Разработка макаронного пресса

4

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ И АГРОИНЖЕНЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

КАФЕДРА: ”МЕХАНИЗАЦИЯ ПЕРЕРАБОТКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ”

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине:

”ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ

ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА”

Тема: Разработка макаронного пресса

Выполнила: Л.В. Гусакова

студентка 244 «п» гр.

Проверил: Е.В. Красовских

Барнаул 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Анализ выбранного процесса и нахождение оптимального

2 Описание выбранного процесса

3 Патентный и литературный анализ аппаратов

3.1 Аппарат макаронный РТ-АПМ-250

3.2 Пресс макаронный ПМИ-4В200А

3.3 Пресс макаронный ЛПЛ-2М

3.4 Пресс-автомат макаронный МАКИЗ 02-200

3.5 Пресс макаронный ЛПШ-650

3.6 Пресс макаронный ЛПЛ-2М-01

3.7 Сравнение технических характеристик рассматриваемых машин и выбор оптимальной

4 Описание усовершенствованного аппарата

5 Расчет выбранного аппарата

5.1 Технологический расчет

5.2 Прочностной расчет

Заключение

Библиографический список

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Макаронные изделия изготавливали с незапамятных времен: сначала в виде плоской лапши, позднее в виде трубчатых макарон. Первое описание способа приготовления лапши встречается в трактате по кулинарии римского гурмана Апичо, составленном в первые десятилетия новой эры. Документальное упоминание приготовления в Италии блюд из макарон относится к началу XII в., т.е. задолго до знаменитого путешествия Марко Поло в Китай в конце XIII в., который, как было принято считать, завез макароны в Европу.

Так или иначе, вплоть до середины XIV в. макаронные изделия изготовляли только в домашних условиях. Первые небольшие цехи с примитивной техникой изготовления макаронных изделий появились в Италии в конце XIV в. Первичный замес теста проводился вручную, доработка теста с добавлением муки до требуемой крутой консистенции - на тестомялках с длинным рычагом, на котором находился работник, давя на тесто своей тяжестью, периодически приподнимаясь и смещая рычаг. Макароны и вермишель прессовали на винтовых деревянных прессах с ручным приводом, сушили на рамках, которые устанавливали на стеллажах в рабочих помещениях цехов.

В России мелкое кустарное производство макаронных изделий возникло, по-видимому, при Петре I. Академик Георги в своем описании Санкт-Петербурга сообщает, что в конце XVII в. Макароны производили пять иностранных ремесленников. Несколько позже возникли макаронные фабрики во Франции и Германии. В России первая макаронная фабрика была зарегистрирована в Одессе в 1797 г.

Развитие техники в XIXв. привело к замене конного привода на паровую машину, к созданию механических тестокатов для обработки крутого макаронного теста, к появлению мощных гидравлических прессов.

Следующим крупным шагом в развитии макаронной промышленности явились внедрение сушилок непрерывного действия и создание на основе их сочетания со шнековыми прессами механизированных линий: в 1945…1948 гг. - первых линий фирмы «Брайбанти» (Италия) для производства коротких изделий, в начале 50-х годов - первых линий фирмы «Бюлер» (Швейцария) для производства длинных изделий.

Дальнейшее развитие макаронного производства, продолжающееся и в настоящее время, идет по пути совершенствования технологии и техники замеса, формования теста, сушки макаронных изделий, расширения ассортимента продукции.

В настоящее время, как и ранее, ведущей страной-производителем, потребителем и экспортером макаронной продукции является Италия: за последние десятилетия среднегодовое производство макаронных изделий в Италии колеблется от 1800 до 2500 тыс.т при внутреннем потреблении на душу населения порядка 26 кг/год (в южных районах свыше 40 кг/год) и экспортирования до 20% произведенной продукции. Второе место по производству макаронных изделий занимают США - 1300…1800 тыс.т в год при бурном росте на душу населения с 7,4 кг/год в 1987г. до 8,4 кг/год в 1990 г., и 14 кг/год в 2000 г. [8].

1 АНАЛИЗ ВЫБРАННОГО ПРОЦЕССА И НАХОЖДЕНИЕ

ОПТИМАЛЬНОГО

Процесс производства макаронных изделий состоит из следующих основных операций: подготовка сырья, приготовление макаронного теста, прессование теста, разделка сырых изделий, сушка, охлаждение высушенных изделий, отбраковка и упаковка готовых изделий.

Замес теста, уплотнение полученной крошковатой массы и формование сырых изделий осуществляются в настоящее время в едином агрегате--в шнековом макаронном прессе непрерывного действия, основным рабочим органом которого является матрица. Форма отверстий матрицы определяет вид выпрессовываемых изделий. Меняя матрицы, можно на одном и том же прессе получать практически любой вид макаронных изделий. Таким образом, прессы и матрицы являются основным оборудованием для замеса и прессования макаронного теста.

Матрица наряду с прессующим устройством является основным рабочим органом макаронного пресса. Она обусловливает производительность пресса, вид изделий (форму и размеры поперечного сечения), в значительной мере влияет на качество продукта (степень шероховатости поверхности, прочность склеивания макаронных трубок и т. д.). При помощи круглых матриц формуют все виды длинных и короткорезаных изделий, а также тестовые ленты для изготовления из них штампованных изделий. Прямоугольные матрицы используют для формования длинных макаронных изделий (макароны, вермишель, лапша разных видов), вырабатываемых на автоматизированных поточных линиях.

Процесс формования макаронных изделий осуществляется двумя способами: штампованием и прессованием. При штамповании возможны потери сырья и низкое качество продукции. Наибольшее распространение получил способ прессования макаронного теста на макаронных прессах.

Прессование теста. Цель уплотнить замешенное тесто, превратить его в однородную связанную пластичную тестовую массу, а затем придать ей определенную форму, отформовать ее. Формование осуществляется продавливанием теста через отверстия, проделанные в металлической матрице. Форма отверстий матрицы определяет форму выпрессовываемых сырых изделий (полуфабриката). Например, отверстия круглого сечения будут давать вермишель, прямоугольного - лапшу и т. д.

Выпрессовываемые изделия перед резкой или во время резки интенсивно обдувают воздухом для получения на их поверхности подсушенной корочки. Это предотвращает прилипание сырых изделий к сушильным поверхностям и слипание изделий между собой во время сушки [9].

2 ОПИСАНИЕ ВЫБРАННОГО ПРОЦЕССА

Технологическая цель формования -- придание тестовому полуфабрикату формы, характерной для вырабатываемого вида макаронных изделий. Основным способом формования является прессование макаронного теста на шнековых экструдерах (прессах). В зависимости от формы и размеров формующих отверстий матриц прессованием получают следующие виды макаронных изделий: трубчатые, нитеобразные, лентообразные и фигурные [1].

Некоторые фигурные изделия плоской или пространственной формы могут изготавливаться способом штампования, который заключается в высечке на штамп-машине из тестовой ленты изделий необходимой формы. Этот способ не получил широкого применения.

Шнековый макаронный пресс представляет собой агрегат, в состав которого кроме прессующего устройства входят дозаторы муки и воды, а также тестосмесители. Прессы классифицируют по числу камер тес-тосмесителя (одно-, двух-, трех- и четырехкамерные), по числу прессующих шнеков (одно-, двух- и четырехшнековые), по форме матрицы (круглая или прямоугольная).

Шнековый пресс (рисунок 1.1) состоит из дозаторов муки 1 и воды 2, тестосмесителя, состоящего из камеры 3 и вала 4 с лопатками, прессующего устройства, включающего шнековый цилиндр 6 с водяной рубашкой 8, шнек 7 и головку пресса 9 со сменной матрицей 10. Вращение валов тестосмесителя и шнека обычно осуществляется от общего привода 5. Исходные компоненты непрерывно дозируются в камеру тестосмесителя. Образовавшаяся к концу замеса крошковатая или мелкокомковая масса теста через перепускное отверстие поступает в шнековый цилиндр прессующего устройства [8].

Рисунок 1.1 - Схема шнекового пресса

1 - дозатор муки; 2 - дозатор воды; 3 - камера тестосмесителя; 4 - вал с лопатками; 5 - общий привод; 6 - шнековый цилиндр; 7 - шнек; 8 - водяная рубашка; 9 - головка пресса; 10 - сменная матрица.

Основной рабочий орган прессующего устройства -- шнек. При его вращении тесто перемещается к головке пресса. Матрица, установленная в нижней части головки пресса, пропускает только 10...20% нагнетаемой шнеком массы теста. Вследствие этого и в головке, и в шнековой камере возникает противодавление, в результате чего тесто уплотняется и превращается в связанную плотную тестовую массу. Затем тесто продавливается через отверстия матрицы в виде прядей отформованных сырых макаронных изделий.

При нагнетании происходит разогрев теста в результате интенсивного трения о лопасти вращающегося шнека. Для снижения температуры теста во время работы пресса в водяную рубашку шнековой камеры, примыкающей к прессовой головке, подают холодную воду. После длительных остановок пресса водяную рубашку используют для подогрева шнековой камеры перед началом прессования теста. Нормальная работа прессов обеспечивается при давлении в прессующих устройствах до 12 МПа. Температура охлаждающей воды на выходе из рубашки должна быть на уровне 25...35°С.

При увеличении давления прессования выше указанных значений необходимо установить причину и немедленно устранить ее (чаще всего это наблюдается при работе с тестом низкой влажности или с холодным тестом). Большое значение имеет обеспечение постоянного давления теста по всей рабочей поверхности матрицы, что существенно влияет на скорость прессования полуфабриката и снижение количества возвратных отходов, достигающих в отдельных случаях 20...25%. В этом отношении формование через прямоугольные матрицы по сравнению с круглыми имеет следующие особенности.

Осесимметричный, сравнительно небольшого диаметра, поток теста из шнековой камеры направляется в предматричную зону, которая представляет собой длинную камеру -- тубус, на дне которого располагается матрица. Переход теста в тубус выполнен в виде нескольких труб, подающих тесто в разные зоны тубуса. При этом крайние трубы имеют большую длину, средние -- меньшую. Это ведет к тому, что давление в разных зонах тубуса неодинаковое: в центре -- больше, на периферии -- меньше. Естественный путь выравнивания сопротивлений труб состоит в применении подводящих труб разного диаметра -- меньшего для более коротких, среднего и большего -- для более длинных, крайних.

Другой конструктивный вариант перехода из шнековой зоны в тубус предусматривает в средней части тубуса наличие перегородки, в которой имеется узкая щель, ведущая в расположенную под ней предматричную зону.

Для эффективной работы шнека необходимо облегчить осевое движение полуфабриката и снизить возможность проворачивания теста. С этой целью полируют внутренние поверхности шнекового корпуса и вдоль них наносят рифли, затрудняющие вращательные движения тестовой массы. Во избежание чрезмерного возрастания обратного движения теста, рифли должны быть неглубокими. Кроме того это необходимо уменьшать прилипание теста к винтовой поверхности шнека, что достигается шлифовкой или хромированием [6].

3 ПАТЕНТНЫЙ И ЛИТЕРАТУРНЫЙ АНАЛИЗ АППАРАТОВ

3.1 Аппарат макаронный РТ-АПМ-250

Полуавтоматы серии РТ-ПМ предназначены для производства (замешивания теста, формирования, резки и предварительной сушки) широкого ассортимента макаронных изделий из муки различных сортов пшеницы. Двухбункерное исполнение позволяет осуществлять непрерывный производственный процесс.

Принцип работы: замес в верхнем бункере, перегруз в нижний бункер, выпрессовывание и одновременно следующий замес в верхнем бункере. Наличие принудительного охлаждения позволяет быстро производить замену матриц для производства макаронных изделий различного ассортимента.

Для плавной регулировки длины макаронных изделий в состав входит, помимо основного, дополнительный независимый привод ножа. Основными достоинствами полуавтоматов являются: высокая технологичность аппаратов, простота в обслуживании и высокая надежность.

В базовый комплект входит 5 сменных матриц для производства макаронных изделий различных видов. По желанию комплект матриц может быть заменен либо дополнен любыми матрицами (бронзовыми или фторопластовыми вставками) [16].

Технические характеристики:

- Производительность, кг/час 250

- Установленная мощность, кВт 14

- Напряжение питания, В 380

- Расход воды на охлаждение, л/мин 4

- Габаритные размеры, мм 1250х1650х2300

- Масса, кг - не более 400.



Рисунок 3.1 - Аппарат макаронный РТ-АПМ-250

Назначение. Производство вакуумированных макаронных изделий из муки различных сортов пшеницы. При создании пресса учитывались передовые технологии в области производства макарон. В конструкции используются комплектующие ведущих мировых компаний в своих направлениях: привода, частотные преобразователи - Bonfiglioli, электроника - Telemecaniqe, Schneider Electric, Omron, подшипники - SKF. Полностью автоматизированный процесс подачи и дозирования компонентов теста (муки и воды) [16].

3.2 Пресс макаронный ПМИ-4В200А

Технические характеристики:

- Производительность, кг/час 250

- Установленная мощность, кВт 14,5

- Напряжение питания, В 380

- Расход воды на охлаждение, л/мин 1

- Габаритные размеры, мм - 1125х725х1200

- Масса, кг - не более 280

Рисунок 3.2 - Пресс макаронный ПМИ-4В200А

Назначение. Серия прессов для изготовления макарон "ПМИ-4В" предназначена для механического замешивания, вакуумирования, прессования теста, формирования и резки макаронных изделий из муки твёрдых сортов пшеницы и муки из мягкой стекловидной пшеницы. Возможно применение других сортов муки с клейковиной не менее 25% и индексом деления 50-80. Ассортимент прессованной продукции составляет 120 видов (длиннорезаные макароны, спагетти, короткорезанные рожки, ракушки, вермишель, лапша, спирали) различных размеров и форм, с гладкой и рифлёной, прямой и кручёной поверхностями.

Пресса и пресс - автоматы могут быть использованы для производства соломки, хрустящих хлебцев, сладостей различных форм и размеров (вакуумированные продукты высокой плотности теста, не вакуумированные средней и рыхлой структурой, насыщенные избыточным давлением воздуха).

Для подачи избыточного давления воздуха в тесто, пресса дополнительно комплектуются экологически чистым компрессором [17].

3.3 Пресс макаронный ЛПЛ-2М

Технические характеристики:

- Производительность, кг/ч 375

- Установленная мощность, кВт 23

- Напряжение питания, В 380

- Габаритные размеры, мм 2920х2710х2940

- Масса, кг, 3260

Рисунок 3.3 - Пресс макаронный ЛПЛ-2М

1-привод; 2- загрузочное устройство; 3-шнек; 4-формующее устройство(матрица); 5-станина.

Назначение. Пресс ЛПЛ-2М предназначен для приготовления макаронного теста и формования сырых макаронных изделий. Осуществляет непрерывное дозирование основных компонентов - воды и муки. Из этих компонентов на нем замешивается тесто, которое затем подпрессовывается. Вышедшие из формующих отверстий влажные жгуты обдуваются горячим воздухом для подсушки. Далее все на той же машине осуществляется резка жгутов. Мука дозируется шнековым устройством, совершающим прерывистое вращение, частота которого вместе с геометрией шпека определяет расход муки. Вода дозируется путем поддерживания определенного уровня воды в емкости, из которой она забирается вращающимся барабанным устройством. Состоит из станины, главного привода, тестомесителя с дозаторами для муки и воды, прессующего корпуса, прессующей головки, режущего механизма, обдувателя, вакуум-установки и системы трубопроводов. Мука поступает в дозатор муки, из которого шнеком подается в корыто тестомесителя.

Одновременно предварительно подогретая вода из дозатора воды по трубе поступает в тестомеситель в место подачи муки. Замешанная пастообразная масса поступает в прессующий корпус, шнеком нагнетается в головку и продавливается через отверстия матрицы. Выпрессованные изделия обдуваются сжатым воздухом и подаются на сушку [1].

3.4 Пресс-автомат макаронный МАКИЗ 02-200

Технические характеристики:

- Производительность, кг/ч 200

- Установленная мощность, кВтне более 12,7

- Расход воды на охлаждение, л/мин 1,5 - 2

- Напряжение питания, В 380

- Габариты в рабочем положении, мм1950 х750 х2085

- Масса,кг 550

Рисунок 3.4 - Пресс-автомат Макиз 02-200

Назначение. Предназначен для производства высококачественных короткорезанных макаронных изделий с вакуумированием.

Вакуумирование теста в бункере перед прессованием позволяет легко удалить воздух из рыхлой тестовой массы. В обеднённой кислородом тестовой массе в меньшей степени происходят окислительные процессы, что повышает питательные свойства макаронных изделий, улучшает вкус и внешний вид, а более плотная и однородная структура увеличивает их прочность [18].

3.5 Пресс макаронный ЛПШ-650

Технические характеристики:

- Производительность, кг/ч 550

- Установленная мощность, кВт37,05

- Напряжение питания, В 380

- Габариты в рабочем положении, мм3920х2420х3980

- Масса,кг 4910

Рисунок 3.5 - Пресс макаронный ЛПШ-650

1 - привод; 2- два прессующих корпуса; 3- вакуумный тестосмеситель; 4 - вакуумный насос; 5-дозирующее устройство; 6-тестосмесители;

7-тубус; 8-прямоугольные матрицы.

Назначение. Пресс шнековый вакуумный со скоростным и сдвоенным тестосмесителями, автоматическими системами подачи муки и воды предназначен для производства сырых макаронных изделий ассортимента указанного в ГОСТ-875-92.

Пресс применяется на предприятиях макаронной промышленности и может быть применен в составе автоматизированных линий. Современные конструкторские решения (наличие высокооборотного тестосмесителя и сдвоенного тестосмесителя, работающих под вакуумом, автоматическая регулировка подачи воды и муки, и др.) пресса позволяют изготавливать макаронные изделия, как товарный продукт, по качеству способный конкурировать с продукцией автоматизированных линий с передовым уровнем технологии [19].

3.6 Пресс макаронный ЛПЛ-2М-01

Технические характеристики:

- Производительность, кг/ч 375

- Установленная мощность, кВт 25

- Напряжение питания, В 380

- Габаритные размеры, мм 3170х3155х2985

- Масса, кг, 3160

Рисунок 3.6 - Пресс макаронный ЛПЛ-2М-01

Назначение. Для приготовления теста и формирования сырых макаронных изделий по ГОСТ 875-92. Пресс применяется на предприятиях макаронной промышленности и может быть применен в составе автоматизированных линий. Выпрессованные изделия обдуваются сжатым воздухом и подаются на сушку [20].

3.7 Сравнение технических характеристик рассматриваемых машин и выбор оптимальной

Проведем сравнительный расчет макаронных аппаратов трех марок.

По формулам [4] заполняем таблицу 1.

Строка 5 - Техническая производительность, т/ч

Wт = Wп*ф (3.1)

где, Wп - паспортная производительность, кг/ч;ф = 0,8.

По формуле (4.1) рассчитываем:

WТ1 = 550*0,8 = 440 кг/ч

WТ2 = 375*0,8 = 300 кг/ч

WТ3 = 375*0,8 = 300 кг/ч

Строка 6 - Удельная материалоемкость, кг*ч/т

Муд = М/Wт, (3.2)

где, М - масса, кг.

По формуле (4.2) рассчитываем:

МУД1 = 4910/0,44= 11159 кг*ч/т

МУД2 = 3160/0,3 = 10533 кг*ч/т

МУД3 = 3260/0,3 = 10867 кг*ч/т

Строка 7 - Удельная энергоемкость, кВт*ч/т

N уд = N/Wт, (3.3)

где, N - установленная мощность, кВт

По формуле (4.3) рассчитываем:

NУД1 = 37/0,44 = 84,1 кВт*ч/т

NУД2 = 25/0,3 = 83,3 кВт*ч/т

NУД3 = 23/0,3 = 76,7 кВт*ч/т

Строка 8 - Габаритность

Г = L*B*H/Wт, (3.4)

где, Г - габаритность;

L - длина;

B - ширина;

H - высота.

По формуле (4.4) рассчитываем:

Г1 = 3,92*2,42*3,98/0,44 = 85,81 м³ ч/т

Г2 = 3,17*3,155*2,985/0,3 = 99,51 м³ч/т

Г3 = 2,92*2,71*2,94/0,3 = 77,55 м³ч/т

Проведя сравнительную характеристику по металлоемкости, энергоемкости и габаритности (гистограммы в приложении) между анализируемыми нами машинами мы выяснили, что наиболее предпочтительным для нас является макаронный аппарат марки ЛПЛ-2М.

Таблица 3.1 - Сравнительная характеристика макаронных аппаратов

Технические данные критерии оценки	Марка
	ЛПШ-650	ЛПЛ-2М-01	ЛПЛ-2М
	1	2	3
1.Производительность, т/ч	550	0,375	0,375
2.Установленная мощность, кВт	37	25	23
3.Габаритные размеры, м	3,92*2,42*3,98	3,17*3,155*2,985	2,92*2, 71*2,94
4.Масса, кг.	4910	3160	3260
5.Техническая производительность, т/ч	0,440	0,300	0,300
6.Удельная материалоемкость, кг*ч/т	11159	10533	10867
7.Удельная энергоемкость, кВт*ч/т	84,1	83,3	76,7
8.Габаритность, м3ч/т	85,81	99,5	77,55

4 ОПИСАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО АППАРАТА

Тесто из месильного устройства поступает в шнековый канал, по которому перемещается к прессующей головке. По мере движения в прессующем корпусе тесто проходит вакуумирующие устройство. Основным рабочим органом узла прессования является шнек. Шнек представляет собой вал с винтовой нарезкой с равномерным объемом межвиткового пространства. Шнек транспортирует тесто с примесью атмосферного воздуха в прессовую головку, при этом шнек не способен отсоединить воздух от теста.

При работе прессования тесто движется к головке прессования поступательно и закрывается шнеком, придавая ему вид крученого каната, такое движение сопровождается разрывом и перетиранием структуры клейковины.

Коническая форма камеры прессовой головки неравномерно формирует усилия для выдавливания продукции сквозь матрицу по всей ее плоскости. По периметру матрицы продукция выходит глянцевая, а к центру рыхлая, белесая т.к. скорости прессования неравномерно распределены по плоскости матрицы. Кроме того, это явление объясняется тем, что шнек закручивает тесто, ввертывает его подобно шурупу, до контакта с матрицей, и тесту остается мало технологических условий, чтобы качественно склеиться /структурироваться/. При этом происходит интенсивное перетирание клейковины и выделение большого количества тепла, а также неудовлетворительное уплотнение теста в окрестностях центра матрицы. Внутри прессовой головки, в ее внутренней камере, повышается температура выше +55 ⁰C. При этой температуре погибают клейковина, белки, глиадин, глутенин, т.е. качество продукции неудовлетворительное.

Мы провели патентный и литературный обзор и решили, что конструкцию макаронного шнека можно изменить. Целью настоящего изобретения является устранение всех перечисленных недостатков узла прессования макаронного пресса и в результате повысить качество продукции.

Рисунок 4.1 - Предлагаемая конструкция макаронного шнека

Предлагаемое новшество заключается в том, что шнек выполнен сборным с уменьшающимся шагом витков, состоящим из вала с насаженными на него втулками с винтовой поверхностью, причем винтовые поверхности втулок обрываются на торцах и торцы входят друг в друга выступами. Шаг изменяется по ходу шнека линейно.

Применение предлагаемой конструкции позволит повысить производительность пресса и качество выпускаемой продукции за счет увеличения давления в прессующей камере. Кроме того, применение сборного шнека позволяет иметь еще положительный эффект - повышение ремонтопригодности узла прессования макаронных прессов. При выходе из строя какого-либо участка винтовой поверхности шнека заменяется не весь шнек, а только его часть. Поверхность цилиндра узла прессования будет изнашиваться равномерно, что позволяет производить замену шнеков с более увеличенным диаметром, а именно - на величину износа цилиндра [ ].

5 РАСЧЕТ ВЫБРАННОГО АППАРАТА

5.1 Технологический расчет

Исходя из заданной производительности макаронного пресса ЛПЛ-2М (375 кг/ч) определяем часовой расход муки М_ч (в кг/ч), необходимый для приготовления теста, по формуле [ 7 ]:

М_ч = G*((100 - W_и)/ (10 0 - W_м)), (5.1)

где G - производительность пресса по сухим изделиям,кг;

W_м - влажность муки, % (принимается 14,5 %);

W_и - влажность готовой продукции, % (принимается 13 %).

М_ч = 375*((100 - 13)/(100 - 14,5)) = 3 8 1 , 6 (кг).

Часовую производительность пресса G_т (в кг/ч) по тесту определяем по формуле [7]:

G_т = G*((100 - W_и)/(100 - W_т)), (5.2)

где W_т - влажность теста, % (W_т = 30 … 32 %)

G_т = 375*((100 - 13)/(100 - 31)) = 472,8 (кг/ч).

Количество воды В_ч.з. (в л/ч), идущее на замес теста, рассчитываем по формуле [7]:

В_ч.з. = (M_ч*(W_т - W_м))/(100 - W_т), (5.3)

В_ч.з. = (381,6*(31 - 14,5)/(100 - 31) = 91,3 (л/ч).

5.2 Прочностной расчет

Определим скорость цепи (в м/с) по формуле [7]:

V= (z₁*t*n)/(60*10³), (6.1)

где z₁ - число зубьев малой звездочки (принимаем 20);

t - шаг цепи, мм (принимаем по справочнику 12,7);

n - частота вращения вала смесителя, об/мин (принимаем 82).

V= 20*12,7*82/60*1000 = 0,35 (м/с).

Определим коэффициент запаса прочности по формуле [7]:

s = F_в/(r_y*F_t+ P_v + P_f), (6.2)

где F_в - разрушающая нагрузка, Н (F_в = 18,2*10³);

F_t - окружное усилие, Н (Ft = 794 Н);

r_y - динамический коэффициент, (r_y = 1);

P_v - усилие от центробежных сил, Н;

P_f - сила провисания цепи, Н.

Определим силы, действующие на цепь [7]:

P_v = g*V², (H)(6.3)

где g - масса одного метра цепи, кг/м (g = 0,75) ;

P_v = 0,75*0,35² = 0,1 (Н).

Р_f = 9,81*r*f*g*a_w,(6.4)

где r - коэффициент расположения цепи (r = 1 при вертикальном расположении);

f - коэффициент трения (f =1,5);

a_w - межосевое расстояние, мм (из справочника a_w =26,4);

P_f = 9,81*1*1,5*0,75*26,4 = 291,4 (Н).

Тогда:

s = 18,2*10³/1*794+0,1+291,4 = 16,8.

Допускаемый запас прочности [s] = 10. Расчетный коэффициент запаса прочности s сравниваем с допускаемым [s]. Получаем, что 16,8 >10 - условие прочности s > [s] выполнено [7].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Учеными-физиологами доказано, что человеческий рацион должен состоять на 37 % из изделий из муки, т.е. хлеба, хлебобулочных изделий, а также макарон. Потребление 100 г макарон в день покрывает полностью человеческие потребности в белках, на 50 % в крахмале, также было указано, что белки, жиры и углеводы, содержащиеся в макаронах, обладают высокой усвояемостью.

В проделанной нами курсовой работе был рассмотрен процесс формования макаронных изделий и аппараты для его реализации. Поставленная перед нами задача по улучшение внешнего вида и повышению качества выпускаемой продукции, а так же разработка и внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий была выполнена.

Аппарат ЛПЛ-2М из анализируемых аппаратов оказался наиболее эффективным и значительно превзошел своих оппонентов по таким показателям как энергоемкость и габаритность.

Библиографический список

1. Антипов С.Т., Кретов И.Т., Остриков А.Н., Панфилов В.А., Ураков О.А. «Машины и аппараты пищевых производств».- Москва: «Высшая школа» 2001, Т.1.- 703 стр.

2. Анурьев В. И. Справочник конструктора - машиностроителя. Москва, Машиностроение. 1978 г., Т.1

3. Буров Л.А., Медведев Г.М. Технологическое оборудование макаронных предприятий. - М. Пищ. промышленность, 1980. - 246 с.

4. Горбатюк В.И. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Колос 1997. 208с.

5. Космодемьянский Ю.В. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Колос 1999. 208с.

6. Курочкин А.А., Шабурова Г.В., Гордеев А.С., Завражников А.И. «Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств». - М.: КолосС . - 2007. - 571с., ил.

7. Лобанов В.И. Процессы и аппараты: Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов ИТАИ по специальности 311500 «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции». - Барнаул: Изд-во «АГАУ», 2003. - 52стр.

8. Медведев Г.М. Технология и оборудование макаронного производства. - М.: 1984. - 280 с.

9. Медведев Г.М., Васильев М.Г., «Производство сырых макаронных изделий длительного хранения» - М.: ЦНИИТЭИМин. хлебопродукта СССР, 1993. - 24с.

10. Процессы и аппараты пищевой технологии./Г.Д. Кавецкий, Б.В.Васильев. - М.: Колос, 1999. - 551с.

11. Процессы и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн.1. Под ред. А.Н. Острикова. - М.: ГИОРД, 2007. - 704 с., ил.

12. Смирнова Н. А. , Надеждина Л. А. “ Товароведение зерномучных и кондитерских товаров.” М.: 1990 г. - 241 с.

13. Справочник по макаронному производству./ М.Е. Чернов, Г.М. Медведев, В.П. Негруб. - М.: Легкая и пищевая промыщленность. 1984. - 304с.

14. Технология пищевых производств./ Л.П. Ковальская, И.С. Шуб, Г.М. Менькина и др., под ред. А.П. Ковальской. - М.: Колос. - 1999. - 752с.

15. Чернов М.Е. Оборудование предприятий макаронной промышленности. - М.: Агропромиздат. 1998. - 263с.

Так же при выполнении курсовой работы были использованы следующие интернет-сайты:

16. www.equipnet.ru

17. www.niitem.narod.ru

18. www.profit-plus.ru

19. www.agrobiznes.ru

20. www.portaluslug.ru

Пат.858707 Российская Федерация кл. A 21 C 11/16 Прессующий шнек макаронного аппарата / Никоноров С. Н. , Старшов Г.И. Патентообладатель Никоноров С. Н. , Старшов Г.И. - № 97118938/25; заявл. 11.11.97; опубл. 27.08.99.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Гистограмма 1 - Удельная материалоемкость

Гистограмма 2 - Удельная энергоемкость

Гистограмма 3 - Габаритность

АССОРТИМЕНТ МАКАРОННОЙ ПРОДУКЦИИ

ДЛИННЫЕ ПРЯМЫЕ МАКАРОНЫ

Название	Форма	В каком виде используется
1.Capellini (капеллини)	Длинные, округлые и очень тонкие. Их иногда еще называют "Волосы ангела".	Употребляются только горячими
2.Vermicelli (вермишель)	Длинные, округлые, тоньше, чем спагетти. На итальянском их название означает "маленькие червячки".	Употребляются горячими, иногда холодными
3.Linguine (лингвини)	Длинные, плоские и узкие, чуть длиннее, чем спагетти. Их название переводится с итальянского, как "маленькие язычки"	Горячими, иногда холодными
4.Spaghetti (спагетти)	Самые популярные в мире макароны: длинные, кругловатые средней толщины. Их название переводится, как "маленькие веревки".	Только горячими
5.Fettuccine (фетуччине)	Длинные, плоские ленточки и более широкие, чем лингвине, но во всех рецептах могут заменять лингвине.	Только горячими
6.Lasagna (лазанья)	Длинные и очень широкие, могут быть с прямыми краями или с кудрявыми. Точно также называется и запеканка, с их использованием.	Только горячими

КУДРЯВЫЕ И ИЗВИЛИСТЫЕ МАКАРОНЫ

1.Rotini (спиральки)	Очень короткие спиральки, выглядят, как пружинки, сделанные из спагетти	Горячими или холодными
2.Fusille (фузилли)	Более длинные, чем rotini, тоже закрученные. На итальянском их название означает "маленькие колесики". Бывают разных видов: коротки и толстые, коротки и тонкие, длинные и тонкие	Горячими или холодными
3.Pappardelle (яичная лапша)	Широкая длинная лапша. Один из немногих традиционных видов Тоскани. Их можно купить в свежем (тогда они варятся всего пару минут) или сухом виде.	Горячими
4.Tagliatelle (тальятелле - яичная лапша)	Такой же ширины как фетуччине или лингвине, но не такие плоские. Классическая паста Эмилья-Романья.	Горячими

ПОЛЫЕ МАКАРОНЫ

1.Ditalini (диталини)	Маленькие, очень короткие трубки, на итальянском их название обозначает "наперсток".	Горячими или холодными
2.Elbow macaroni (рожки)	Загнутые полые рожки, которые традиционно используют для приготовления macaroni cheese	Горячими или холодными
3.Perciatelli (печутелле - длинные macaroni)	Длинные, тонкие и прямые трубки, толще, чем спагетти	Горячими
4.Ziti	Дугообразные трубки, но шире и длиннее, чем elbow macaroni. Бывает и короткая их разновидность, которая называется cut ziti.	Горячими или холодными
5.Penne (пенне)	Прямые, средней длины трубки, часто с боковыми бороздками. Их еще называют иногда mostaccioli. Их диагональный среза напоминает перьевую ручку, из-за чего они и получили такое название	Горячими
6.Rigatoni (ригатони)	Длинные, короткие трубки, шире, чем пенне, но тоже с бороздками
7.Cannelloni (каннеллони)	Крупные, длинные трубки, как manicotti, но крупнее; в переводе с итальянского - "крупный тростник".	Горячими
8.Manicotti (маникотти)	Длиннее и шире, чем пенне, могут быть рифленые. Маникотти также называется само блюдо, когда используются именно эти макароны, как в случае с лазаньей	Горячими

МАКАРОНЫ ДРУГИХ ФОРМ

1.Alphabets (алфавит)	В форме небольших букв алфавита, одни из самых любимых детских макарон	Горячими
2.Anelli (анелли)	Маленькие колечки	Горячими
3.Farfalle (Bow Tie Pasta) (бантики)	Квадратные кусочки пасты, собранные в центре, чтобы получился бантик; их название переводится с итальянского, как "бабочки"	Горячими
4.Conchiglie	Ракушки с длинной и узкой полостью. На итальянском их название означает "раковина моллюска". Бывает разных размеров.	Горячими или холодными
5.Conchiglioni	Выглядят, как обыкновенные ракушки (conchiglie), но заметно крупнее. Их подают по-разному, очень эффектно.	Горячими
6.Orzo (орзо)	И по размеру и по форме напоминают рис, с итальянского переводится, как "перловка".	Горячими
7.Radiatore	С желобками и бороздками, как радиатор	Горячими, могут подаваться и холодными
8. Ruote	В форме колес от повозки	Горячими
9. Pasta colorata (цветные макароны)	Многие перечисленные выше макароны бывают другого яркого цвета. Они изготавливаются с добавлением пищевых красителей. Среди пищевых добавок популярно яйцо (яичные макароны или pasta all'uovo), шпинат (зеленые макароны или pasta verde), помидоры, свекла (фиолетовые макароны или pasta viola), морковь (красные макароны или pasta rossa), зимняя тыква (оранжевые макароны или pasta arancione), чернила кальмара (черные макароны или pasta nera), трюфели (трюфельные макароны или pasta al tartufo) и чили.	Горячими или холодными

МАКАРОНЫ С НАЧИНКАМИ

1. Agnolotti (ангелотти)	Маленькие, в форме полумесяца, их, как и пельмени, фаршируют различными начинками (мясом, творогом (рикоттой), шпинатом, сыром)	Горячими
2. Gnocchi (ньокки)	С итальянского переводятся, как "маленькие клецки", обычно делаются из теста с сыром, с манкой, картофелем или шпинатом	Горячими
3. Tortellini (тортеллинни)	Маленькие фаршированные пельмешки из макаронного теста, уголки которых соединяют, чтобы получилось кольцо или бутончик. Их можно купить разных цветов - в зависимости от начинки. Начинкой может быть свекла, помидоры, шпинат или кальмары, которые добавляют и цвета и аромата.	Горячими
4. Ravioli (равиоли)	Квадратные равиоли из макаронного теста очень похожи на русские пельмени с различными начинками (либо очень мелко перемолотыми, либо порезанными маленькими кусочками). Их название переводится как "маленькая репка"	Только горячими