123796 (592853), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Три камеры тестосмесителя 2 расположены вдоль продольной оси прессующего шнека 4. В первой камере происходит интенсивный предварительный замес и подача теста с помощью лопаток через роторный вакуумный затвор во вторую и третью камеры, которые работают под разрежением. Вторая и третья камеры соединены между собой по направлению движения теста перегрузочным окном.
Рисунок 6 - Пресс ЛПШ-500.
Привод валов тестосмесителя осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу, редуктор и систему цепных передач. Привод дозаторов производится от вала первой камеры тестосмесителя с помощью цепной передачи. Корпус прессующего шнека выполнен из стальной трубы, на концах которой установлены два фланца для крепления прессующей головки и редуктора шнека. В зоне наибольшего давления, ближе к головке, корпус имеет охлаждающую рубашку. В противоположной части корпуса расположено отверстие для поступления полуфабриката из третьей камеры смесителя. Тесто, поступающее в шнековую зону, в начальной ее части дополнительно перемешивается за счет интенсивного сдвига слоев. Проходя дальше, оно все больше уплотняется и становится равномерным по плотности. По всей длине корпуса на его внутренней поверхности выполнено 12 аксиально расположенных канавок сечением 0,8 х 1,0 мм.
Прессующий шнек 4 однозаходный с трехзаходным звеном на конце. По длине шнека имеется два участка с разрывом витка по 180 мм. Шнек приводится в движение от электродвигателя через клиноременную передачу и трехступенчатый двухскоростной редуктор.
Прессующая головка 5 куполообразной формы, литая, для одной круглой матрицы, снабжена механизмами смены матриц, резки и обдувочным устройством 6. В корпусе головки встроено устройство для ее обогрева в момент пуска.
Механизм смены матриц состоит из горизонтальной направляющей, электродвигателя, червячного редуктора и двух тяговых винтов, соединенных с траверсой. Величина хода траверсы и центровка устанавливаемой матрицы регулируются двумя конечными выключателями. Включение механизма сблокировано с положением режущих ножей относительно нижней плоскости матрицы: только при опущенных вниз на необходимое расстояние ножах можно включить электродвигатель механизма смены матриц.
Обдувочное устройство 6 состоит из центробежного вентилятора с электродвигателем и кольцевого сопла с круглыми отверстиями. Подаваемый вентилятором в кольцевое сопло воздух выходит через отверстия и обдувает прядь сырых макаронных изделий.
Система трубопроводов состоит из четырех магистралей: для воды холодной, горячей, слива воды и вакуумной установки. Холодная вода подается в дозатор на замес теста и в рубашку прессующего корпуса для охлаждения, горячая вода - в дозатор на замес теста. На линию слива поступают излишки неиспользованной воды от дозатора, а также вода из рубашки прессующего корпуса.
Электроаппаратура пресса располагается в отдельном шкафу, установленном на полу вблизи пресса. Пресс работает от пульта управления, расположенного на площадке обслуживания.
Пресс ЛПШ-1000 (рисунок 7.) является универсальной конструкцией, так как комплектуется двумя прессующими головками для круглых матриц с механизмами их смены, обдувочным устройством и механизмом резки для каждой головки или тубусом 7 для двух прямоугольных матриц 8 с механизмом их смены и обдувочным устройством 9.
Рисунок 7 - Пресс ЛПШ-1000.
Дозировочное устройство 5 состоит из шнекового дозатора муки и черпакового дозатора воды.
Тестосмесители представляют собой две камеры из нержавеющей стали, в которых перемещение теста осуществляется вращением горизонтальных валов 6 с лопатками. Верхняя малая камера предназначена для смешивания муки и воды, поступающих из дозатора, нижняя сдвоенная камера - для смешивания теста до мелкокомковатой структуры. Решетчатые крышки камер сблокированы с приводом тестосмесителей. В вакуумируемый тестосмеситель 3тесто направляется роторным затвором 4.
Вакуумируемый тестосмеситель 3 установлен над прессующими корпусами 2 перпендикулярно осям верхних камер и снабжен плотно закрывающейся крышкой из органического стекла. Лопатки на валу третьей камеры расположены симметрично под определенным углом, что позволяет равномерно распределять тесто на два потока и направлять его в прессующие корпуса от центра к торцевым стенкам.
Паровоздушная смесь из третьей камеры отсасываются с помощью вакуум-насоса через установленный на крышке фильтр. Месильные валы двух верхних тестосмесителей и дозатор имеют общий привод. Индивидуальным приводом снабжены ротор затвора и вал вакуумируемого смесителя.
Прессующие корпуса расположены перпендикулярно вакуумируемой камере. На концах прессующих корпусов расположены фланцы для крепления к прессующей головке и редуктору. Корпуса снабжены водяными рубашками с патрубками для подачи и слива воды. Каждый шнек работает от индивидуального привода 1.
Головка пресса для круглых матриц с механизмами их смены, обдувочные устройства и механизмы для резки аналогичны таковым в прессах производительностью 500 кг/ч. Корпуса этих устройств имеют правое и левое исполнение.
Прессующая головка тубусного типа представляет собой сварную конструкцию, состоящую из трубы диаметром 130 мм, двух патрубков, коллектора и матрицедержателя. На концах патрубков расположены фланцы для присоединения к прессующим корпусам. Коллектор состоит из 20 бронзовых втулок внутренним диаметром 22 мм, равномерно распределяющих тесто по длине матрицы. В корпус головки встроена масляная ванна с электронагревателями для подогрева теста в течение 20...25 мин в период пуска пресса.
Матрицедержатель предназначен для установки двух прямоугольных матриц и оборудован механизмом их смены. Обдувочное устройство состоит из центробежного вентилятора, соединенного воздуховодом с распределительными каналами, закрепленными по обе стороны матрицедержателя. В нижней части каналов по всей длине расположены щелевые отверстия, через которые воздух обдувает выпрессовываемые пряди изделий.
Давление формования на прессах данной конструкции почти в 2 раза выше, чем в прессах ЛПЛ-2М, и составляет 9...12 МПа, что позволяет улучшить качество готовых изделий, в частности один из основных его показателей - прочность.
На кафедре "Машины и аппараты пищевых и химических производств" Оренбургского государственного университета создан универсальный малогабаритный экструдер ПЭШ-30/4 предназначенный для автономной работы или в составе технологических линий. Этот экструдер наиболее подходит для предприятий малой мощности.
Экструдер ПЭШ-30/4. (рисунок 8) Экструдер состоит из основных узлов, показанных на рис. 8. Основание служит для размещения электродвигателя на поворотной плите и шкафа с электрооборудованием.
Привод включает: электродвигатель, клиноременную передачу, двухступенчатый цилиндрический редуктор, упругую муфту, цепную передачу привода смесителя. Ременная, цепная передачи и муфта имеют ограждения.
Рисунок 9. Экструдер ПЭШ-30/4: 1 - основание, 2 - привод, 3 - смеситель, 4 - прессующий механизм, 5 - режущий механизм, 6- привод режущего механизма с кулачковой муфтой, 7 - пульт управления
Прессующий механизм состоит из корпуса, шнека и головки, в которой устанавливается сменная матрица. На конце шнека установлена сменная гомогенизирующая насадка. Корпус разборный, состоит из двух сегментов, соединенных между собой, с головкой и с основанием фланцами, имеющими по шесть болтов М12. Для сборки-разборки экструдера и смены матриц необходимо использовать прилагаемый ключ 17x19 (ГОСТ 2839—80). Шнек съемный подсоединяется к приводу за счет вильчатого зацепления. Для съема шнека применяется съемник.
Экструдер комплектуется набором из четырех матриц:
- для вспученных экструдатов;
- для полуфабрикатов вспученных экструдатов;
- для макарон;
- для вермишели и спагетти.
Смеситель состоит из корпуса, месильного органа, загрузочной воронки с задвижкой для регулирования скорости поступления сырья, патрубка для подачи воды или эмульсии. Режущий механизм в виде ротора с ножами имеет привод от вала смесителя через цепную передачу и сцепную кулачковую муфту. Он закрыт кожухом, имеющим дверцу, открывающую доступ к ножам и матрице, и снабжен аспирационным патрубком.
Органы управления экструдера. Пуск и остановка экструдера производятся с пульта управления.
На пульте управления расположены следующие управляющие элементы: индикаторная лампа, кнопка включения привода, кнопка выключения привода, перегрузочный амперметр. Индикаторная лампа своим свечением сигнализирует о наличии напряжения и указывает, что экструдер подключен к сети. Амперметр имеет предел точного измерения 0 - 20 А, рабочая часть при перегрузках 20 - 100 А. Рабочая часть шкалы обеспечивает контроль за нагрузкой электродвигателя в пределах его номинальной мощности. Режущий механизм включается и выключается поворотом установленной на кулачковой муфте ручки.
Система управления экструдером имеет защиту от перегрузки электродвигателя в виде теплового реле. От токов короткого замыкания в силовой части электрической схемы защита осуществляется расцепителями мгновенного действия вводного автомата. Цепь управления защищена плавким предохранителем.
Система управления имеет блокировку в виде концевого выключателя, срабатывающего при незакрытой дверке кожуха режущего механизма и обеспечивающего его безопасную эксплуатацию.
3.2 Описание проектируемой машины
Современные макаронные предприятия представляют собой сложные комплексы, оснащенные технологическим, транспортным, энергетическим, санитарно-техническим и вспомогательным оборудованием, а также средствами контроля, управления и блокировки. Технологическая надежность этого оборудования и аппаратуры во многом предопределяет качественные и технико-экономические показатели производства продукции.
В соответствии с Федеральной целевой программой стабилизации и развития агропромышленного комплекса научно-техническая политика в области производства макаронных изделий должна быть направлена прежде всего на снижение затрат материальных, энергетических и других видов ресурсов; создание, производство и использование новых видов сырья, в том числе нетрадиционного; повышение производительности труда. В частности, на макаронных предприятиях уже в ближайшие годы должны быть снижены энергозатраты на 15... 20%.
Основные направления научно-исследовательских работ имеют целью обеспечить высокое качество продукции, повысить потребительские свойства макаронных изделий, сохранить традиции, удовлетворить вкусы всех слоев населения.
Современный этап развития макаронного производства характерен тем, что на основе накопленных научных знаний и достижений в области биохимии, физико-химической механики, микробиологии многие традиционные технологические схемы и приемы кардинально пересматриваются и заменяются новыми, более прогрессивными. Это вызывает необходимость разработки и внедрения нового эффективного технологического оборудования.
Поиск патентов и авторских свидетельств выявил большой дефицит новых разработок в области макаронного производства.
Известен валково-шестеренный экструдер (приложение Б) состоящий из загрузочного устройства, рабочей камеры, шестеренных валков формующего устройства, разрыхлителя, конфузора, диффузора и штуцеров. На основе этого экструдера разработан макаронный пресс.
Макаронный пресс состоит из ворошителя, тестосмесителя, шнека. Пресс работает следующим образом: сырье с водой подается в ворошитель, где происходит интенсивное смешивание муки с жидкими компонентами, далее тесто в виде крошки подается в тестосмеситель, где ему создается определенная структура. Применение ворошителя способствует повышению качества продукта (плотность, прочность, однородность). Техническим результатом, получаемым от использования ворошителя, является повышение однородности и плотности получаемой продукции.
3.3 Расчеты производительности, потребной мощности
Расчет прессующего устройства
Производительность макаронного пресса характеризуется количеством теста, подаваемого шнеком к матрице в единицу времени, и пропускной способностью матрицы.
Фактическая производительность (кг/ч) нагнетающего шнека
, (45)
где m – число заходов шнека, m = 1;
R – количество шнеков, R = 1;
R2 и R1 – наружный и внутренний радиусы шнека, R2 = 3 см, R1 = 1,5 см;
S – шаг витков винтовой линии шнека, S = 6 см;
b2 и b1 – ширина винтовой лопасти в ее нормальном сечении по наружному и внутреннему радиусам шнека, b2 = b1 = 0,8 см;
n – частота вращения шнека, n = 90 мин-1;
Кн – коэффициент заполнения межвиткового пространства тестом, Кн =0,25;
Кп – коэффициент прессования теста, учитывает степень уплотнения тестом Кп = 0,5;
Кс – коэффициент (приведенный), учитывающий качество прессования, Кс=0,9;
α – угол подъема винтовой линии, рассчитывают по формуле (46).
; (46)
Rср – средний радиус шнека
. (47)
Подставив значения в формулу (47) получим
см;
Подставляя полученные значения в формулу (45), получим