Усовершенствование тестораскаточной машины в линии производства пшеничного хлеба

    Брянская государственная сельскохозяйственная академия.

Инженерно – технологический факультет

  Кафедра: ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ОБОРУДОВАНИЯ

ЖИВОТНОВОДСТВА  И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ 
 

Курсовой  проект

    По дисциплине: Механизация процессов переработки продукции

                        растениеводства

         На тему: Усовершенствование тестораскаточной машины

                       в линии производства пшеничного хлеба

       Выполнила:                                                Большунова М.Л.

       Группа         И - 721

       Проверил:         Исаев Х.М. 

Брянск 2011 

       Реферат                                                                                                    

       Введение                                                                                                    4

       1.Анализ  современной линии по производству  пшеничного

          хлеба с усовершенствованием  тестораскаточной машины               5

       1.1 Технология производства пшеничного  хлеба                                  5

       1.2 Назначение и классификация тестораскаточной  машины             8

       1.3 Обоснование темы проекта                                                               13

       1.4 Задачи проекта                                                                                    15

       2 Обзор литературных источников  и патентное исследование           16

       2.1 Современные конструкции тестораскаточных  машин                   16

       2.2 Патентная проработка тестораскаточных  машин                           20

       3 Описание конструкции тестораскаточной  машины                           22               

       3.1 Назначение и область применения  тестораскаточной

             машины                                                                                                22

       3.2 Описание конструкции и принципа  действия 

             тестораскаточной машины                                                                22

       3.3 Техническая характеристика тестораскаточной  машины              23

       4 Расчеты, подтверждающие работоспособность

          тестораскаточной машины                                                                   24

       4.1 Технологические расчеты тестораскаточной  машины                   24

       4.2 Кинематические расчеты                                                                   27

       4.3 Энергетические расчеты и другие  специальные расчеты              28

       5 Безопасность жизнедеятельности  при работе с оборудованием      31

       5.1 Мероприятия по устранению прилипания  заготовок к

             рабочим поверхностям оборудования                                             32

       6 Технико-экономические показатели   проекта                                  35

       Заключение                                                                                               40

       Литература                                                                                                41

       Приложение                                                                                              42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат 

       В данном курсовом проекте была поставлена задача усовершенствовать тестораскаточную машину в линии производства пшеничного хлеба. Для этого были рассмотрены  и анализированы различные типы, виды и марки тестораскаточных машин. Также в  курсовом проекте была представлена линия по производству пшеничного хлеба, описана технология процесса и расчеты, подтверждающие работоспособность конструкции.

       Данная  работа состоит из 37 листов и приложения, куда входят патенты и спецификация. Также есть графическая часть, состоящая  из чертежей и схем, которые показывают устройство и модернизированный  узел тестораскаточной машины.

       Целью данного проекта было изучение, анализ имеющейся информации, выполнение расчетов и чертежей для получения высоких  технологических показателей на производстве.

       При модернизации машины использовался  патент изобретения, в котором тестораскаточная машина содержит две пары раскатных  валиков, смонтированных на корпусе  с углом ската 30°. Между парами валиков размещен связующий транспортер, который предназначен для передачи пласта теста от верхней пары валиков  к нижней паре. Приводные звездочки  нижней пары валиков содержат в 3,5 раза меньше зубьев, чем верхней звездочки. Этим обеспечивается уравнивание масс проходящего теста. Выбранная разность угловых скоростей гарантирует  качественную раскатку пласта теста, т. е. без образования складок и  без нарушения целостности пласта при любой установке зазора между  нижними валиками в пределах регулировки.

       При использовании этой тестораскаточной машины повышается не только производительность, но и качество вырабатываемой продукции. 

Введение

       Особую  роль в питании населения России играют хлебобулочные изделия. Эти  продукты ежедневно употребляются  в пищу, и поэтому их пищевая  ценность имеет первостепенное значение. В хлебе соотношение основных пищевых веществ- белков и углеводов - не оптимально, поскольку вместо рекомендуемого соотношения 1:4 в нем на 1 часть  белка приходится примерно 6 частей углеводов.

       В настоящее время разработаны  нормы сбалансированного питания  населения, в которых предусмотрены  оптимальные соотношения и количества отдельных компонентов пищи. Нормы  установлены применительно к  полу, возрасту и сфере деятельности человека.

       Употребление  хлебобулочных изделий, богатых  белками, углеводами, жирами, витаминами и микроэлементами, позволяет человеку восполнить свои физиологические потребности  при сравнительно незначительных материальных затратах.

       Производство  хлебобулочных изделий очень  трудоемкий процесс, который требует  применения различных инновационных  технологий и нового оборудования. В этой курсовой работе представлена одна из машин тесторазделочного  цеха - это тестораскаточная машина, которая применяется при выпечке  бутонообразных изделий. От усовершенствования и модернизации этого устройства зависит увеличение доли потребления  хлеба и разнообразие ассортимента изделий.

       Будущее хлебопекарной отрасли зависит  от преемственности поколений, от подготовки и приобретения профессиональных навыков  молодым поколением и обеспечения  тесного контакта с высокопрофессиональными  работниками старшего поколения  и учеными отраслевых НИИ и  вузов. 

        1 Анализ современной линии по производству пшеничного хлеба с

           усовершенствованием тестораскаточной  машины          

       1.1Технология производства пшеничного хлеба                                                            

       Хлеб  – полезный биологический  продукт, который содержит большое количество веществ, необходимых для организма  человека. Это белки, белковые соединения, высокомолекулярные жиры, крахмал, а  также витамины. Процесс производства  пшеничного хлеба достаточно гибок, сложен и трудоёмок, он состоит из шести этапов: приёма и хранения сырья, подготовки сырья к пуску в производство, приготовление теста, разделка теста, выпечка и хранение выпеченных изделий и отправка их в торговую сеть.

            Основным сырьём для производства  пшеничного хлеба является пшеничная  мука, вода, дрожжи, соль. К дополнительному  сырью относят: масло растительное  и животное, маргарин, молоко и  молочные продукты, солод, патока  и др. В настоящее время в  хлебопекарной промышленности широко используются новые виды дополнительного сырья и улучшители  (поверхностно- активные вещества, ферментные препараты, модифицированный крахмал, молочная сыворотка, сывороточные концентраты и др.

              Рассмотрим принцип действия линии по производству пшеничного хлеба (аппаратурно-технологическая схема, рисунок 1). Схема линии состоит из трёх участков. На первом участке, предназначенном для приёмки, хранения и транспортировки муки и приёмки, хранения и подготовки дополнительного сырья, устанавливают оборудование для приёмки муки из муковозов, получения сжатого воздуха и подачи его к питателям аэрозольтранспорта. На втором участке осуществляются основные технологические процессы. Третий участок включает в себя хлебохранилище и экспедицию. 
 

            Муку доставляют на хлебозавод  в автомуковозах, принимающих до 7…8 тонн муки. Далее для разгрузки муки автомуковоз оборудован воздушным компрессором станция 3 и гибким шлангом для присоединения к приёмному щитку. Мука под давлением по трубам загружается в силосы 4 для хранения. Дальше мука из силоса через питатель подаётся в просеиватель 6  и идёт на весы, после взвешивания мука доставляется в производительный силос 8. Дополнительное сырьё – растворы соли, сахара, суспензии дрожжей и подготовки жиров к эмульгированию приготавливаются и хранятся в специальных установках 10, 11, 12, 13.

              При работе линии муку из  силосов 8 подают в дозировочную  станцию вместе с дополнительным  сырьём, а затем в тестомесильную  машину Т1-ХТ2А для теста 15. Тесто  далее по трубам идёт в бункер  для брожения опары 16 и после  брожения в течение 3,0…4,5 часов  опару через устройство подачи опары 17 дозируют во вторую тестомесильную машину с одновременной подачей оставшейся части муки, воды и растворов. Готовое тесто стекает из тестомесильной машины 19 через устройство для подачи теста в приёмную воронку тестоделительной машины 21 (А2-ХТН), предназначенной для получения порций теста одинаковой массы. После обработки порций теста в тестоокруглительной машине 22 (Т1-ХТН) образуются тестовые заготовки шарообразной формы, которые идут в шкаф для предварительной расстойки 23. Расстойка тестовых заготовок проводится в течение 35…50 минут. При относительной влажности воздуха 65…85 % и температуре 30…40°С, в результате брожения структура тестовых заготовок становится пористой, объём их увеличивается в 1,4…1,5 раза, плотность снижается на 30…40%.

               Далее тестовые заготовки через  тестозакаточную машину Восход  Т3-3 (24) подают в шкаф для окончательной  расстойки 25 и в хлебопекарную  печь 26

( А2- ХЛФ-25).                                                                                                                                                                                                                           

              На входном участке хлебопекарной печи заготовки 2…3 минуты подвергаются гидротермической обработке увлажнительным устройством при температуре 105…110°С. На среднем и выходном участках пекарной камеры заготовки выпекают при температуре 200…250°С. В процессе движения с подом печи тестовые заготовки последовательно проходят все тепловые зоны пекарной камеры, где выпекаются за промежуток времени от 20 до 55 минут, соответствующий технологическим требованиям на выпускаемый вид хлеба .

               Выпеченные изделия подают в  машину для упаковывания хлеба  28, далее в укладочный агрегат,  где загружается в контейнеры  и через устройство для загрузки  контейнеров 32 направляется в  автохлебовоз.

1-автомуковоз; 2-приёмный щиток; 3-компрессорная  станция; 4-силос для муки; 5-питатель  муки; 6-просеиватель; 7-автовесы; 8- производственный  силос для муки; 9- баки из воды; 10- установка для приготовления  солевого раствора; 11- установка  для приготовления сахарного  раствора; 12-  установка для приготовления  суспензии дрожжей; 13- установка  для подготовки жиров к эмульгированию; 14,18- дозировочные станции; 15,19-тестомесильные  машины для опары и теста  соответственно; 16-бункер для брожения  опары; 17,20- устройства для подачи  опары и теста соответственно; 21- тестоделительная машина; 22- тестоокруглительная  машина; 23- шкаф для предварительной  расстойки; 24- тестозакаточная машина; 25- шкаф для окончательной расстойки; 26- хлебопекарная печь;  27- охладительный  агрегат; 28- машина для  упаковывания  хлеба; 29- агрегат для подготовки  лотков и контейнеров; 30- укладочный  агрегат; 31- агрегат для ассортиментного  комплектования; 32- устройство для  загрузки контейнеров в автохлебовоз; 33- автохлебовоз.

       Рисунок 1- Структурная схема производства пшеничного хлеба 

       1.2. Назначение и классификация тестораскаточной  машины

         Тестораскаточная машина предназначена для формования тестовых заготовок цилиндрической или сигарообразной формы из пшеничной муки высшего и первого сортов массой от 0,22 до 1 кг и максимальной длиной 450 мм на предприятиях хлебопекарной промышленности в составе спецлиний по производству батонообразных изделий. Формование в этих машинах является многоступенчатым и состоит из следующих стадий: вальцевание, завивание рулона и уплотнение заготовки.

       Тестораскаточные машины в зависимости от вида рабочих органов в зоне уплотнения подразделяются на ленточные , барабанные и комбинированные.       В тестораскаточных машинах ленточного типа в качестве несущего и формующего органов используют поверхности ленточного конвейера и подпружиненной прижимной доски. При этом тестовая заготовка прокатывается в клиновом зазоре между ними. В отдельных конструкциях для снижения габаритов машины вместо неподвижной прижимной доски используют второй ленточный конвейер с противоположным основному направлением движения ленты, контактирующей с заготовкой. На машинах ленточного типа, как правило, формуются тестовые заготовки для батонов.                                                   

               В тестораскаточных машинах барабанного  типа роль несущего органа  выполняет вращающийся цилиндрический  барабан, а формующего органа - неподвижный фартук, установленный  с зазором относительно барабана. Машины барабанного типа широко  используются в линиях выработки  булочных изделий.

               В тестораскаточных машинах комбинированного  типа уплотнение рулона проводится  последовательно в зазоре между  барабаном и фартуком, а затем - между лентой конвейера и прижимной доской. После  такой обработки тестовая заготовка хорошо удерживает приданную ей форму на всех последующих операциях производственного процесса. Прижимная доска устроена так, что прокатывает заготовку с перенесением максимального усилия прижима от центра к краям, осуществляя одновременно прокатывание заготовки и продольное растягивание. Эти машины отличаются надёжностью и хорошей обработкой теста.

                Степень механической обработки заготовок при формовании практически не зависит от их массы, а определяется в первую очередь величиной зазоров между несущими и формующими органами, фрикционными и адгезионными свойствами полуфабриката и соотношением напряжений сдвига и сжатия при обработке заготовок. Если формующая поверхность имеет вогнутость по отношению к заготовке, то по сравнению с плоской поверхностью величина

сил трения увеличивается. В случае выпуклой формующей  поверхности силы трения уменьшаются, а степень механической проработки заготовок увеличивается.

             Округление и раскатка способствуют сглаживанию всех неровностей и образованию плёнки на поверхности заготовки, что препятствует выходу газов из теста при расстойке и обеспечивает увеличение объема и равномерность пористости мякиша после выпечки.

              Рассмотрим некоторые виды тестораскаточных машин. Тестораскаточная машина ленточного типа Т1-ХТ2-3 имеет  завивающее устройство в виде грузовой сетки с роликами и предназначена для формования тестовых заготовок из пшеничного теста. Машина (рис.2)  состоит из подающего конвейера 8, двух пар раскатывающих валков 9 и 10, 12 и 13, завивающей гибкой сетки 14, несущего 1 и формующего 3 конвейеров. Все элементы машины смонтированы на станине 11, а конвейеры 1 и 3- на консольном каркасе.

       Рисунок 2 – Тестораскаточная машина Т1-ХТ2-3

       Тестовая  заготовка, пройдя между боковинами центрирующего устройства, поступает  на подающий конвейер 8 и перемещается под прикатывающим валком 7, который  ее слегка сплющивает. Далее валки 9 и 10 раскатывают  заготовку в блин толщиной 5…12 мм, а валки 12 и 13 – до толщины 3…9 мм. Затем тестовой блин поступает на ленту конвейера 1, который перемещает его под завивающую гибкую сетку 14. Проходя под ней, тестовой блин сворачивается в рулон, который прокатывается между лентами несущего и

формующего  конвейеров и профилирующим щитком 2.

       Тестораскаточная  машина для формования рогаликов ( рис.3) также относится к машинам  ленточного типа и смонтирована на передвижной станине 8, установленной на четырёх катках 9. На станине закреплена головка 6, внутри которой расположены два раскатывающих валка 10 (рис.2б), два ленточных конвейера 12 и 21. Лента верхнего конвейера огибает валик 18, натяжной валик 13, валик 15 мукопосыпателя и приводной барабан 16. Лента нижнего конвейера огибает валик 19, натяжной валик 20 и приводной барабан 17.

       Рисунок 3 – Тестораскаточная машина С-500

       Кусок теста подается в зазор между  валками 10, раскатывается в блин, который между конвейерными лентами, имеющими встречное движение, сворачивается  в рулон. Благодаря увеличению расстояния  между лентами предотвращается  сильное давление на тестовой рулон, в результате он приобретает  слоистое строение. Сформованные заготовки по лотку 7 поступают на стол, где им вручную придается подковообразная форма. Для предупреждения прилипания заготовок к ленте последняя посыпается мукой валиком 15, который при вращении своими желобками захватывает муку из воронки 14. Натяжение верхней и нижней лент производится перемещением валиков 13 и 20 путем вращения винтов 4 и 5. Очистка раскатывающих валков от теста производится с помощью пластинчатых ножей 11.

       Тестораскаточная  машина комбинированного типа (рис.4) используется для формования заготовок мелкоштучных изделий и имеет основание 1 с  четырьмя опорами, на концах которых установлены поворотные ролики. Две боковины 3 верхнего корпуса соединены между собой стяжками.

       Рисунок 4 – Тестораскаточная машина МЗЛ

       Тестовая  заготовка поступает в приемную воронку 8 и раскатывается  в блин валками 4 и 10. Блин захватывается рифленым закатывающим барабаном и завивается в улитку. Окончательное завивание в улитку происходит при дальнейшем движении тестовой заготовки между закатывающим барабаном 11 и прижимным щитком 17.

       После обработки в зазоре между барабаном 11 и кожухом 19 заготовка поступает  на ленту конвейера 12 и, обкатываясь  под неподвижной прижимной плитой 14, получает окончательную форму, характерную  для вырабатываемых изделий.

       Тестораскаточная  машина А2-ХТХ предназначена для  формования  тестовых заготовок  на предприятиях хлебопекарной промышленности в составе спецлиний  по производству батонообразных изделий. Работает следующим  образом: шарообразные заготовки из тестоокруглительной  машины поступают  по одной штуке на ленту приемного  конвейера в зону, ограниченную направляющими, и к раскатыващим валкам. Шарообразная заготовка увлекается  в зазор между центральным барабаном и прикатывающим валком, где предварительно формуется в круглую лепешку. Последняя переносится центральным барабаном к первому раскатывающему валку и формуется в зазоре между ним и центральным барабаном, приобретая уже определенную форму. Раскатанная тестовая заготовка снимается с центрального барабана скребком и

поступает на ленту закатывающего конвейера. Поскольку направление движения тестовой заготовки и ленты закатывающего  конвейера в месте контакта не совпадают, то тестовый пласт начинает сворачиваться в рулон. Увеличиваясь в диаметре, рулон приходит в соприкосновение  с расположенной над закатывающим конвейером завивающей сеткой, продолжая  вращаться под сеткой в направлении формующего устройства. Перемещаясь, заготовка сохраняет вращательное движение и приобретает требуемую форму.

       Также применяются  тестораскаточные и  тестозакаточные машины марок: ХЗ-9; МЗЛ-50; ТЗМ-2000; ТЗМ-2000У; Восход- ТЗ-4М; Восход-ТЗ-3М; Агро-форм;И8-ХТЗ. 

       1.3 Обоснование темы проекта 

       Известно, что тестораскаточные машины содержат валики различного профиля. Валики с  профилем треугольного сечения предназначены  для захвата порции теста и  предварительного разминания в пласт для подачи к следующей паре валиков. Следующая пара валиков выполнена фигурного профиля и предназначена для дальнейшего разминания теста перед раскатными валиками. Тестораскаточная машина обладает рядом существенных недостатков. Технологически сложно получить фигурные валики и сложно согласовать угловые скорости вращения каждой из пар валиков для стабилизации прохождения масс в единицу времени. Сложность конструкции и большие габариты, определяемые высотой загрузки и длиной приемного ленточного транспортера, ограничивают применение  тестораскаточной  машины. Ещё одним недостатком является ограничение массового внедрения машины в малый бизнес. Конструкция машины достаточно сложна, так как требует применения индивидуального привода на каждую пару раскаточных валиков и сложную электронную систему согласования угловых скоростей вращения в зависимости от изменяемого зазора между валиками, то есть заданной толщины пласта раскатываемого теста. Применение ленточного транспортера увеличивает габарит тестораскаточной машины, что является отрицательным показателем при дефиците производственной площади.

       Наиболее  близким к предложенному техническому решению является тестораскаточная машина, которая содержит две пары раскатных валиков. Раскатные валики смонтированы на наклонном корпусе  с углом ската 30°. Между парами валиков размещен связующий транспортер, который предназначен для передачи пласта теста от верхней пары валиков к  паре. Наклонный транспортер посредством цепной передачи получает движение от нижнего валика второй пары раскатных валиков. Пары раскатных валиков получают движение посредством другой цепной передачи от червячного мотор - редуктора.

       Известное техническое решение тестораскаточной машины достаточно компактно, занимает меньшую производственную площадь в сравнении с аналогами, однако, имеет ряд существенных недостатков: невозможность изменить угловые скорости вращения верхней пары валиков относительно угловых скоростей нижней пары и скорости движения ленты транспортера. Изменение зазора между нижними валиками меняет пропускную способность массы теста. Зазор между нижними валиками переменный и обеспечивается винтами с каждой из сторон в местах установки опорных подшипников. Разность масс теста, проходящих между верхними и нижними валиками, приводит к порче получаемого пласта раскатанного теста. В одном случае, когда масса теста, проходящая через верхние валики, превышает массу теста, которая может пройти сквозь нижнюю пару валиков, - образуются складки пласта. В случае, когда масса теста, проходящая через верхние валики недостаточна, происходят разрыв и нарушение целостности пласта. Усложняет конструкцию наличие ленточного транспортера. Натяжка и регулировка в замкнутом пространстве между раскатными валиками ленты транспортера при техническом обслуживании требуют высокой квалификации. Целью технического решения является упрощение конструкции при сохранении высоких технологических показателей.