Волчок типа К6-ФВЗП-200

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Введение

2. Состояние вопроса

2.1 Интегрированное производство

2.2 Чёткая картина на срезе

2.3 За одну рабочую операцию

2.4 Волчок в качестве насадки

2.5 Переработка с охлаждением

2.6 Экономия времени и площади

2.7 Анализ при измельчении

2.8 Быстро, надёжно и бесшумно

3. Описание технологической линии

4. Назначение и описание проектируемой машины

5. Технологический расчет

Заключение

Список использованной литературы

1. Введение

Волчки - это наиболее распространенные машины, предназначены для непрерывного измельчения бескостного мяса и мясопродуктов при производстве фаршей колбас и других мясных изделий. Измельчается также эндокринно-ферментное, желатиновое и жиросодержащее сырьё, рыба, мягкие конфискаты.

Волчки - это машины непрерывного типа действия. Состоят из трех основных механизмов: подачи, измельчения, и привода.

Механизм подачи представляет собой цилиндрический корпус с бункером, в котором вращается рабочий шнек (червяк). Для предотвращения проворачивания продукта вместе со шнеком и возврата его в бункер в корпусе имеются специальные ребра. Их расположение может быть винтовым (спиралеобразным), или продольным (параллельно оси цилиндра), причем направление спирали должно быть противоположным направлению витков шнека. Зазор между червяком и ребрами не должен превышать 2 мм. Оптимальное число витков червяка 5…6, что обеспечивает минимальный возврат массы в бункер, стабильность производительности и минимальные энергетические потери.

Положение цилиндра возможно горизонтальное, вертикальное и наклонное.

К рабочему червяку сырьё может подаваться самотеком и с принудительной подачей питающим червяком или спиралью.

Питатели различаются по конструкции и по расположению.

По конструкции: одно- и двухшнековые, спиральные, лопастные, пальцевые.

По расположению: верхнее параллельное, боковое параллельное, соосное, угловое или перпендикулярное.

Наибольшее распространение получили одно- и двухспиральные питатели, расположенные перпендикулярно к оси червяка и цилиндра. Недостаток: большие габариты и металлоемкость. Достоинства принудительной подачи: постоянство загрузки, увеличение удельной производительности на 30…40% и уменьшение удельного расхода энергии на измельчение на 20…30 %.

Механизм измельчения - может быть коническим, цилиндрическим и плоским. Наиболее распространенный - плоский. Представляет собой набор решеток и ножей в различных сочетаниях, состоящий из приемной (подрезной), промежуточной и выходной решеток, двусторонних и односторонних многозубых ножей. Лезвия ножей могут иметь прямолинейную и криволинейную форму. Ножи для волчков применяют в основном трех- и четырехзубые. Как правило, решетки неподвижно зафиксированы в цилиндре, а ножи вращаются либо червяком, либо соосным с червяком ножевым валом. Усилие прижима режущих пар создается прижимной гайкой. (см. плакат и рассказать про усилие прижима (сильное - нагрев, износ затраты энергии).

Набор решёток и ножей компонуют в зависимости от заданной степени измельчения сырья.

Одним из основных факторов, влияющих на качество работы волчка, является величина усилия, с которым режущие кромки ножей прижимаются к плоскостям ножевых решёток. Чрезмерное усилие ведёт к увеличению силы трения в режущей паре и, как следствие, к её нагреву, интенсивному износу, резкому увеличению затрат энергии, нагреванию продукта. Недостаточное усилие способствует появлению зазора в режущей паре, что приводит к нарушению процесса резания и выделению в продукте жидкой фазы. Для регулирования усилия прижатия ножей к решёткам волчки имеют прижимное устройство, выполняемое обычно в виде гайки-маховика.

Привод волчка электромеханический, включающий электродвигатель и клиноремённую (реже зубчатую) передачу. По конструкции он может быть общим и раздельным для подающего и режущего механизмов, одно- и многоскоростным. Применение раздельного привода связано с заданием различных режимов работы подающего и режущего механизмов в зависимости от свойств измельчаемого сырья.

За основную характеристику волчка принимают диаметр решётки. Для измельчения мягкого мясного сырья преимущественно применяют волчки с диаметрами решётки 82,114,120,160,200. Основные модели волчков применяемых на мясоперерабатывающих предприятиях,- К6-ФВП-120, К6-ФВП-160 и К6-ВФЗП-200.

Большинство волчков, выпускаемых зарубежными фирмами, принципиально не отличаются от отечественных. Вместе с этим следует отметить, что некоторые из них имеют оригинальное техническое решение.

Волчки небольшой производительности с решеткой диаметром 70…90 мм обычно выпускают в настольном исполнении, более мощные- в напольном. В последних измельчающий аппарат часто работает в двухскоростном режиме. Некоторые волчки имеют реверс привода шнека.

В отдельных конструкциях волчков шнек расположен под углом 90 градусов к оси измельчающего аппарата и обладает разной (обычно меньшей) с ним скоростью. Этим обеспечивается более высокое измельчение мяса. Такие волчки классифицируют как угловые. Так же, как и двухскоростные, их выпускают с решёткой диаметром 114 мм и больше.

Для малых перерабатывающих предприятий вместо отдельных машин выгодно иметь комбинированные агрегаты, которые позволяют выполнять несколько технологических операций. Эти агрегаты представляют собой устройства с монтируемыми на базе универсального привода волчком, шприцем, мешалкой, куттером и др.

2. Состояние вопроса

Оптимальное прохождение материала через подающий и рабочий шнеки, получение фарша заданной консистенции, щадящее перемешивание измельчённого сырья в гомогенную массу, а также получение продукта с чистым срезом - таковы основные требования, которым должны удовлетворять современные системы волчков и смесителей. Возможности таких машин оказывают непосредственное воздействие на качество мясных и колбасных изделий. Помимо функциональности, важную роль при измельчении играет соблюдение гигиенических стандартов.

2.1 Интегрированное производство

Выдавливаемый устройством для порционирования поток продукта автоматически укладывается на бумажную ленту.

Немецкая фирма «Вемаг Машиненбау ГмбХ» представляет устройство для порционирования фарша ММР 220, которое оптимальным образом интегрируется в систему волчка «Vemag».Система волчка «Vemag» является собственной разработкой фирмы, в которой процессы измельчения и сепарирования впервые интегрируются непосредственно в наполнении и порционирование.

С момента представления волчка-наполнителя модели 980 на выставке «IFFA-1995» система волчка «Vemag» непрерывно дорабатывались. Вместе с волчком-сепаратором 982 и волчком-насадкой для производства фарша модели 801 новое устройство для порционирования фарша-полуфабриката ММР220 является техническим решением для интегрированного производства фарша из говядины, свинины или птицы.

Устройство для порционирования фарша соединяется с насадкой для производства фарша-полуфабриката модели 801. Выдавливаемый устройством для порционирования поток продукта автоматически укладывается на бумажную ленту. Идентификация конца бумажной ленты автоматически включает машину, как только будут достигнут конец ленты. Возможно, конечно порционирование и без бумажной подложки. Конвейерная лента транспортирует поток продукта к ножам. Вертикально расположенный нож управляется предварительно включенным вакуумным шприцом-наполнителем. Он разделяет поток продукта вместе с подложкой на отдельные порции, которые имеют очень высокую точность массы.

Форма выпускаемого фарша-полуфабриката зависит от конечной решётки волчка-насадки для производства фарша. Её можно без проблем адаптировать к работе с подложкой любого размера. Возможно также придание верхней поверхности продукта различной формы, например, создание волнообразного эффекта.

Приставка для производства фарша может быть оснащена режущем комплектом диаметром 200 и 220 мм. Таким образом, заказчик не ограничен в возможностях и может оптимально адаптировать производство под размер упаковки.

Устройство для порционирования без проблем может интегрироваться в автоматические линии для производства фарша-полуфабриката. Оно подготовлено для подключения к устройству автоматической подачи упаковок и соответствующим транспортёрам. В зависимости от последующей переработки и порционной массы устройство для порционирования фарша достигает производительности 100 порций в минуту. Интегрированное в шприц-наполнитель управление позволяет подключать также стандартные контрольные весы. Устройство ММР 220 отличается высоким стандартом гигиены. Исключено соприкосновение ножевого привода и управления с остатками продукта. Для чистки машины можно применять устройства высокого давления. Электрические компоненты надёжно защищены от проникновения воды при санобработке. Машина почти не требует технического обслуживания, все компоненты машины легко доступны для сервиса и чистки.

2.2 Чёткая картина на срезе

«Super Grinder WWB 200» измельчает охлаждённое и замороженное мясо

В производственную программу австрийской фирмы «Ласка» (Laska) входят волчки и такие комбинированные машины, как волчки-наполнители, угловые волчки и волчки для измельчения замороженного мяса. Также предусмотрено производство установок с комбинированными возможностями. Предлагаемое оборудование позволяет вырабатывать продукты, имеющие чёткую картину на срезе. Для щадящей обработки охлаждённого и замороженного мяса установки оснащаются режущими парами из нержавеющей стали. Диаметр перфорированных решёток составляет от 130 до 400 мм.

Для интенсивного и одновременно щадящего перемешивания, для стандартизации производства больших партий или для массирования окороков фирма предлагает смесители, оснащённые z-образными мешалками, лопастными мешалками или спиралями.

Установки позволяют производить перемешивание от 130 до 4,5 тыс.л.

2.3 За одну рабочую операцию

Волчки смесители производства фирмы «К+Г ВЕТЕР», Германия, позволяют производить измельчение сырья с предварительным перемешиванием. Преимуществами комбинации волчка со смесителем являются сокращение продолжительности рабочей операции и исключение мешалки из технологической линии.

Преимуществом комбинации волчка со смесителем является сокращение продолжительности технологического процесса. Перемешивание продукта обеспечивает расположенный над подающим шнеком смесительный вал с лопастями из нержавеющей стали. При перемешивании расположенный под ним подающий шнек вращается в направлении противоположном обычному при подаче, что позволяет эффективность перемешивания. После переключения на измельчение меняется направление вращения смесительного вала, и подающий шнек передаёт обрабатываемый материал на расположенный ниже рабочий шнек, который подводит материал к режущей насадке.

Во время процесса перемешивания рабочий шнек не работает. Установка может функционировать как в режиме волчка-смесителя, так и в режиме обычного волчка-автомата.

Подающий шнек может демонстрироваться для осуществления чистки.

При помощи сортирующего устройства во время измельчения на волчке могут сепарироваться хрящи, сухожилия и другие твёрдые включения. Сортировка может бесступенчато регулировать шибером.

Опционно возможно оснащение установки устройством контролирующим продолжительность перемешивания, а также гидравлическим устройством для загрузки, которое устанавливается непосредственно на волчок.

2.4 Волчок в качестве насадки

Немецкая фирма «Риско» предлагает волчок-наполнитель RS 70, устанавливаемый в качестве интегрированной насадки на вакуумные шприцы RS 3005 и RS 5005.

Волчок- наполнитель RS 70 монтируются в качестве интегрированной насадки на вакуумные шприцы RS3005 и RS5005

При помощи такого дополнительного устройства можно осуществлять подготовку фарша для сырокопчёных и варёно-копчёных сортов колбас непосредственно перед наполнением.

Возможность осуществления таких рабочих операций как измельчение в волчке, порционирование, перекручивание и клипсование в одной машине, превращает волчок-наполнитель RS 70 в универсальную машину. Скорость резания регулируется независимо от скорости выдачи продукта вакуумным шприцом.

В производственную программу фирмы также входит автоматическая линия для производства фарша. Установка порционирования спроектирована таким образом, что даже продолжительная работа осуществляется без повышения температуры фарша.

Установка может комбинироваться с машинами для запечатывания поддонов. Для предварительного измельчения, а также для поддержания постоянной температуры сырья фирма предлагает волчки и лопастные мешалки, позволяющие производить обработку продукта в двуокиси углерода.

Мешалки имеют сопряжённую лопастную смесительную систему и располагающиеся на различных уровнях друг относительно друга полуванны для перемешивания сырья.

2.5 Переработка с охлаждением

В процессе обработки температура фарша поднимается под воздействием трения и давления, что непосредственно воздействует на органолептические свойства. Усвояемость пищи, питательную ценность продукта и гигиеничность производства.

Также сохранность готовых колбасных и мясных изделий при хранении и транспортировке. Фирма «Ла Минерва», Италия, разрабатывает охлаждаемые волчки и устройства для производства гамбургеров. В охлаждаемых волчках мясо в процессе переработки и при его прерывании касается только холодных поверхностей (температурой от 1 до 5 град. Цельсия), что обеспечивает сохранение органолептических свойств и питательной ценности мяса, а также повышает гигиеничность технологического процесса.

2.6 Экономия времени и площади

Вот уже более 50 лет немецкая фирма «Карл Шнелль Гмб & Кою КГ» производит установки для предприятий пищевой промышленности.

Волчок-смеситель KS типа 751, входящий в производственную программу фирмы, представляет комбинацию интегрированного волчка и смесителя.

В соответствии с сообщением производителя, волчок-смеситель KS является альтернативой двум отдельным машинам- для измельчения и перемешивания.

Дальнейшая передача продукта на обработку при наличии двух отдельных установок оказывает дополнительную нагрузку на продукт, а использование волчка-смесителя позволяет сократить продолжительность производственного цикла и отказаться от включения в линию дополнительной установки.

Такое решение позволяет получать высококачественный гомогенный продукт. Волчок-смеситель KS может дополнительно оснащаться таким оборудованием как устройство для вакуумирования, система очистки CIP, управление SPS и др. основная область применения таких установок - производство мясного фарша, а также таких продуктов, как гамбургеры или гирос. Установку также можно применить при производстве сырокопченых колбас и плавленых сыров.

2.7 Анализ при измельчении

Прибор «Master Track» производства фирмы «ЦФС», Нидерланды, определяет долю жирного и постного мяса в сырье в процессе измельчения в волчке.

Он позволяет получать точные данные о составе мяса при обработке говядины, свинины, ягнятины или мяса птицы. Анализ состава говядины и свинины осуществляется с постоянной предварительной настройкой. Состав сырья, содержащего от 5 до 80% жира, анализируется без изменения калибровки.

Прибор может встраиваться в волчок. Его высокая точность и надёжность позволяет исключить добавление 2-3% постного мяса, что обеспечивает воспроизводимость результатов выработки при снижении производственных затрат

2.8 Быстро, надёжно и бесшумно

Производственная загрузка волчка фирмы «К+Г Ветер» достаточно высокая. Его применяют для измельчения и перемешивания различных продуктов, в том числе и для парного мяса,- сырья, при работе с которым на машинах других фирм порой возникают осложнения.

Волчок имеет два шнека. Из донной части загрузочной воронки находящийся там материал сначала попадает в подающий шнек, который транспортирует его к рабочему шнеку. Рабочий шнек уплотняет перерабатываемый материал в корпусе шнека и доставляет его к режущей насадке.

Для обеспечения щадящей переработки участку передачи материала между подающим и рабочим шнеками было уделено особое внимание.

Каждый шнек имеет свой привод: рабочий шнек - двухступенчатый, а подающий шнек - по желанию также и трёхступенчатый.

Третья скорость, так называемая «G-скорость», служит для подачи тяжёлых материалов.

3. Описание технологической линии

При изготовлении фарша в цехах малой мощности можно применять тельферную перевозку продукции с устройством специфичых ковшей с механизированной выгрузкой. Кроме того, для цехов средней мощности и при малых расстояниях между машинами фарш можно передавать по трубам или в отдельных трубах, перемещаемых по наклонным рельсам. В цехах малой и большой мощности, расположенных в многоэтажных помещениях, для исключения дополнительных операций возможна вертикальная компоновка оборудования с использованием гравитационной силы.

Рис. 1 Поточная линия приготовления фарша

Сырьё, прошедшее посол, в требуемой пропорции подаётся в бункер 1 (рис. 1), где оно перемешивается и по спуску 2 направляется в волчок 3, где измельчается. Из волчка сырьё поступает в куттер 4, установленный на площадке 5, где оно окончательно измельчается и затем выгружается в тележку 6, подающую фарш к фаршемешалке 7. К последней подведён спуск 8, через который подаётся продукция, не подвергающаяся измельчению на волчке и куттере. Готовый фарш из фаршемешалки 7 выгружается в бункер 9 и по спускам 10 с затворами 11 периодически подаётся в шприцы 12, при помощи которых фарш заполняет оболочки. На столах шприцевания производится вязка колбасы, навешивание её на рамы, которые далее поступают в термоагрегаты.

При изготовлении колбасных изделий, не требующих вымески в фаршемешалках (сосиски, сардельки), шротированное мясо, прошедшее посол, подаётся в бункер 13, где смешивается с посолочными ингридиентами в требуемой пропорции, и по спуску 14 направляется в волчок 15, откуда по наклонному желобу 16 поступает в куттер 17. После куттирования фарш выгружается в бункер 18 и спусками 19 направляется в шприцы 20 с дозировочно- перекручивающими устройствами. Батоны навешивают на рамы и направляют в термоагрегаты для тепловой обработки.

При поточной вертикальной системе расположения оборудования значительно снижается применение ручных дополнительных операций и повышается производительность труда.

4. Назначение и описание проектируемой машины

Производству мясной продукции стабильного качества в значительной мере способствует совершенствование оборудование для переработки мяса. В частности, на качество фарша большое влияние оказывают исполнение и технические характеристики машин первичного измельчения мяса - волчков.

Известно, что волчки предназначены для предварительного измельчения мяса на средние (для консервного производства) и мелкие по размеру частицы (для производства колбас), для окончательного измельчения эндокринно- ферментного, желатинового и жиросодержащего сырья, а также рыбы, хлеба, сухарей, картофеля, лука и пр. продуктов.

Волчок К6 - ФВЗП - 200 состоит из питателя, режущего механизма, привода и станины.

Питатель включает в себя загрузочную чашу, два питающих шнека с постоянным шагом витков, рабочий шнек с переменным шагом витков, рабочий цилиндр с гайкой - маховиком. Режущий механизм состоит из крестовидных четырёхлопастных ножей, решётки и запрессованной в рабочий цилиндр гильзы со спиральными рёбрами. Привод включает в себя электродвигатели, редукторы и клиноремённую передачу. Станина представляет собой каркас из профильного и листового металлов.

Подача сырья к рабочему шнеку осуществляется из чаши питающими шнеками в гильзу, внутри которой установлен рабочий шнек на двух опорах, подающий сырьё к режущему механизму, состоящему из ножей и решёток. Регулировка прижима ножей и решёток осуществляется гайкой-маховиком. Питающие шнеки обеспечивают равномерную подачу сырья к режущему механизму независимо от количества сырья в загрузочной чаше.

5. Технологический расчёт

Мощность в мясорубках расходуется на разрезание продукта и преодоление трения в режущем механизме, на преодоление трения шнека о продукт и на продвижение продукта шнеком. Мощность электродвигателя мясорубки N (Вт) определяется по формуле:

N=(N₁ + N₂ + N₃)/з

где: N₁ - мощность, необходимая для разрезания продукта в режущем механизме, Вт;

N₂ - мощность, необходимая на преодоление трения в режущем механизме, Вт;

N₃ - мощность, необходимая на преодоление трения шнека о продукт и на продвижение продукта от загрузочного устройства до режущего инструмента, Вт;

з - коэффициент полезного действия привода; для привода мясорубки з?0,9.

Для мясорубок с подрезной решёткой, двумя двусторонними ножами и двумя неподвижными ножевыми решётками:

волчок мясо фарш машина

N1= Fр (Kпр + 2Kр1 + Kр2 )*(n/60)*a*z

где: Fр - площадь ножевой решётки, мІ;

Kпр - коэффициент использования площади подрезной решётки;

Kр1; Kр2 - коэффициенты использования площади решёток соответственно с крупными и мелкими отверстиями;

a - удельный расход энергии на перерезание продукта, Дж/мІ (a = 2,5*10³….3,5*10³ Дж/мІ);

z - количество перьев у одного ножа, шт.;

Площадь ножевой решётки Fр, мІ:

Fр = (рdрІ)/4,

где: dр - наружный диаметр решётки, м.

Fр = (3,14*0,2І)/4 = 0,0314 мІ

Коэффициенты использования площади решёток соответственно с крупными Kр1 и мелкими Kр2 отверстиями:

Kр1 = Fо / Fр ; Kр2 = Fо^* / Fр,

где: Fо, Fо^* - суммарная площадь отверстий в первой и второй ножевых решётках, мІ

Fо = F1*m₁ = 0,00008*138 = 0,011 мІ

Fо^*=F2*m₂ = 0,00003*356 = 0,01 мІ

где: F₁, F₂ - площадь отверстий соответственно в первой и второй ножевых решётках;

m1, m2 - количество отверстий соответственно в первой и второй ножевых решётках;

F₁ = (рdрІ)/4 = (3,14*0,01І)/4 = 0,00008 мІ

F₂ = (рdрІ)/4 = (3,14*0,006І)/4 =0,00003 мІ

Kр1 =0,011/0,0314 = 0,35

Kр2 =0,01/0,0314 = 0,318

N1= Fр (Kпр + 2Kр1 + Kр2 )*(n/60)*a*z = 0,0314(0,43+2*0,35+0,318)*(170/60)*2,5*10³*4 = 1,42 кВт

Мощность на преодоление трения в режущем механизме N2 (Вт)

N2 = (рn/60)*Рз(rmax + rmin)f ш,

где: Рз - усилие затяжки режущего механизма, Н;

rmax, rmin - наружный и внутренний радиусы ножа, м;

f - коэффициент трения скольжения ножа о решётку в присутствии измельчённого продукта, f = 0,1;

ш - количество плоскостей резания.

Рз = Рbz(rmax - rmin),

где: Р - усреднённое давление в поверхности стыка ножей и решёток, Па, Р = 2*10⁶….3*10⁶ Па; b - щирина площадки контакта лезвия ножа и решётки, м; b?0,002 м.

Рз = 2,7*10⁶*0,002*4*(0,018-0,0032)=0,32*10³ Н.

Тогда:

N2 = (3,14*170/60)*0,32*10³(0,018+0,0032)=0,06 кВт

Мощность на преодоление трения шнека о продукт и на продвижение продукта от загрузочного устройства до режущего инструмента N3 (Вт)

N3= [(рІ*n)/60]*Ро*m*[(rн³ - rв³)f1 + 0,24tср * (rн² - rв²)],

где: Ро - давление за последним витком шнека, Па, Ро = 3,0*10⁵…5,0*10⁵Па;

m - число витков шнека;

f1 - коэффициент трения продукта о шнек, f1 = 0,3;

tср - средний шаг между витками шнека, м; rн, rв - наружный и внутренний радиусы шнека соответственно,м.

Средний шаг между витками шнека tср, (м):

tср = р dср tg вср,

где: dср - средний диаметр витков шнека, м;

вср - средний угол подъёма витков шнека, град., вср = 12⁰

tср = 3,14*0,116* tg12⁰ =0,068 м

dср = (Dн + dвн)/2 = (0,196+0,036)/2 = 0,116 м

N3=[(3,14І*170)/60]*3*10⁵*5[(0,098³ - 0,018³)*0,3+

+ 0,24*0,068* (0,098² - 0,018²)] = 8,05 кВт

Тогда окончательно мощность электродвигателя:

N = (1,42 + 0,06 + 8,05)/0,9 = 10,59 кВт

Заключение

В курсовом проекте разработан волчок по типу К6-ФВЗП-200 с производительностью 2529 кг/ч и с малой потребляемой мощностью 10,4 кВт.

В качестве привода выбираем трёхфазный асинхронный электродвигатель марки 4А160S6У3 с синхронной частотой вращения 1000 об/мин и номинальной мощностью 11 кВт.

Разработанный волчок имеет оптимальное соотношение производительности и потребляемой мощности и может использоваться на предприятиях средней и крупной производительности.

Список литературы

1. Бредихин С.А. Технологическое оборудование мясокомбинатов. М.: Колос, 2000. 392 с.

2. Дуда А.И. Технологическое оборудование мясоперерабатывающей отрасли: Учебное пособие для студентов вузов по специальностям 270900- «Технология мяса и мясопродуктов», 311500 - «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции». Саратов.: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2000. 360 с.

3. Корнюшко Л.М. Оборудование для производства колбасных изделий. Справочник. М.: Колос, 1993. 304 с.

4. Курочкин А.А., Лященко В.В. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства / Под ред. В.М. Баутина. М.: Колос, 2001. 440 с.

Размещено на Allbest.ru