Усовершенствование тестораскаточной машины в линии производства пшеничного хлеба

Размещено на http://www.allbest.ru/

Брянская государственная сельскохозяйственная академия

Инженерно - технологический факультет

Кафедра: ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ЖИВОТНОВОДСТВА И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

Курсовой проект

На тему: Усовершенствование тестораскаточной машины в линии производства пшеничного хлеба

Выполнила: Большунова М.Л.

ГруппаИ - 721

Проверил:Исаев Х.М.

Брянск 2011

Содержание

Реферат

Введение

1.Анализ современной линии по производству пшеничного хлеба с усовершенствованием тестораскаточной машины

1.1 Технология производства пшеничного хлеба

1.2 Назначение и классификация тестораскаточной машины

1.3 Обоснование темы проекта

1.4 Задачи проекта

2. Обзор литературных источников и патентное исследование

2.1 Современные конструкции тестораскаточных машин

2.2 Патентная проработка тестораскаточных машин

3. Описание конструкции тестораскаточной машины

3.1 Назначение и область применения тестораскаточной машины

3.2 Описание конструкции и принципа действия тестораскаточной машины

3.3 Техническая характеристика тестораскаточной машины

4. Расчеты, подтверждающие работоспособность тестораскаточной машины

4.1 Технологические расчеты тестораскаточной машины

4.2 Кинематические расчеты

4.3 Энергетические расчеты и другие специальные расчеты

5. Безопасность жизнедеятельности при работе с оборудованием

5.1 Мероприятия по устранению прилипания заготовок к рабочим поверхностям оборудования

6. Технико-экономические показатели проекта

Заключение

Литература

Приложение



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.

1.4 Задачи проекта

В нашем курсовом проекте была поставлена задача усовершенствовать тестораскаточную машину в линии производства пшеничного хлеба. Для этого были сформированы определенные цели и задачи:

-проанализировать современные линии и машины;

-изучить различные литературные источники и патенты;

-выполнить необходимые расчеты, подтвердить работоспособность механизма;

-выполнить чертежи.



2. Обзор литературных источников и патентное исследование

2.1 Современные конструкции тестораскаточных машин

Тестораскаточные машины, применяемые на предприятиях общественного питания, можно разделить на несколько групп: нереверсивные; реверсивные (настольные и напольные); для пиццы; малогабаритные.

Внутри нереверсивных машин друг над другом расположены два встречно вращающихся вала, нижний из которых неподвижно закреплён на раме, а верхний- в направляющих, благодаря чему можно регулировать толщину раскатывания тестового пласта. Для захвата валами тестовой заготовки её вручную приминают до толщины, установленной между валами, и пропускают через зазор между ними, придавая необходимую толщину. Раскатанный пласт опускается на ленту транспортера и перемещается к оператору для повторной раскатки ( при необходимости ). При последующей раскатке зазор между валами уменьшают, но не более чем на 3-4 мм от первоначального, в противном случае возможны разрывы пласта. Толщина пласта регулируется от 50 до 1 мм.

В реверсивных машинах двигатель совершает возвратное движение таких же двух валов, как и в нереверсивных, прокатывая тестовую заготовку «вперёд-назад» без её перекладывания. Это очень удобно, например, при раскатывании слоеного теста, когда её перенос с конца рабочего конвейера в начало может нарушить структуру. Для изменения направления движения пласта на противоположное достаточно нажатия кнопки (педали) или перемещения рукоятки рычага - и валы начинают вращение в противоположную сторону. Толщина раскатывания варьируется от 1 до 30 мм.

Выпускаются модели реверсивных машин, в которых процесс раскатывания теста автоматизирован. Оператору достаточно ввести в память программу и положить тесто, а машина произведет все операции самостоятельно, оповестив об окончании работы звуковым сигналом. Программа определяет скорость вращения валиков, количество проходов, толщину раскатывания (возможно даже при каждом проходе).

Машина МРТ-60М нереверсивного типа производительностью до 60 кг/ч предназначена для раскатывания крутого пшеничного теста пластами или лентами толщиной от 1 до 50 мм при приготовлении пельменей, чебуреков, лапши и т. п. на предприятиях общественного питания.

Тестораскатка для пиццы РЗО предназначена для раскатывания тестовых заготовок круглой формы и оснащена двумя парами раскатывающих валков, верхние из которых установлены под углом по отношению к нижним. Диаметр раскатываемых заготовок (140-290 мм) зависит от толщины раскатки и порции теста (80-210г). Машина также изготовляется в настольном варианте при габаритах 420?500?630 мм и приводится в действие двигателем мощностью 0,25 кВт.

Машина тестозакаточная И8-ХТЗ предназначена для формования тестовых заготовок массой 0,22…1,1 кг цилиндрической и сигарообразной формы длиной не более 330 мм. Применяется на предприятиях хлебопекарной промышленности в составе тесторазделочных линий.

Основной частью тестозакаточной машины является тестозакаточная головка (рисунок 6), состоящая из двух соединённых стяжками боковин, прикатывающего валка (2), центрирующего устройства (1), двух пар раскатывающих валков (4, 10 и 5, 7), направляющей (9), приводного барабана (3) падающего транспортёра, механизмов регулирования зазора между валками каждой пары (8 и 6), электродвигателя, цепных и зубчатых передач для привода раскатывающих валков и транспортёров.

В зависимости от массы тестовых заготовок на машину (рис.7) устанавливают различные валки.

Комплект раскатывающих валков на валах дает возможность быстро их снимать и устанавливать.

Рисунок 6 - Общий вид тестозакаточной головки машины тестозакаточной марки И8-ХТЗ

Подающий транспортёр (4) состоит из каркаса, закрепленного на нем натяжного барабана (5), регулируемых ограничителей (10) и транспортёрной ленты. Несущий транспортер (8) крепится к станине консольно с помощью четырех болтов.

Закатывающий транспортёр (2) и формующая доска (9) устанавливаются на несущем транспортере с помощью механизма подъема, который позволяет плавно регулировать расстояние и угол наклона.

Направляющие (6) закреплены на несущем транспортере. Расстояние между ними регулируется винтами (7). Машина имеет две формующие доски.

Закатывающий транспортер состоит из каркаса, приводного (3) и натяжного (1) барабанов, транспортерной ленты. Для направления тестовых заготовок служит центрирующее устройство.

Поступающие на падающий транспортер тестовые заготовки, проходят под валком, слегка расплющиваются и, двигаясь между щеками центрирующего устройства, направляются в щель между вращающимися валками.

Рисунок 7 - Общий вид машины тестозакаточной марки И8-ХТЗ

Минуя последовательно верхнюю и нижнюю пары раскатывающих валков, заготовка раскатывается в блин толщиной 6…14 мм (в зависимости от массы), который ложится на ленту несущего транспортера.

Находясь под гибкой решеткой, блин сворачивается в рулон и поступает в щель между несущем и закатывающим транспортерами, которая уменьшается в направлении движения заготовки. Продвигаясь дальше и одновременно вращаясь вокруг своей оси, рулон закатывается, а его торцы при помощи направляющих заглаживаются. Образованная заготовка цилиндрической формы поступает под формующую доску, где получает окончательную форму и размеры. Окончательно сформованная тестовая заготовка подается несущим транспортером на следующую машину в тесторазделочной линии.

2.2 Патентная проработка тестораскаточных машин

Для усовершенствования тестораскаточного устройства было проанализировано множество видов марок машин, использовались различные патентные изобретения.

Был выбран патент тестораскаточной машины, в нем предложено техническое решение упрощения конструкции при сохранении высоких технологических показателей.

В наше время при раскатке теста используют ленточные транспортеры, применение их увеличивает габариты устройства, 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 нижней 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 аналогом, однако имеет ряд существенных недостатков: невозможно 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 валиками 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 оператора.



Рисунок 8 - Общий вид тестораскаточной машины.



3. Описание тестораскаточной машины

3.1 Назначение и область применения тестораскаточной машины

Тестораскаточная машина предназначена для формования заготовок цилиндрической или сигарообразной формы из пшеничной муки высшего и первого сортов массой от 0,22 до 1 кг и максимальной длиной 430 мм на предприятиях хлебопекарной промышленности в составе спецлиний по производству батонообразных изделий.

3.2 Описание конструкции и принципа действия тестораскаточной машины

Тестораскаточная машина состоит из тестозакаточной головки, прикатывающего валка, центрирующего устройства, двух пар раскатывающих валков, направляющей, приводного барабана подающего транспортера, механизмов регулирования зазора между валками каждой пары, электродвигателя, цепных и зубчатых передач для привода раскатывающих валков и транспортеров.

Подающий транспортер состоит из каркаса, закрепленного на нем натяжного барабана, регулируемых ограничителей.

Закатывающий транспортер и формующая доска устанавливаются на несущем транспортере с помощью механизма подъема, который регулирует расстояние и угол наклона.

Для направления тестовых заготовок служит центрирующее устройство.

Поступающие на подающий транспортер тестовые заготовки, проходя под валком, слегка расплющиваются и, двигаясь между щеками центрирующего устройства, направляются в щель между вращающимися валками.

Минуя последовательно верхнюю и нижнюю пары раскатывающих валков, заготовка раскатывается в блин толщиной 6…14 мм, который ложиться на ленту несущего транспортера. Находясь под гибкой решеткой, блин сворачивается в рулон и поступает в щель между несущим и закатывающим транспортерами, которая уменьшается в направлении движения заготовки. Продвигаясь дальше и одновременно вращаясь вокруг своей оси, рулон закатывается, а его торцы при помощи направляющих заглаживаются. Образованная заготовка цилиндрической формы поступает под формующую доску, где получает окончательную форму и размеры. Окончательно сформованная тестовая заготовка подается несущим транспортером на следующую машину в тесторазделочной линии.

3.3 Техническая характеристика тестораскаточной машины

Производительность тестораскаточной машины в минуту для заготовок массой: 0,22…0,55 кг до 63 штук,

0,55…1,1 кг до 30 штук.

Число раскатывающих валиков -5.

Ширина ленты несущего транспортера - 400мм.

Скорость движения ленты несущего транспортера- 1,25 м/с.

Установленная мощность- 1,1 кВт.

Габаритные размеры- 2300*800*1400 мм.

Масса - 450 кг.



4. Расчеты подтверждающие работоспособность тестораскаточной машины

4.1 Технологические расчеты тестораскаточной машины

Производительность тестораскаточной машины:

(1)

где скорость поверхности формующего органа, м /с; а - шаг между центрами заготовок, м, должен быть не менее 5 диаметров d тестовой заготовки, а?5d.

Скорость поступательного перемещения куска теста:

(2)

где - коэффициент проскальзы-вания,

Необходимая длина зоны уплотнения рулона в тестораскаточных машинах при встречном движении несущего и формующего органов:

L= , (3)

где k - необходимое количество оборотов тестовой заготовки в зоне уплотнения, k=6-8; - зазор между несущим и формующим рабочим органом, м.

Площадь поверхности соприкосновения зависит от геометрических размеров валков и вальцуемой заготовки. Она может быть определена следующим образом:

F=l, (4)

где l- проекция линии захвата на вертикальную ось, м; B и b- ширина вальцуемой заготовки при входе и выходе из зазора между валками, м.

При угле захвата и радиусе валка R:

l=R, (5)

Средний диаметр округленного куска теста:

d= м (6)

По формуле (2) определим скорость поступательного перемещения куска теста:

По формуле (1) определим производительность машины:

Необходимая длина зоны уплотнения рулона по формуле (3) при количестве оборотов тестовой заготовки в зоне уплотнения и зазоре между несущим и формующим рабочим органом

L=

Принимая угол захвата =60°, по формуле (5) находим проекцию линии захвата на вертикальную ось:

l=0,05

Поскольку при данном угле захвата диаметр шарообразной заготовки равен диаметру валка, то принимаем ширину вальцуемой заготовки при входе в зазор между валками B=0,1 м. Объем исходной шарообразной заготовки равен:

?3, 14?

Считая, что процесс вальцевания идет без потерь теста и зная, что на выходе из вальцов получается блин диаметром и толщиной 20 мм, найдем данный размер:

Площадь поверхности соприкосновения теста с валком по формуле (4):

F=0,0433

4.2 Кинематические расчеты

Распорное усилие при среднем давлении тестовой заготовки на валок

(7)

где F- площадь проекции соприкосновения теста с валком,(принимается ее проекция на вертикальную плоскость); =12-40кПа-среднее давление тестовой заготовки на валок, кПа;

Мощность, необходимая для привода узла вальцевания:

(8)

где M- крутящий момент, необходимый для вращения обоих валков с учетом потерь трения в подшипниках, кH*м; угловая скорость валка, рад/с; - распорное усилие, кH; D- диаметр валка, м; - угол захвата тестовой заготовки, град; -диаметр цапфы валка, м; - приведенный коэффициент трения в подшипниках.

Распорное усилие определим по формуле (7):

,

Крутящий момент, необходимый для вращения обоих валков, с учетом потерь на трение в подшипниках определим по формуле (8), предварительно приняв диаметр цапфы валка =0,025 м и приведенный коэффициент трения в подшипниках = 0,2:

М=0,182?(0,1?0,5+0,025?0,2)=0,01кH*м.

4.3 Энергетические расчеты и другие специальные расчеты тестораскаточной машины

Ширина площади контакта:

(9)

тестораскаточный оборудование пшеничный хлеб

Сила сжатия заготовки:

, (10)

где давление на тестовую заготовку, кПа; =50 кПа; - площадь контакта заготовки с рабочими органами, ; - длина заготовки, м ; - ширина площади контакта, м.

Векторная сумма скоростей:

, (11)



где - скорость несущего и формующего органа.

Мощность, необходимая для обработки тестовых заготовок в зоне уплотнения рулона:

( (12)

где m- количество одновременно обрабатываемых заготовок, шт.; - сила сжатия заготовки между несущим и формующим рабочим органом, кН;- векторная сумма скоростей, м/с; угол между равнодействующей сил сжатия заготовки и вертикальной осью для заготовок бутонообразных изделий = 10-15°; a-угол между рабочими поверхностями несущего и формующего органов, град; - коэффициент трения между лентами конвейера и опорными щитами.

Мощность электродвигателя тестораскаточной машины:

N= (13)

где мощность, необходимая для вальцевания куска, кВт; - мощность, необходимая для уплотнения рулона в зоне закатки, кВт; - КПД привода.

Мощность, необходимая для привода узла вальцевания, определяем по формуле (8):

=0,01

Определим ширину площади контакта по формуле (9):

=0,07

Длину заготовки найдем, исходя из объема обрабатываемого теста:

Площадь контакта заготовки с рабочими органами рассчитаем по формуле (10):

=0,136

Силу сжатия заготовки при давлении на тестовую заготовку по формуле (10):

Векторную сумму скоростей найдем по формуле (11):

= 1,1-0,5=0,6 м/с

Рекомендуемый шаг между заготовками t=5d=5 Поскольку полученное значение равно длине зоны уплотнения рулона, то единовременно обрабатывается одна заготовка.

Мощность, необходимую для обработки тестовых заготовок в зоне уплотнения рулона, рассчитаем по формуле (12) при угле и коэффициенте трения между лентами конвейера и опорными щитами =0,4.

0,126 кВт.

При КПД привода мощность электродвигателя тестораскаточной машины определяем по формуле (13):

N=



5. Безопасность жизнедеятельности при работе с оборудованием

При эксплуатации тестоформующего оборудования необходимо соблюдать следующие правила:

- к обслуживанию тестоформующих машин допускается персонал, обученный приемам работы и прошедший инструктаж по технике безопасности. Начиная работу, следует убедиться в полной исправности машины, не работать с открытыми крышками, снятыми щитками, не прикасаться к подвижным частям;

-для устранения возможного сдваивания кусков необходимо подавать их в формовочную машину со стабильным интервалом, равным величине пяти диаметров обрабатываемой заготовки;

-чтобы избежать затягивания и отделения частиц теста от заготовок, необходимо обеспечивать минимальный и постоянный зазор между несущим и формующим рабочими органами машины;

-в тестораскаточных машинах при переходе с сорта на сорт нужно регулировать зазор между валками и формующими элементами для получения необходимой степени механической обработки заготовок и определенной формы изделий;

- постоянно следить за формой заготовок, выходящих из машины, и проводить необходимые регулировки;

- следить за наличием муки в мукопосыпателях и чистотой рабочих поверхностей машины;

- рабочие органы машин (вальцы, конусную чашу, спираль) следует 2…3 раза в смену очищать от тестового налета легким соскабливанием неметаллическим скребком, обдувать и протирать жесткой тряпкой во время остановок.



5.1 Мероприятия по устранению прилипания заготовок к рабочим поверхностям оборудования

Одним из основных условий работоспособности тестоформующих машин является эффективность методов борьбы с прилипанием, размазыванием тестовых заготовок о рабочие органы этих машин.

Во избежание прилипания к рабочим поверхностям куски пшеничного теста обычно подпыливаются мукой, поэтому эти машины, как правило, снабжаются мукопосыпателями. Для этой цели применяется мука тех же сортов, из которых приготовлено тесто. На подсыпку расходуют до 1,5 % муки от общего расхода её на производство изделий. Эта мука в значительной степени входит в потери производства, что существенно увеличивает непроизводственные затраты.

Неплохие результаты для снижения прилипания дает обдувка подогретым воздухом рабочих поверхностей оборудования и обрабатываемых кусков теста. Воздух для обдувки забирается непосредственно из верхней зоны помещения и нагнетается вентилятором в воздуховод диаметром 350 мм, откуда по отводам диаметром 100…200 мм воздух поступает к делительной, округлительной и раскаточной машинам.

Для регулирования количества воздуха, подаваемого к отдельным машинам, на воздуховодах имеются шиберы. Температура воздуха, поступающего на обдувку, колеблется в пределах 28…30°С, а относительная влажность его составляет 40…43%.

К недостаткам этого способа следует отнести громоздкость металлоконструкции воздуховодов и их крепления, а также возможность образования утолщенных корок выпеченных изделий.

В ряде случаев для уменьшения прилипания заготовок используется смачивание рабочих поверхностей тестоформующих машин водой (в производстве ржаного хлеба), смазывание растительным маслом и эмульсией.

Наиболее эффективной является обработка рабочих органов тестоокруглительных и раскаточных машин, деталей и механизмов посадки тестовых заготовок современными полимерными композициями, основу которых составляют фторопласт-4 (тефлон) или кремнийорганические жидкости (силикон).

Обработка конвейерной ленты кремнийорганической жидкостью ГКЖ- 94 производится следующим образом. Лента тщательно промывается теплой водой с мылом или щелочью, затем после просушивания на воздухе погружается в

5%-ный раствор ГКЖ-94 в четыреххлористом углероде и пропитывается в течение 1…2 мин. После вторичного просушивания лента подвергается термической обработке в сушильной камере при температуре 120 °С в течение 1,5 ч. Операции пропитки и просушки должны производиться под вытяжкой. Примерный расход жидкости ГКЖ- 94 на 1 ленты составляет 214 г.

Для нанесения фторопластовых покрытий металлические детали окунают во фторопластовую эмульсию, а затем проводят полимеризацию тонкого слоя при последующей сушке. Тонкий лист фторопласта можно также прикрепить к рабочим органам тестоформующих машин при помощи винтов.

Антиадгезионные покрытия позволяют: исключить использование растительного масла и пищевых жиров в качестве разделительной смазки формующих поверхностей; уменьшить потери сырья и готовой продукции; увеличить производительность оборудования; повысить культуру производства; улучшить санитарно- гигиенические условия труда и товарный вид продукции.

Для сокращения производственных затрат целесообразно использовать антиадгезионные покрытия нового поколения, с повышенными био- и термостойкостью на основе порошковых полиолефинов и фторопластов.

От имеющихся аналогов они отличаются повышенной ( в 2,5…3 раза) адгезией к металлу и пониженной ( в 1,5 раза) -к продукту, усиленной в 2…3 раза прочностью, стойкостью к термическим, механическим и биологическим повреждениям и воздействию агрессивных сред. Полимерные покрытия легко поддаются санитарной обработке, в результате которой уменьшается возможность развития вредной микрофлоры.

Почти полное отсутствие прилипания достигается при охлаждении поверхности раскатывающих валков закаточных и специальных формовочных машин до температуры 2…4°С за счет подачи в них охлаждающих жидкостей.

Меньшее прилипание заготовок и более надежная работа характерна для формовочных машин, имеющих высокую скорость движения кусков в зоне обработки и специальный рельеф поверхности рабочих органов (рифление, насечки и др.). Это объясняется уменьшением продолжительности и площади контакта тестовой заготовки и рабочих органов оборудования.



6. Технико-экономические показатели проекта

(14)

где: Сц.кон.- стоимость изготовления конструкции, руб.;

Ск.д. - стоимость изготовления корпусных деталей, рам, каркасов, руб.;

Со.д. - затраты на изготовление оригинальных деталей, руб.;

Сп.д. - цена покупных деталей, изделий, узлов;

Зп - оплата труда производственных рабочих, занятых на изготовление и сборке конструкций, руб.;

Свм. - стоимость вспомогательных материалов (2…4% от затрат на основные материалы), руб.;

Ноп. - общепроизводственные (цеховые) накладные расходы на изготовление конструкции, руб.

Затраты на изготовление корпусных деталей, руб.

(15)

где: Зп.к. - заработная плата (с начислениями) производственных рабочих, занятых на изготовление корпусных деталей, руб.

См.к. - стоимость материала, израсходованного на изготовление корпусных деталей, рам, каркасов, руб.

(16)

где: Qк.д. - масса заготовки, кг;

Цз.к - цена 1 кг металла, руб.( Ст.3СП = 35500 руб. за тонну );



(17)

где: Зпо - заработная плата производственных рабочих, занятых на изготовление оригинальных деталей, руб.;

Смо - стоимость материала заготовок для изготовления оригинальных деталей, руб.

(18)

где: Qз.о. - масса заготовок для изготовления оригинальных деталей (96кг), кг;

Цз.о - цена 1 кг заготовки оригинальных деталей, руб. ( нержавеющая сталь 200,00 руб. 1 кг

Затраты на оплату труда рабочих при изготовлении корпусных и оригинальных деталей, руб.

(19)

где: Зо и Зд - основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих, руб.;

Ссоц - начисления на социальные нужды, руб.

Основная заработная плата производственных рабочих, руб.

(20)

где: Тизг - средняя трудоёмкость изготовления корпусных деталей, чел.-ч.;

Сч - часовая ставка рабочих, исчисляемая по среднему разряду, руб./ч.

Дополнительная заработная плата, руб.

(21)

где: Кд - коэффициент, учитывающий доплаты к основной зарплате, равный 1,125…1,130;

Начисления на социальные нужды, руб.

(22)

где: Rсоц - процент начислений на социальные нужды, %.

Основная заработанная плата производственных рабочих, занятых на сборке конструкции, руб.

(23)

где: Сч - часовая ставка, для проведения работ, руб./ч.;

Тсб - нормативную трудоёмкость сборки элементов конструкции (чел.-ч) находят по выражению

(24)

где: Кс =1,08 - коэффициент, учитывающий соотношение между полным и оперативным временем сборки;

tсб - суммарная трудоёмкость сборки составных частей конструкции, чел-ч.

(25)

где: tс - трудоёмкость сборки отдельных видов соединений, мин

Общепроизводственные накладные расходы на изготовление конструкции, руб.

(26)

где: Зп - основная заработная плата производственных рабочих, участвующих в изготовлении и сборке конструкции, руб.

Подставим полученные данные в формулу (14) получим:

Рентабельность производства определяют как отношение прибыли к себестоимости реализованной продукции:

(27)

где Р- рентабельность; П- прибыль от реализации продукции, руб

Годовой экономический эффект:

) + (28)

где - дополонительный прирост продкции, ц, т/га; Ц- цена продукции, руб/т;

-эксплуатационные затраты в исходном и проектируемом варианте механизации, В- годовое производство продукции.

Рассчитаем срок окупаемости капитальных вложений:

Т=3 года



Заключение

В данном курсовом проекте была поставлена задача усовершенствовать тестораскаточную машину в линии производства пшеничного хлеба. Для этого были рассмотрены различные виды и типы тестораскаточных машин. Также была представлена линия и дана краткая характеристика технологии производства пшеничного хлеба и расчёты, подтверждающие работоспособность конструкции.

При формовании тестовых заготовок используют тесторазделочные машины, к ним относится тестораскаточная. Она выполняет функцию придания формы изделию из пшеничной или ржаной муки. Если произвести модернизацию данной установки, то можно добиться высоких технологических показателей, то есть увеличить производительность машины.

В данной работе представлено техническое решение тестораскаточной машины, которая содержит две пары раскатных валиков. При использовании такой машины можно добиться высокого качества пшеничного хлеба, что является важным показателем эффективности пищевой промышленности в целом.



Литература

1. Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик, Хромеенков,- Гиорд, 2008.

2. Техника и технология хлебопекарного производства, 2009г,- Н-Н.

3. Технология хлебопекарного производства, Т.Б. Цыганова, ПрофОбрИздат, 2002г.

4. Практикум по механизации , Б.В.Чаблин, И.А. Евдокимов.

5. Технология хлебобулочных изделий, Л.П. Пащенко, И.М.Жаркова.- М.: КолосС, 2006г.

6. Технология и технохимический контроль хлебопекарного производства. Зверева Л.Ф., Немцова З.С., Волкова Н.П.-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983г.

7. Курсовое проектирование, методические указания. - М.: Министерство пищевой промышленности, 1984г.

8. Патенты изобретений тестораскаточных машин.

9. Каталог технологического оборудования для предприятий хлебобулочной промышленности.

10. Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий.- М.: Прейскурантиздат, 1984г.

Размещено на Allbest.ru