвижными бичами-скребками наиболее перспективны. При высокой удельной производительности режим протирания в таких машинах мягкий, поэтому полученный протертый полуфабрикат по дисперсному составу и пищевой ценности гораздо лучше полученного на машинах классического типа при одних и тех же параметрах процесса. Однако конструкции их очень сложны и затрудняют эксплуатацию, ремонт и обслуживание. Двухбарабанная без бичевая машина (рис. 1, д) в основном используется для выработки картофельного пюре.
Трехбарабанная без бичевая протирочная машина (рис. 1, е) с вращением сетчатых барабанов вокруг собственной оси и планетарно вокруг общей оси пригодна в основном для протирания косточковых плодов. Другие виды сырья, особенно сырье с волокнистой структурой, закупоривают отверстия рабочих сит.
Конструкции протирочных машин.
Одноступенчатые протирочные машины обычно используются для первичного протирания растительного сырья в линиях производства полуфабрикатов или замороженных продуктов. Сита в этих машинах имеют отверстия диаметром 3-5мм.
Двухступенчатые протирочные машины устанавливают в линиях производства полуфабриката, подвергаемого консервированию. В этих машинах на первой ступени сита имеют отверстия диаметром 3-5мм, а на второй 0.8-1мм. При изготовлении пюреобразных консервов для диетического питания устанавливают либо три ступени сит с диаметром отверстий 3;1,5;0.8 или 0.4 мм, либо четыре ступени - две сдвоенные машины, тогда сита имеют отверстия диаметром 3;15;0.8 и 0.4мм.
Трёхступенчатые протирочные машины применяют в линиях производства концентрированных томатопродуктов. В них используются сита с отверстиями диаметром 3;1,5;0.4 либо 0.8 мм. Для трёхступенчатого протирания на отдельных предприятиях используются ещё одна первая ступень. Такая одноступенчатая машина с диаметром отверстий сит 5-6мм производительностью 20-30 т/ч устанавливается перед трёхступенчатой.
