Отделение производства кондитерских изделий производительностью 150 кг/ч с разработкой тестомесильной машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Тверской государственный технический университет»

(ТвГТУ)

Кафедра «Торфяные машины и оборудование»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

На тему: «Отделение производства кондитерских изделий производительностью 150 кг/ч с разработкой тестомесильной машины»

Направление 15.03.02 Технологические машины и оборудование

Студент(ка): Наколюшкин К.М.

Руководитель: К.т.н., проф., Семеенков С.Д.

ТВЕРЬ 2017



АННОТАЦИЯ

Темой настоящего дипломного проекта является отделение производства кондитерских изделий производительностью 150 кг/час с разработкой тестомесильной машины.

Актуальность темы дипломного проекта не вызывает сомнений в условиях необходимости развития отечественного пищевого производства.

При разработке материала, представленного в данном дипломном проекте, главной целью являлось повышение производительности и выпуск продукции в заданном объеме надлежащего качества при небольших капитальных вложениях, а также улучшение условий труда работников и обеспечение мер по охране труда.

Расчетно-пояснительная записка представлена в объеме 67 страниц и включает в себя:

- введение;

- патентную проработку;

- технологическую часть (приведены физико-механические свойства сырья, выбор и расчет технологического оборудования);

- проектно-конструкторскую часть;

- монтаж и ремонт оборудования;

- безопасность и экологичность.

Графическая часть включает в себя 8листов формата А1 и в частности содержит:

- технологическую схему - 1 лист;

- монтажный чертеж - 2 листа;

- сборочный чертеж - 2 листа;

- чертеж общего вида - 1 лист;

- чертеж составных частей - 1 лист;

- постановочный чертеж - 1 лист.



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕМЫ

1.1. Выбор темы проекта

1.2. Патентная проработка

1.2.1 Патент тестомесильной машины

1.2.2 Патент тестомесильной машины

1.2.3 Патент тестомесильной машины

1.2.4 Патент тестомесительной машины

1.2.5 Патент тестомесительной машины

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Физико-химические и физико-механические свойства сырья и исходных продуктов

2.2 Технологическая схема процесса

2.3 Материальный баланс

2.4.1. Расчет тестомесильной машины

2.4.2 Расчёт выхода продукции и сырьевой расчёт

3. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ПРОРАБОТКА

3.1 Энергетический расчёт

3.2 Выбор электродвигателя

3.2.1 Выбор электродвигателя привода вращения лопастей

3.2.2 Выбор электродвигателя для привода вращения барабана

3.3 Выбор редуктора

3.3.1 Выбор редуктора для привода вращения лопастей

3.3.2 Выбор редуктора для привода вращения барабана

3.4 Расчет валов

3.4.1 Расчет валов привода вращения

3.5 Расчет зубчатой передачи

3.6 Расчет ременной передачи

3.7 Расчет перемешивающего устройства

3.7.1 Определение основных размеров мешалки

3.7.2 Мощность, необходимая для перемешивания

3.8 Подбор дополнительных элементов

3.8.1 Подбор подшипников

3.8.2 Подбор шпонок

3.9 Расчет муфт

3.9.1 Расчет муфты для привода вращения лопатей

3.9.2 Расчет муфты для привода вращения барабана

4. РЕМОНТ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 Приемка помещений в монтаж

4.2 Технология ремонтных работ

4.3. Система ППР

4.4. Планирование ремонта

4.5. Методы выполнения монтажных работ

4.6. Технологические операции монтажа

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

5.1 Состояние и анализ безопасности и жизнедеятельности на проектируемом объекте

5.2 Мероприятия и технические средства по созданию здоровых и безопасных условий труда

5.3 Мероприятия и средства по охране окружающей среды

5.4 Мероприятия и средства по предотвращению чрезвычайных ситуаций и ликвидации их последствий

5.5 Расчет защитного заземления проектируемой тестомесильной машины

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Развитие производства кондитерских изделий осуществляется на базе внедрения новой техники, прогрессивной технологии, увеличения выработки изделий с различными добавками и улучшителями, повышающими их биологическую ценность и качество.

Кондитерские изделия ежедневно употребляются в пищу, и поэтому их пищевая ценность имеет первостепенное значение. Употребляя в пищу кондитерские изделия, богатые белками, углеводами, жирами, витаминами и микроэлементами, позволяет человеку восполнить свои физиологические потребности при сравнительно незначительных материальных затратах. Содержание кондитерских изделиях пищевых веществ (белков, углеводов, жиров, витаминов и др.) зависит от вида, сорта муки и используемых добавок.

При замесе основной задачей является получение однородной массы без комочков муки. Длительность и интенсивность процесса замеса влияют на интенсивность протекания биохимических, физико-химических и коллоидных процессов в тесте.

В период замеса теста формируется структура теста в результате развития физико-химических, коллоидных и микробиологических процессов, а, следовательно, и качество.

Вместе с тем, некоторые производства используют устаревшее оборудование, отличающееся низкой энергоэффективностью, повышенными трудоемкостью и материалоемкостью при изготовлении, сложностью в ремонте и высокими эксплуатационными расходами.

Необходимость в тестомесильной машине, в производстве которой использованы новые технические и инженерные решения приводит к повышению спроса и экономической целесообразности производства.

Перспектива развития отрасли предполагает увеличение качественной и количественной конкуренции. При этом действующие предприятия должны стремиться к увеличению производительности, уменьшению себестоимости и улучшению качества продукции, в том числе за счёт модернизации имеющегося оборудования.

В комплексе технического оснащения предприятия наибольшее влияние на качество выпускаемой продукции оказывают тестомесы. Конструкция тестомесильной машины во многом определяет качество теста и, следовательно, готовой продукции.

Данный дипломный проект как раз и посвящен разработке «Отделение производства кондитерских изделий производительностью 150 кг/ч с разработкой тестомесильной машины».



1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕМЫ

1.1 Выбор темы проекта

В настоящее время пищевая промышленность, в частности, предприятия по производству кондитерских изделий, имеет высокие темпы развития.

По количеству предприятий, объему и значимости продукции, стоимости основных производственных фондов кондитерская промышленность является одной из ведущих отраслей пищевой промышленности России. Однако в настоящее время по оценкам специалистов только 20-30 % предприятий соответствуют современному техническому уровню. Технический уровень оборудования во многом предопределяет качественные и экономические показатели работы кондитерского предприятия.

Одной из основных тенденций является рациональное сочетание специализированной и универсальной техники для выработки массовых и специальных кондитерских изделий, новых видов продукции.

Проанализировав существующие проблемы, в основу темы дипломного проекта положена разработка линии, которая отвечает современным требованиям.

Данная линия отличается универсальностью и многофункциональностью. Таким образом, тема, изложенная в дипломном проекте, является актуальной на сегодняшний день и может быть реализована на предприятиях.

1.2 Патентная проработка

1.2.1 Патент тестомесильной машины

Международная патентная классификация: A21C

Патент на изобретение №: 2048101

Автор: Верескун А.С.

Дата публикации: 20 Ноября, 1995

Рисунок 1.2.1. Тестомесильная машина патент РФ №2048101

Назначение: изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к хлебопекарной и кондитерской отраслям, касается устройств, применяемых для приготовления однородных масс, в частности, для замеса теста. Сущность изобретения: месильная машина содержит станину, емкость

для замеса теста, месильный орган и привод, имеющий редуктор и вертикально расположенные валы для вращения соответственно емкости для замеса теста и месильного органа. Машина также снабжена дополнительным вертикальным валом, кинематически связанным с вертикальными валами привода емкости для замеса теста и месильного органа. Для улучшения компактности машины месильный орган и емкость для замеса теста выполнены с обеспечением возможности вращения в одном направлении, причем выходной вал редуктора соединен с нижним концом дополнительного вертикального вала.

Месильная машина, содержащая емкость для замеса теста, месильный орган и привод, включающий два редуктора.

Недостатком машины является сложность конструкции из-за наличия двух редукторов, а также некачественный замес теста, находящегося на периферии дна емкости.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является месильная машина, содержащая станину, емкость для замеса теста, месильный орган и привод, имеющий редуктор и вертикально расположенные валы для вращения емкости для замеса теста и месильного органа, при этом машина снабжена дополнительным вертикальным валом, кинематически связанным с вертикальными валами привода емкости для замеса теста и месильного органа.

Недостатком машины является нерациональная компоновка (привод расположен в верхней части машины). Такая конструкция имеет высоко расположенный центр тяжести, что снижает устойчивость машины и требует дополнительного крепления ее на фундаменте. Машина с высоко расположенным центром тяжести имеет также сложность при ее транспортировке.

Целью изобретения является улучшение компактности машины.

Это достигается тем, что машина, содержащая станину, емкость для замеса теста, месильный орган и привод, имеющий редуктор и вертикально расположенные валы для вращения емкости для замеса теста и месильного органа, при этом машина снабжена дополнительным вертикальным валом, кинематически связанным с вертикальными валами привода емкости для замеса теста и месильного органа, месильный орган и емкость для замеса теста выполнены с обеспечением возможности вращения в одном направлении, причем выходной вал редуктора соединен с нижним концом дополнительного вертикального вала.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается тем, что месильный орган и емкость для замеса теста выполнены с обеспечением возможности вращения в одном направлении, причем выходной вал редуктора соединен с нижним концом дополнительного вертикального вала.

Машина содержит станину 1, емкость 2 для замеса теста, месильный орган 3 и привод 4, имеющий редуктор 5 и вертикально расположенные валы вал 6 для вращения емкости; вал 7 для вращения месильного органа. Машина снабжена дополнительным вертикальным валом 8, который кинематически связан с вертикальными валами 6 и 7 привода емкости для замеса теста и месильного органа, посредством, например, цепной передачи, которая снабжена механизмом 10 и 11 натяжения. Месильный орган 3 и емкость 2 для замеса теста выполнены с обеспечением возможности вращения в одном направлении. Нижний конец дополнительного вала 8 соединен с выходным валом 9 редуктора 5, который расположен в нижней части станины 1.

Машина работает следующим образом.

Привод 4 через редуктор 5 вращает дополнительный вал 8, движение от которого передается посредством цепной передачи валу 7 для вращения месильного органа 3 и валу 6 для вращения емкости 2. Месильный орган 3 вращается внутри емкости 2, которая в свою очередь вращается в этом же направлении, но с разными скоростями. В результате этих движений происходит замес теста.

В связи с тем, что емкость для замеса теста и месильный орган имеют одинаковое направление вращения, то относительная скорость вращения их определяется разностью скоростей, что приводит к уменьшению передаточного числа привода и дает возможность привод выполнить компактным. К уменьшению габаритов машины приводит также то, что выходной вал редуктора соединен с нижним концом дополнительного вала.

1.2.2 Патент тестомесильной машины

Международная патентная классификация: A21C1/02

Патент на изобретение №: 2045903

Автор: Верескун А.С.

Дата публикации: 20 Ноября, 1995

Рисунок 1.2.2. Тестомесильная машина патент РФ №2045903

Использование - в хлебопекарном и кондитерском производстве при изготовлении теста. Сущность изобретения: тестомесильная машина содержит основание с откидывающейся верхней частью, в которой установлен рабочий орган с механизмами его вращения и подъема, а также емкость для замеса теста, которая имеет возможность вращения вокруг своей оси и поворота вокруг горизонтальной оси. На основании при помощи цапф и опорного фланца закреплена вилка, в центре которой смонтирована подшипниковая опора для размещения оси вращения емкости. Машина оснащена также смонтированным на основании Г-образным замком для фиксирования вилки. Наличие вилки с опорой для оси вращения емкости и фиксатора расширяет функциональные возможности машины и более полно удовлетворяет потребности механизации процесса приготовления теста на малых и средних предприятиях общепита.

Задача, решаемая изобретением, расширение функциональных возможностей.

Поставленная задача решается тем, что в тестомесильной машине, содержащей основание с откидывающейся верхней частью с установленными в ней вертикальным рабочим органом, механизм его вращения и подъема, установленную в основании с возможностью вращения вокруг своей оси и поворота вокруг горизонтальной оси месильную емкость, емкость оснащена вилкой, установленной при помощи цапф и опорного фланца в основании машины, смонтированного на последнем Г-образного фиксатора вилки, при этом в центре вилки смонтирована подшипниковая опора для оси емкости.

Тестомесильная машина состоит из основания 1, на котором с помощью шарнира 2 закреплена откидывающаяся верхняя часть 3.

В откидывающейся верхней части 3 установлен вертикальный рабочий орган 4 с механизмом его вращения 5 и подъема 6.

Ось вращения емкости 7 подвижно закреплена в подшипниковой опоре 8, расположенной в центре вилки 9, установленной при помощи цапф 10 и опорного фланца 11 в основании 1 машины. Вилка 9 размещена под дном емкости 7.

В основании 1 смонтирован Г-образный замок 12, фиксирующий рабочее положение вилки 9 во время замеса.

Работа тестомесильной машины происходит в следующем порядке.

В емкость 7 засыпаются необходимые компоненты для замеса теста. Включается механизм вращения 5 рабочего органа 4 и происходит замес теста.

По окончании замеса рабочий орган 4 выключается и выводится из емкости 7 поворотом откидывающейся верхней части 3 вокруг шарнира 2 при помощи механизма подъема 6. Открывается Г-образный замок 12, освобождающий вилку 9 вместе с емкостью 7, которые поворачиваются в цапфе 10 и тесто из емкости 7 попадает на разделочный стол.

После этого емкость 7 зачищается и возвращается в исходное положение. При помощи Г-образного замка 12 она фиксируется в этом положении, в нее опускается рабочий орган 4 и машина готова к следующему замесу.

Предлагаемое изобретение более полно удовлетворяет потребности в механизации процесса приготовления теста на малых и средних предприятиях общепита.

Тестомесильная машина, содержащая основание с откидывающейся верхней частью с установленным в ней вертикальным рабочим органом, механизм его вращения и подъема, установленную в основании с возможностью вращения вокруг своей оси и поворота вокруг горизонтальной оси месильную емкость, отличающаяся тем, что емкость оснащена вилкой, установленной при помощи цапф и опорного фланца в основании машины, и смонтированным на последнем Г-образным фиксатором вилки, при этом в центре вилки смонтирована подшипниковая опора для оси емкости.

1.2.3 Патент тестомесильной машины

Международная патентная классификация: A21C1/02

Патент на изобретение №: 2129789

Автор: Акимов М.З. Момотюкт С.Н.

Жикленков Д.В.

Дата публикации: 10.05.1999

Рисунок 1.2.3. Тестомесильная машина патент РФ № 2129789

Машина тестомесильная предназначена для замеса теста. Машина содержит дежу для замеса теста с приводом, включающим вертикальный вал с планшайбой и месильный рычаг, расположенный на вертикальном валу привода месильного рычага. Новым в машине является то, что привод месильного рычага содержит ротор, выполненный в виде цилиндрического барабана с вертикальным валом. На цилиндрическом барабане имеется профильный паз, связанный с вертикальным валом месильного рычага посредством ролика, расположенного на пальце, установленном на конце вертикального вала перпендикулярно его продольной оси. Оба привода кинематически связаны один с другим посредством установленных на вертикальном валу привода дежи и вертикальном валу ротора зубчатых колес. Передаточное число не является целым числом и равно, например, 2,2. Конструкция машины позволяет повысить качество замеса при удобстве эксплуатации.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к хлебопекарной и кондитерской отраслям, и касается устройств, применяемых для приготовления однородных масс, в частности для замеса теста.

Известна тестомесильная машина (а. с. N 1115694, кл. A 21 C 1/02 от 30.09.84 г.), содержащая емкость с вертикальным рабочим органом, механизм вращения и подъема рабочего органа, приспособление для закрепления емкости.

Недостатком данной машины является то, что происходит неравномерный замес теста по всей его массе, интенсивный замес осуществляется на уровне расположения лопаток, т.е. верхние и промежуточные слои теста замешиваются недостаточно, что в конечном итоге сказывается на качестве выпечки.

Известна также тестомесильная машина (а.с. N 2101956, кл. A 21 C 1/02), содержащая основание с откидывающейся верхней частью, в которой установлен рабочий орган с механизмами его вращения и подъема, а также емкость для замеса теста, имеющая возможность вращения вокруг своей оси. На основании закреплена вилка, в центре которой смонтирована опора для размещения оси вращения емкости.

Недостатком этой машины является то, что при порционном делении теста с помощью делительной машины производится лишняя перекладка теста в другую емкость, чтобы транспортировать и загрузить его в бункер тестоделительной машины.

Известна тестоделительная машина (а.с. N 2045903, кл. A 21 C 1/02-прототип), содержащая дежу для замеса теста с приводом и месильный рычаг с поперечиной. Месильный рычаг выполнен в виде полурамки, концы боковых сторон которой соединены с поперечиной вала привода месильного рычага с возможностью поворота полурамки вокруг оси, перпендикулярной оси вращения поперечины, при этом планшайба вала привода дежи снабжена штифтами, а нижняя поверхность ее снабжена кольцом с наклонными пазами.

Недостатками данной машины являются: - низкое качество замеса теста, обусловленное наличием зон непромеса из-за большого поля полурамки, внутри которой остаются зоны непромеса, т.е. невозможность обеспечить в процессе работы перемещения зон между собой; - не представляется возможным в данный момент остановить машину, когда полурамка с поперечиной займет положение, возможное для ее поворота с целью удаления из дежи, при этом сам поворот полурамки осуществляется с большим усилием и неудобством, особенно при крутом тесте со значительной массой его.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества замеса теста, создание удобства и снижение усилия при удалении месильного рычага из дежи.

Эта задача решается тем, что привод месильного рычага содержит ротор, выполненный в виде цилиндрического барабана с вертикальным валом, при этом на цилиндрическом барабане имеется профильный паз, связанный с вертикальным валом месильного рычага посредством ролика, расположенного на пальце, установленном на конце вертикального вала перпендикулярно его продольной оси, а оба привода кинематически связаны один с другим посредством установленных на вертикальном валу привода дежи и вертикальном валу ротора зубчатых колес таким образом, что передаточное число не является целым числом и равно, например, 2,2.

На рисунке 1.2.3 изображена тестомесильная машина, продольный разрез. Машина состоит из следующих основных частей: станина 1 с плитой 2, стойка 3, месильный рычаг 4 с шарниром 5, съемная дежа 6 с диском 7 , привод вращения дежи и месильного рычага 8, а также электрооборудование.

Стойка 3 выполнена в виде трубы 9 с карманом 10 и масленкой 11. Месильный рычаг 4 с шарниром 5 содержит корпус 12 с патрубком 13, крышку 14, специальные болты 15, которые взаимодействуют с коническими отверстиями 16 вала 17, стопорный винт 18 взаимодействует попеременно с коническими отверстиями 19. Съемная дежа 6 с диском 7, в котором равномерно по окружности размещены четыре пальца 20.

Привод вращения дежи и возвратно-поступательного перемещения месильного рычага включает следующее: электродвигатель 21, установленный на плите 22 с возможностью перемещения по ее продольным пазам и жесткой фиксацией его болтами 23, ременную передачу 24, шкивы 25 и 26, червячный редуктор 27, закрепленный на плите 2, на одном из концов его вертикального вала жестко установлена планшайба 28 с наклонными пазами 29, а на другом также жестко установлено зубчатое колесо 30, кинематически связанное с зубчатым колесом 31, расположенным на вертикальном валу 32 ротора 33, в пазу 34 расположен ролик 35, установленный на пальце 36 с масленкой 37, жестко связанной с валом 17, вал 38, смонтированный в плите 2, связанный с валом 17 посредством траверсы 39, предохранительную втулку 40, шарикоподшипниковые опоры 41 ротора 33, в состав машины входит пульт 42, который имеет световую сигнализацию, извещающую о включении питания.

Машина работает следующим образом: Смешивание теста в машине происходит за счет единовременно совершаемых вращений дежи 6 и возвратно-поступательного вертикального перемещения месильного рычага 4, а при передаточном числе зубчатого колеса 30 привода дежи 6 к зубчатому колесу 31 привода месильного рычага 4, равном не целому числу, например 2,2, обеспечивается сближение месильного рычага 4 с дном дежи 6 при ее вращении в разных точках по окружности, что обеспечивает качественное перемещение теста при замесе, далее от электродвигателя 21 посредством ременной передачи 24 и шкивов 25 и 26 вращение передается на вертикальный вал червячного редуктора 27, планшайбе 28 и посредством пальцев 20, входящих в наклонные пазы 29, осуществляется вращение съемной дежи и зубчатого колеса 30, которое приводит во вращение зубчатое колесо 31, вращая тем самым ротор 33, по пазу 34 которого перемещается ролик 35, перемещая тем самым возвратно-поступательно вал 17, а вместе с ним и месильный рычаг 4, при этом вал 37, связанный с валом 17 посредством траверсы 39, обеспечивает надежное удержание месильного рычага 4 от проворота во время вращения дежи 6 при замешивании теста.

После замеса теста винт 18 выводится из конического отверстия 19 шарнира 5 и рычаг 4 выводится из дежи 6 в вертикальное положение, где стопорится винтом 18 во второе коническое отверстие 19 шарнира 5, после чего дежа 6 снимается с машины и далее транспортируется согласно технологического процесса.

Машина тестомесильная, содержащая дежу для замеса теста с приводом, включающим вертикальный вал с планшайбой, и месильный рычаг, расположенный на вертикальном валу привода месильного рычага, отличающаяся тем, что привод месильного рычага содержит ротор, выполненный в виде цилиндрического барабана с вертикальным валом, при этом на цилиндрическом барабане имеется профильный паз, связанный с вертикальным валом месильного рычага посредством ролика, расположенного на пальце, установленном на конце вертикального вала перпендикулярно его продольной оси, а оба привода кинематически связаны один с другим посредством установленных на вертикальном валу привода дежи и вертикальном валу ротора зубчатых колес таким образом, что передаточное число не является целым числом и равно, например, 2,2.

1.2.4 Патент тестомесительной машины

Международная патентная классификация: A21C1/02

Патент на изобретение №: 2475027

Автор: Самойлов В.А. , Ярум А.И.

Дата публикации: 20.02.2013

Рисунок 1.2.4. Тестомесильная машина патент РФ № 2475027

Изобретение относится к пищевой промышленности. Тестомесильная машина содержит дежу, выполненную в виде цилиндра, и месильный орган, причем месильный орган выполнен в виде установленного по центру дежи полого вращающегося вала, на котором равномерно сверху вниз установлены три пары месильных лопастей одинаковой длины, составляющей 0,8 диаметра внутренней поверхности дежи, и размещенных под углом 60° относительно друг друга, при этом тестомесильные лопасти выполнены полыми и имеют продольный паз с отверстиями. Изобретение позволяет повысить качество замеса путем устранения непромесов теста и сократить длительность замеса.

Известна тестомесильная машина (а.с. СССР 1115694, МПК А21С 1/02, 1984 г.), содержащая емкость с вертикальным рабочим органом, механизм вращения и подъема рабочего органа, приспособление для закрепления емкости.

Недостатком данной машины является то, что происходит неравномерный замес теста по всей его массе, интенсивный замес осуществляется на уровне расположения лопаток, т.е. верхние и промежуточные слои теста замешиваются недостаточно, что в конечном итоге снижает качество продукции.

Известна также тестомесильная машина (пат. РФ 2379893, МПК А21С 1/02, 2006 г.), содержащая дежу для замеса теста с приводом, включающим месильный орган, вертикальный вал, на котором по винтовой линии сверху вниз установлены сменные месильные лопасти одинаковой длины, а во вращающемся валу по винтовой линии выполнены отверстия с внутренней резьбой, в которых установлены шпильки, на которые надеты установочные шайбы и закреплены сменные тестомесильные лопасти.

Недостатком этой машины является то, что у нее отсутствует равномерная подача ингредиентов, что снижает качество продукции.

Цель изобретения - повышение качества замеса путем устранения непромесов теста и сокращение длительности замеса.

Технический результат достигается за счет того, что в тестомесильной машине, содержащей дежу, выполненную в виде цилиндра, и месильный орган, месильный орган выполнен в виде установленного по центру дежи полого вращающегося вала, на котором равномерно сверху вниз установлены три пары месильных лопастей различной длины, составляющей 0,8 диаметра внутренней поверхности дежи, и размещенных под углом 60° относительно друг друга при этом тестомесильные лопасти выполнены полыми и имеют продольный паз с отверстиями.

На рисунке 1.2.4 изображена схема тестомесильной машины.

Тестомесильная машина включает: электродвигатель (М) 1, вал 2 которого соединен с соединительной муфтой 3, имеющей выходной вал 4, соединенный с червячным редуктором 5, в котором закреплен центральный вращающийся вал 6 месильного органа 7, имеющий отверстие 8 по всей длине. На центральном вращающемся валу 6 установлены полые месильные лопасти 9, имеющие внутренние продольные отверстия 10, соединенные с отверстием 8 вращающегося вала 6. Месильные лопасти 9 имеют продольные пазы 11, в которых размещены отверстия 12, соединенные с внутренними продольными отверстиями 10. Месильный орган 7 размещен в деже 13.

Тестомесильная машина работает следующим образом.

В дежу 13 засыпают компоненты для замеса, включают электродвигатель 1, который передает крутящий момент через вал 2, на соединительную муфту 3, которая в свою очередь соединена с валом 4, на конце которого установлен червячный редуктор 5, с помощью которого передается вращение на центральный вращающийся вал 6 месильного органа 7.

Смешивание теста происходит в машине за счет вращения месильного органа 7, на котором расположены под углом 60° три пары месильных лопастей 9 одинаковой длины. В месильные лопасти 9 по внутреннему отверстию 8 вала 6 поступают жидкие ингредиенты и вода и равномерно распределяются по всему объему дежи 13, что обеспечивает качественное перемешивание теста при замесе и увеличивает производительность.

Установление месильных лопастей на валу под углом 60°, имеющих пазы с обратной стороны их движения, которые не может залепить тесто, поэтому из отверстий в пазах свободно вытекает жидкость и равномерно распределяется при замесе, ускоряя процесс получения однородной массы теста с необходимыми физическими свойствами, обеспечивает качественное перемешивание теста при замесе и увеличивает производительность.

1.2.5 Патент тестомесительной машины

Международная патентная классификация: A21C1/06

Патент на изобретение №: 2305940

Автор: Гавриленков А. М., Магомедов Г., Турищев В. В.

Дата публикации: 20.09.2007

Рисунок 1.2.5. Тестомесильная машина патент РФ № 2305940

Изобретение относится к оборудованию для хлебопекарной промышленности и предназначено для приготовления теста. Тестомесильная машина содержит корпус, загрузочное и разгрузочное отверстия, установленные на основном вращающемся валу неподвижные лопатки. Дополнительно установлены подвижные лопатки, ось вращения которых перпендикулярна основному вращающемуся валу, причем подвижные лопатки расположены между неподвижными. В нижней части месильного корпуса располагаются жестко закрепленные пальцы, входящие в зазор между дополнительными подвижными лопатками. Изобретение позволяет упростить и удешевить конструкцию, увеличить ее надежность, повысить качество приготовленного теста.

Ближайшим аналогом является тестомесильная машина (авторское свидетельство СССР №1409186, кл. А21С 1/06, 15.07.88. Бюл. №26), содержащая корпус, загрузочное и разгрузочное отверстия, установленные на основном вращающемся валу подвижные лопатки.

Недостатком аналога является сложность, низкая надежность и дороговизна конструкции, плохое качество приготовленного теста.

Технической задачей изобретения является упрощение, увеличение надежности и удешевление конструкции, повышение качества приготовленного теста.

Поставленная задача достигается тем, что в тестомесильной машине, содержащей корпус, загрузочное и разгрузочное отверстия, установленные на основном вращающемся валу неподвижные лопатки, новым является то, что дополнительно установлены подвижные лопатки, ось вращения которых перпендикулярна основному вращающемуся валу, причем подвижные лопатки расположены между неподвижными, кроме того, в нижней части месильного корпуса располагаются жестко закрепленное пальцы, входящие в зазор между дополнительными подвижными лопатками.

Технический результат изобретения выражается в упрощении, увеличении надежности и удешевлении конструкции, повышении качества приготовленного теста.

Тестомесильная машина содержит корпус 1, установленные на основном вращающемся валу 3 неподвижные лопатки 2, дополнительно установленные подвижные лопатки 6, ось вращения 4 которых перпендикулярна основному вращающемуся валу 3, жестко закрепленные пальцы 5, загрузочное 7 и разгрузочное 8 отверстия.

Тестомесильная машина работает следующим образом.

Ингредиенты теста непрерывно подают через загрузочное отверстие 7 в месильный корпус 1, где установлены на основном вращающемся валу 3 неподвижные лопатки 2. При этом происходит перемешивание и транспортирование ингредиентов по винтовой линии вдоль основного вращающегося вала 3. Далее перемешенные ингредиенты поступают в область тестомесильной машины, где установлены на вращающихся осях 4 дополнительные лопатки 6, ось вращения 4 которых перпендикулярна основному вращающемуся валу 3. Они совершают сложное движение: круговое - вокруг горизонтального основного вращающегося вала 3; собственное - вокруг оси 4, перпендикулярной основному валу 3, посредством взаимодействия с установленными в нижней части месильного корпуса неподвижными пальцами 5 и между собой. Слои теста, проходя, через зазор между дополнительными лопастями 6 и неподвижными пальцами 5 дополнительно подвергаются механической обработке и пластифицируются, что способствует повышению качества и улучшению равномерности состава теста. Готовое тесто выходит из разгрузочного отверстия 8.



2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Технологическая линия относится к области технологий производства кондитерских изделий.

Рисунок 2.1 - Схема технологической линии производства кондитерских изделий

Технологическая линия включает в себя, бункер для муки 1 и резервуар для воды 2, тестомесительную машину 3 для замеса теста, дежа 4 для его транспортировки, раскаточную станцию 5, калибровочную станцию 6 для более точной калибровки теста, нарезочную станцию 7, закатывающую станцию 8, формующую станцию 9, фасовочный стол 10, расстойный шкаф 11, ёмкость с меланжем 12, распылительную установку 13, печь 14, остывающий туннельный шкаф 15, упаковочную станцию 16, склад 17 и вентиль 18.

Технологическая линия работает следующим образом: мука самосыпом поступает из бункера 1 в тестомесительную машину 3, так же туда поступает вода из резервуара 2, оператором дозируются соль, дрожжи и сахар. После замеса тесто на деже 4 перевозится к раскаточной станции 5 где производится грубая раскатка, далее на калибровочную станцию 6 где происходит точная раскатка, затем по конвейеру раскатанное тесто проходит через нарезочную станцию 7, закатывающую станцию 8 и станцию нарезки 9 и попадает на фасовочный стол 10 где персоналом производится окончательное формирование заготовки, далее в расстойный шкаф 11, после расстойки в распылительной установки 13 наносится меланж для придания блеска который поступает из бака 12 под давлением. Затем заготовки поступают в печь, после чего они остывают в остывочном туннельном шкафу. Далее печенье поступает на упаковочную станцию, откуда они попадают на склад с последующей отправкой потребителю.

В итоге, данная технологическая схема позволяет получить не только один определенный вид продукции, но и с заменой или добавлением 1-2 станций, произвести другие изделия, так как все элементы являются многофункциональными и легко настраиваются, что, безусловно, является преимуществом проектируемой линии и особенно важно для производства кондитерских изделий.

В технологическую линию производства кондитерских изделий можно установить некоторые тестомесильные машины.

Это машины Т1-ХТ2А (Стандарт), А2-ХТ2Б, разработанные на базе ТПИ новые Р3-ХТИ и Ш2-ХТА, для плотного теста ТМ-63М и др. Тестомесильная машина Т1-ХТ2А выпускается вместо машины «Стандарт», предназначена для замеса опары (закваски) и теста в подкатных дежах Т1-ХТД ёмкостью 330 л.

Достоинством машины является ее универсальность (замешивают даже халву). Недостатком - ручной труд для перекатывания деж, потребность заглубления пола для привода площадки и необходимость специального пола (обычно металлические плиты) для перекатывания дежи.

Месильная машина А2-ХТ2-Б предназначена для замеса пшеничного и ржано-пшеничного теста в невращающихся, подкатных дежах. Планетарное вращение месильного органа имеет и машина ТМД-330. Она предназначена для порционного замеса теста из пшеничной и ржаной муки в невращающейся подкатной деже.

Машина смонтирована на чугунном основании. На основании с двух сторон имеются наклонные площадки под ходовые колеса дежи, а в передней фигурный паз для направляющего ролика. Для закрепления дежи на плите предусмотрен кронштейн под ловитель дежи.

В траверсе машины расположены механизмы подъема и вращения месильного органа. Подъемный месильный орган имеет планетарное вращение. Хвостовик месильного органа выполнен в виде спирали из нержавеющей стали. Предусмотрена автоматическая остановка хвостовика месильного органа в определенном секторе дежи с его последующим автоматическим подъемом.

В тестомесильной машине применяются подкатные дежи типа Т1-ХТ-2Д из нержавеющей или черной стали объемом 330 литров. Скорость вращения месильного органа вокруг центра составляет - 10,5/21 мин-1, а хвостовика месильного органа вокруг себя - 40/80 мин^-1.

Режим работы тестомесильной машины автоматический или полуавтоматический. Тестомесильная машина ТМД-330 оснащена пультом управления, позволяющим программировать и запоминать режимы работы для замеса различных рецептур теста, переключать режимы скоростей в любой последовательности.

Тестомесильная машина ТМД-330 выпускается в двух исполнениях: односкоростная и двухскоростная. Двухскоростная машина используется для интенсивного замеса теста.

Достоинством является система автоматического управления, что значительно упрощает эксплуатацию тестомесильной машины, создает двухскоростной режим замеса, обеспечивает оптимальную эффективность технологических операций и возможность автоматизации производства.

Недостатком является - ручной труд по перекатыванию деж и относительная сложность планетарного редуктора для привода месильного органа.

Тестомесильная машина Р3-ХТИ-3, Ш2-ХТ2-И (ТПИ). Конструкция машины разработана ВНИИХПом. Предназначена для интенсивного замеса пшеничного, ржаного - пшеничного теста с переменным режимом работы, который обеспечивается благодаря применению трехскоростного электродвигателя на машине ТПИ. Машина имеет стационарную корытообразную месильную емкость, которая позволяет механизировать выгрузку дежи путем поворачивания ее вокруг горизонтальной оси.

Движение рабочего органа в машине осуществляется по сложной траектории, в результате чего обеспечивается интенсивная, механическая обработка теста.

Частота вращения месильного органа 60, 90, 120 об/мин, продолжительность замеса от 2,5 до 3,5 мин. Вместимость емкости 0,35 м3.

На базе этой машины разработана Ш2-ХТА с частотой вращения 60 и 90 об/мин. В приводе установлен один электродвигатель с промежуточным валом и автоматической коробкой скоростей. В остальной конструкция аналогична Р3-ХТИ.

Машины используются в тестоприготовительных агрегатах или автономно.

Достоинством является - универсальность, возможность работы в автоматическом режиме.

Недостатком - сложность конструкции, повышенная энергоемкость. У машины Р3-ХТИ (Ш2-ХТ2-И) - два двигателя N - 11 кВт, и у Ш2-ХТА - один N - 15 кВт.

2.1 Физико-химические и физико-механические свойства сырья и исходных продуктов

Мучные кондитерские изделия представляют собой большую группу разнообразных преимущественно сдобных изделий с высоким содержанием легкоусваиваемых углеводов, жира, белковых веществ. Они отличаются высокой пищевой, энергетической ценностью и употребляются как лакомство, некоторые из них - вместо хлеба. По объему производства они занимают более 50 % общего объема выпуска кондитерских изделий.

Основным сырьем для производства печенья являются мука, жиры, сахар, соль, яичные и молочные продукты, а также различные вкусовые добавки, пищевые эссенции, красители. Для разрыхления теста в большинстве случаев используют химические разрыхлители: соду, углекислый аммоний и кислотно-щелочные смеси. Дрожжи используют лишь для некоторых видов изделий, содержащих небольшое количество жира и сахара, так как последние угнетающе действуют на дрожжевые клетки. Используют также физический способ разрыхления, который заключается в насыщении теста или другой массы диоксидом углерода или воздухом.

Химический состав зерна колеблется в довольно значительных пределах, особенно по содержанию белков и углеводов, следовательно, и мука из различного зерна должна иметь неодинаковый состав.

Мука разных сортов из одного и того же зерна имеет различный химический состав, что вполне объяснимо: при помоле в нее попадает различное количество отдельных частей зерна, а последние отличаются по химическому составу.

Различный состав может иметь и мука одного и того же сорта, но произведенная на разных мельницах. Технологический режим производства муки оказывает влияние на ее химический состав. Таким образом, химический состав муки обусловливается различными факторами - природой зерна, сортом и технологическим режимом помола.

Зольность муки. Зерно пшеницы содержит обычно 1,7-2,2% мине-ральных веществ. Минеральными веществами богаты оболочки, зародыш и алейроновый слой, в мучнистом ядре их мало. Отсюда понятно, почему их мало в муке высших сортов и много в отрубях и муке низших сортов. Чем больше попадает отрубянистых частей в муку при помоле, тем выше зольность муки. Иными словами, зольность служит основным показателем сорта муки. Для каждого вида муки установлена максимальная зольность.

Зольность муки характеризует работу мельницы. При хорошей очистке зерна, правильном режиме помола, надлежащей установке сит удается получить выходы, указанные для каждого сорта муки.

Процесс тестообразования обусловлен не только химическим составом зерна и свойствами муки, но и ролью отдельных составляющих ее веществ, ферментов. Главенствующая роль принадлежит белкам и крахмалу муки.

Влияние белков и крахмала муки на свойства теста. Процесс тестообразования в процессе изготовления печенья обусловлен химическими свойствами муки (химическим составом зерна), ролью отдельных составляющих ее веществ, ферментов. Главенствующая роль принадлежит белкам и крахмалу муки.

Белки муки. Наряду с водо- и солерастворимыми белками, образующими в тесте коллоидные растворы, в муке содержатся ограниченно растворимые (набухающие) белки-проламины (глиадин) и глютелины (глютенин). Эти белки являются полимерами и состоят из остатков -аминокислот. Полимерные молекулы белков, имеющих физиологическую ценность, состоят из 20 аминокислот.

Наличие в молекулах белков полярных и неполярных групп атомов придает им свойства поверхностной активности, высокой реакционной способности. В тесте белки взаимодействуют с водой, углеводами, жирами. Сложное строение, прочные связи придают белкам значительную упругость и прочность. Содержание неполярных атомных групп, обладающих слабыми дисперсионными связями, обеспечивает высокую эластичность белков.

Гидрофильные свойства белка объясняются наличием в молекулах многочисленных ионных и полярных атомных групп и способностью при оводнении захватывать механически значительное количество свободной влаги. Поглощение воды белковыми веществами происходит в две стадии.

На первой стадии набухания связываются незначительные количества воды за счет активности гидрофильных групп частиц муки и образуются водные сольватные оболочки. Взаимодействие воды гидрофильными группами происходит не только на поверхности частиц муки, но и в объеме. Процесс на первой стадии протекает с выделением теплоты (экзотермически). Количество удерживаемой воды незначительно - около 30% и не приводит к большому увеличению объема частиц.

Основное связывание белками воды происходит на второй стадии - свыше 200 % за счет так называемого осмотического набухания. Оно заключается в том, что молекулы воды в результате диффузии проникают внутрь частиц клейковины. Вторая стадия набухания сопровождается значительным увеличением объема частиц и проходит без выделения тепла.

Важным свойством является и денатурация белков в условиях прогрева, при которой происходит изменение формулы молекул.

Механические воздействия на молекулы белка приводят к деформированию и ориентации в плоскости направления этих воздействий. Они образуют в объеме структуры волокна и пленки, стабилизируя (эмульсируя) водно-жировые структуры. При сбивании в присутствии воздуха молекулы белка ориентируются на поверхности раздела фаз «жидкость-воздух», образуя пенообразные структуры. При этом они вытягиваются и денатурируются.

При интенсивном прогреве гидратированных молекул белков происходит необратимая денатурация белков. Этот процесс происходит при выпечке. Механические свойства белков меняются. Из мягких упруго-эластичных гидратированных гелей они превращаются в жесткие, упругие, прочные гели, почти лишенные пластичности (текучести).

Набухшие в воде фракции пшеничных белков слипаются, образуя клейковину. При выработке кондитерских изделий требуется мука с различным качеством клейковины.

Сила муки характеризует способность муки образовывать тесто с определенными физическими свойствами, которые проявляются в результате замеса и последующей технологической обработки. Принято различать сильную муку, слабую и среднюю.

Сильной принято называть муку, связывающую при замесе теста нормальной консистенции большое количество воды. Такое тесто способно устойчиво сохранять свои физические свойства в процессе замеса и дальнейшей обработки. Муку с сильной клейковиной рекомендуется использовать при выработке слоеных и заварных изделий.

Слабой называют муку, связывающую при замесе теста нормальной консистенции малое количество воды. Муку со «слабой» клейковиной рекомендуется использовать при выработке затяжного печенья, вафельных листов и др. кондитерский монтажный ремонт тестомесильный

Средняя по силе мука занимает промежуточное положение.

Водопоглотительная способность муки зависит от ряда факторов.

На свойства белков муки, их молекулярную массу, структуру клейковины, механические свойства оказывают влияние природные свойства и условия созревания зерна, выход муки, ее дисперсность. Структура сырых клейковинных белков влияет не только на свойства теста, но и на выход и свойства изделий. На эти показатели существенное влияние оказывают также крахмал и другие соединения муки, например клетчатка.

На свойства теста оказывают влияние водо- и солерастворимые белки, обладающие большой гидрофильностью. Это проявляется в структурно-механических свойствах теста. Коллоидные растворы этих белков обладают высокой эластичностью, поверхностной активностью. С этим связана их способность пластификации, пенобразования и стабилизации соединений структуры теста. Структуру белков и мучного теста пластифицируют также продукты гидролиза белков, растворимые в воде пептиды и аминокислоты.

Оптимальным для набухания белков в кондитерском тесте являются температурный интервал в пределах 22... 40 °С. При увеличении температуры набухаемость повышается.

Крахмал. С повышением температуры до 50 °С в водной среде хорошо набухает крахмал. При 70 °С и выше крахмал начинает клейстеризоваться, увеличивается объем крахмальных зерен. Это показывает, что белки и крахмал имеют различный температурный оптимум набухания, что объясняется разной молекулярной массой и строением молекул белка и крахмала, несмотря на то, что и белки, и крахмал являются высокомолекулярными соединениями - коллоидами.

Крахмал по количественному содержанию в муке занимает первое место. При содержании в муке около 10... 12 % белковых веществ содержание крахмала достигает 60... 65 % и более при общем содержании углеводов около 74%, т. е. содержание крахмала более чем в 6 раз превышает содержание белка.

Крахмал (С6Н10О5) представляет собой полимерное соединение, состоит из остатков моносахара -глюкозы. При помоле зерна крахмал переходит в муку. Зерно крахмала состоит из двух фракций: амилозы и амилопектина. Амилозу образуют цепные молекулы крахмала в форме достаточно изогнутых спиралей, которые образуют линейную форму. В амилопектине они образуют ветвящуюся форму цепных молекул. У пшеницы, ржи содержание амилозы колеблется в пределах 20... 25 %, амилопектина - 75... 80 %.

Амилоза и амилопектин имеют различные свойства. Их соотношение влияет на свойства теста. Амилоза содержится внутри крахмальных зерен. Наружную оболочку образует амилопектин. Амилопектин характеризуется большей величиной частиц и большей молекулярной массой.

Молекулы амилопектина более устойчивы к набуханию в воде и химическим воздействиям. При взаимодействии крахмала с горячей водой амилопектин лишь набухает, амилоза растворяется. При последующем охлаждении крахмального клейстера амилоза, вместе с амилопектином, образует студни высокой упругости и вязкости.

Набухание крахмала протекает в две стадии. На первой происходит адсорбция молекул воды на поверхности частичек муки за счет активности гидрофильных групп коллоидов. На второй стадии набухание носит осмотический характер.

Таким образом, при замесе теста протекают коллоидные процессы взаимодействия белковых веществ и крахмала, муки с водой и образование структуры из набухших нитей клейковины и зерен увлажненного крахмала.

Сахар. Влияние сахара связано с его гидратирующими свойствами. С увеличением сахара в тесте в большей степени снижается количество свободной воды в жидкой фазе теста и ограничивается набухание коллоидов муки. При добавлении 1 % сахара водопоглотительная способсноть муки уменьшается на 0,6 %. Сахар делает тесто мягким и вязким. При высоком содержании сахара повышается адгезия теста к рабочим поверхностям машин, а тестовые заготовки при выпечке расплываются. При повышенном содержании сахара и отсутствии в рецептуре жира изделия имеют чрезмерную твердость. На качество теста оказывает влияние и размер частиц сахара. Для получения пластичного теста с малым содержанием воды применяют сахарную пудру, регулируя этим степень набухания белков и крахмала муки.

Таким, образом, сахара в тесте и изделиях играют не только пищевкусовую роль, но и имеют технологическое значение. Они ограничивают набухание белков и повышают пластичность теста.

Жиры. Жиры, уменьшают набухание коллоидов муки, за счет препятствия проникновению влаги, тем самым повышают пластичность теста, а готовым изделиям придают слоистость, рассыпчатость, пористость. При увеличении количества жира тесто становится рыхлым, крошащимся.

Молоко и молочные продукты. Благодаря содержанию в этих продуктах хорошо эмульгированный, легко адсорбируемый клейковиной жир, повышают пластичность теста и улучшают вкус изделий.

Яйца и меланж. Содержат два поверхностно-активных вещества: яичный альбумин и фосфатиды-лецитин. Яичный альбумин является хорошим пенообразователем, а лецитин желтков воздействует как эмульгатор, диспергируя жир, входящий в рецептуру изделий.

Патока и сироп инвертный. Содержат редуцирующие вещества, повышают гигроскопичность изделий и их намокаемость.

Разрыхлители. Известны три способа разрыхления: химический с помощью солей для изделий с высоким содержанием сахара и жира, биохимический с помощью дрожжей для крекеров, галет, кексов и физический при насыщении теста воздухом или газом в процессе тестообразования (например, бисквитное тесто).

Соль поваренная. Соль повышает температуру клейстеризации крахмала. При небольших дозах (0,2…0,8 % к массе муки) соль увеличивает набухание белков муки, улучшаются свойства теста, повышается прочность.

Вода. Способствует набуханию коллоидов муки, растворению составных частей муки и кристаллического сырья.

Таким образом, используемое в производстве мучных кондитерских изделий сырье, как правило, играет не только роль вкусовых веществ, но и технологическую роль, оказывает влияние на визики-химические свойства теста и изделий.

Влияние технологических параметров на процесс тестообразования.

Процесс тестообразования, свойства теста зависят в значительной степени от технологических параметров: температуры, продолжительности, интенсивности замеса.