МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

в г. Смоленске

Ербахова О.В., Балабанов В.Н., Гришанова Е.А.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

МАЛЫХ И ТРАДИЦИОННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам

по курсу «Технологическое оборудование

малых и традиционных предприятий»

(для специальности 260602)

Смоленск 2012

УДК 664.002.5 (076.5)

Е-69

Утверждено учебно-методическим Советом филиала МЭИ

в г. Смоленске в качестве методического пособия для студентов,

обучающихся по специальности «Пищевая инженерия»

Подготовлено на кафедре «Технологические машины и оборудование»

Рецензент

Ербахова О.В., Балабанов В.Н., Гришанова Е.А. Технологическое оборудование малых и традиционных предприятий. [Текст]: Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Технологическое оборудование малых и традиционных предприятий» / Сост. Ербахова О.В., Балабанов В.Н., Гришанова Е.А. − Смоленск: РИО филиала ГОУВПО «МЭИ(ТУ)» в г. Смоленске, 2010. – 52 с.

Методическое пособие предназначено для самостоятельной подготовки студентов к лабораторным занятиям по курсу «Технологическое оборудование малых и традиционных предприятий». Пособие включает описание 7 лабораторных работ, необходимый минимум теоретических сведений по отдельным темам, требования к оформлению отчетов, вопросы к защитам лабораторных работ, список рекомендуемой литературы.

В приложение внесены таблицы справочных данных, используемых на лабораторных и практических занятиях.

 Филиал МЭИ в г. Смоленске, 2010 г.

Содержание

высшего профессионального образования 1

«Национальный исследовательский университет «МЭИ» 1

в г. Смоленске 1

Лабораторная работа № 1 5

ИСПЫТАНИЕ ТЕСТОМЕСИЛЬНОЙ МАШИНЫ 5

Лабораторная работа № 2 11

ИСПЫТАНИЕ ВЗБИВАЛЬНОЙ МАШИНЫ 11

Лабораторная работа № 3 17

Лабораторная работа № 4 26

ИСПЫТАНИЕ ЦЕНТРИФУГИ. 26

Лабораторная работа № 5 32

ИСПЫТАНИЕ СТЕРИЛИЗАТОРА 32

Лабораторная работа № 6 36

ИСПЫТАНИЯ МАШИН ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЯСА 36

Лабораторная работа № 7 43

ИСПЫТАНИЕ ОВОЩЕРЕЗАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ НАРЕЗКИ СЫРЫХ ОВОЩЕЙ 43

Лабораторная работа № 8 49

ИСПЫТАНИЕ СОКОВЫЖИМАЛКИ 49

ВВЕДЕНИЕ

Все технологические процессы пищевых производств связаны с воздействием на продукт (замес теста, деление на куски, формование, транспортирование полуфабрикатов по трубам, на конвейерах и т.д.).

Во всех перечисленных случаях определение режимов работы технологического оборудования для получения готового продукта наивысшего качества

Методические указания предназначены для получения студентами практических навыков при изучении курса «Технологическое оборудование малых и традиционных предприятий», что позволит им разобраться в классификации, назначении, конструктивном устройстве, принципе действия, технических характеристиках; научиться правильно подбирать современное, высокоэффективное, экономичное и надежное технологическое оборудование, отвечающее особенностям конкретных пищевых производств.

Завершают каждую лабораторную работу контрольные вопросы, помогающие студентам систематизировать новую информацию.

Лабораторная работа № 1 испытание тестомесильной машины

Цель работы: Изучить принцип действия и конструкцию тесто­месильных машин, определить их производительность, мощность и охарактеризовать физические свойства продуктов до и после за­меса.

Основные сведения

Тестообразные продукты получают в ре­зультате механического перемешивания твердых веществ (муки, соли, сахара и т.д.) с жидкими (вода, молоко), сопровождаемого биохимическими и коллоидными процессами. При механическом перемешивании твердые и жидкие вещества равномерно распре­деляются по всему объему рабочей камеры, происходит смачива­ние твердых частиц жидкостью, в результате чего образуется вяз­кая пластичная масса.

Тестомесильные машины, применяемые на предприятиях об­щественного питания, относятся к смесителям с вертикально вра­щающейся рабочей камерой и движущейся лопастью.

Действительная производительность (кг/с) тестомесильных ма­шин

Q_д = m/T , (1.1)

где m - масса продукта, подвергающегося замесу, кг;

T- суммарное время замеса порции продукта, с.

Теоретическая производительность Q_т тестомесильных машин будет зависеть от объема V₀ дежи, плотности продукта ρ, коэффи­циента заполнения объема дежи φ и времени загрузки, замеса (об­работки) и выгрузки (удаления) продукта t₃, t₀, t_у.

(1.2)

Объем дежи (м³)

(1.3)

где V_k - объём усечённого конуса, м³;

V_пар - объём параболоида, м³;

D и d- соответственно большой и малый диаметры усечённого конуса, м;

d₁- диаметр днища дежи, м;

H и h – соответственно высоты усечённого конуса и параболоида, м.

Коэффициент заполнения объема дежи:

, (1.4)

где m₀ - предельная масса продукта в деже, кг;

φ- принимают равным 0,5…0,8.

Полезная мощность (Вт) машины

N_пол=N_общ- N_х.х, (1.5)

где N_общ и N_х.х - соответственно мощности при работе машины под нагрузкой и на холостом ходу, Вт.

Теоретическая мощность (Вт) тестомесильной машины

, (1.6)

где N₁ - мощность, необходимая для подъёма теста месильным рычагом, Вт;

, (1.7)

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

r_max - максимальный радиус окружности, по которой движется лопасть, м;

ω_л - угловая скорость вращения месильной лопасти, рад/с;

N₂ - мощность, необходимая для преодоления сил сцепления продукта со стенкой дежи, Вт;

, (1.8)

F - площадь стенок дежи, на которых лопастью преодолевается сопротивление сил сцепления теста со стенками, м².

Для дежи в форме усечённого конуса

, (1.9)

где L - длина образующей конуса;

c₀ - удельное сопротивление сил сцепления со стенками дежи, Па (c₀ = 510…720 Па);

N₃ - мощность, необходимая для вращения дежи при замесе теста, Вт;

, (1.10)

где М - масса дежи с продуктом, кг;

, (1.11)

где m_д - масса дежи, кг (m_д=70 кг);

f- коэффициент трения выступа цапфы по диску ( f=0,1);

r_ц - радиус цапфы, м (r_ц=0,02м);

ω_д - угловая скорость вращения дежи, рад/с;

η_м - КПД машины (η_м=0,65…0,7).

Описание стенда.

Стенд (рис. 1.1) представляет собой серийно выпускаемую тестомесильную машину, присоединяемую через магнитный пускатель к источнику электроэнергии. Для определе­ния полезной мощности применяют контрольно-измерительные приборы.

Для проведения измерений нужно иметь циферблатные и плат­форменные весы, секундомер, а также емкости для взвешивания и загрузки продукта.

Рис. 1.1. Схема установки для испытаний тестомесильных машин типа МТМ-110:

1- станина; 2 - бачок; 3 - месильная лопасть; 4 - отражатель; 5 - привод; 6 - стойка; 7 - магнитный пускатель; 8 - контрольно-измерительные приборы.

Конструктивные размеры тес­томесильной машины измеряют с помощью гибкого измерительно­го приспособления и линейки.

Методика проведения экспери­мента.

Работу начинают с изуче­ния имеющихся в лаборатории тестомесильных машин. Для этого знакомятся с устройством машин и отдельными их узлами и деталями. Обращают внимание на форму, расположение и дви­жение месильного рычага и дежи, на механизм закрепления и установку дежи, на предохранительные приспособления.

Затем измеряют основные конструктивные параметры тестоме­сильной машины: радиус дежи, ее высоту, радиус цапфы, макси­мальный радиус вращения месильного рычага. Для этого месиль­ный рычаг с лопастью надо поставить в верхнее положение и под­нять предохранительный щиток.

При изучении конструкции тестомесильных машин пользуют­ся учебником, плакатами и другими средствами технической ин­формации. Заканчивают изучение конструкций составлением ки­нематических схем.

Получив разрешение преподавателя, приступают к опытам. Преподаватель называет виды смешиваемых продуктов, их массу. Измеряют мощность машины при ее работе на холостом ходу. В дежу вручную подают предварительно взвешенный продукт или имитатор. Включают электродвигатель и измеряют мощность ма­шины под нагрузкой в процессе замеса.

Во время опыта изме­ряют время, затраченное на загрузку, обработку и выгрузку про­дукта.

После окончания эксперимента проводят санитарную обработ­ку дежи, месильного рычага с лопастью и станины машины.

Рис 2.4. Кинематические схемы тестомесильных машин:

I-MTM-60: 1- электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3,13 - червячные редукторы; 4 - диск; 5 - бачок; 6 - месильный орган; 7- головка; 8 - ползун; 9 - палец; 10 - рычаг; 11- шатун; 12 - кривошип; II - MБТМ-140: 1,6,9 - червячные редукторы; 2 - валик; 3 - дежа; 4- крышка; 5- траверса; 7- червячный сектор; 8 - червяк; 10 - реверсивный электродвигатель; 11,13 - клиноременные передачи; 12 - электродвигатель; III -МТМ-15: 1 - клиноременная передача; 2 - электродвигатель; 3 - цилиндрическая передача; 4 - Z-образные месильные лопасти; IV- ТММ-IM: 1- червячные редуктор; 2 - диск с квадратным отверстием; 3 - педаль; 4 - упор дежи; 5 - пружина; 6 - дежа; 7 - предохранительные щитки; 8 - месильный рычаг; 9 - шарнир; 10 - кривошип; 11 - цепная передача; 12 - электродвигатель; V-A2-XTM: 1- фундаментная плита; 2 - дежа; 3 - станина; 4 - ось поворота; 5,10 - электродвигатель; 6,11 - клиноременная передача; 7 - концевые переключатели; 8 - винт; 9 - траверса; 12 - планетарная передача; 13 - крышка; 14 - рабочий орган.

Обработка экспериментальных данных и составление отчета.

При составлении отчета вычерчивают несколько кинематических схем, выполняют расчеты по приведенным в работе формулам и запи­сывают результаты опытов и расчетов в журнал наблюдений (табл. 2.2).

Кроме того, сопоставляют полученные данные по производи­тельности и мощности с паспортными данными.

№ п/п	Показатель	Условное обозначение	Единица измерения	Даны
				опытные	расчётные
1	Диаметр усечённого конуса: -большой -малый	D d	м м
2	Диаметр днища дежи	d1	м
3	Высота: -усечённого конуса -усечённого параболоида	H h	м м
4	Максимальный радиус вращения месильной лопасти	rmax	м
5	Радиус цапфы дежи	rц	м
6	Площадь стенки дежи, по которой происходит движение продукта	F	м2
7	Частота вращения: -вала электродвигателя -месильной лопасти -дежи	n nл nд	мин-1 мин-1 мин-1
8	Мощность электродвигателя: -при работе на холостом ходу -при работе под нагрузкой	Nx.x Nобщ	Вт Вт
9	Масса порции продукта:	m	кг
10	Масса дежи	mД	кг
11	Суммарное время замеса	T	c
12	Объём дежи	V0	м3
13	Производительность: -действительная -теоретическая	QД QТ	кг/с кг/с
14	Мощность: -полезная -теоретическая	Nпол NТ	Вт Вт
15	Удельный расход электроэнергии	P	Вт*с/кг
16	Передаточное отношение для: -месильной лопасти -дежи	iл iд	-
17	Механический КПД	ηМ	-

Контрольные вопросы

1. В чем заключается назначение процесса перемешивания?

2. Как влияет вязкость жидкости на расход энергии при перемешивании?

3. На какие три элементарных процесса условно делят смешивание?

4. Какими способами может осуществляться смешивание?

5. Какой из размеров мешалок с перемешивающим устройством обычно принимают в качестве линейного размера?

6. На какие три группы по интенсивности воздействия рабочего органа на тесто делятся тестомесильные машины?

7. Опишите устройство и принцип работы тестомесильной машины.

8. Дайте классификацию перемешивающих устройств по назначению, по расположению аппарата, по характеру обработки рабочей среды, по характеру движения жидкости в аппарате.

9. Дайте классификацию перемешивающих устройств по принципу действия, по отношению к тепловым процессам, по виду обрабатываемой среды, по конструкционному признаку.

10. Как определить действительную и теоре­тическую производительность и мощность?