9.5. Инженерные расчеты

При расчете мембранных аппаратов определяют производитель­ность мембраны (проницаемость), селективность разделения, ко­эффициент проницаемости. Производительность мембранных фильтров периодического действия, м³/м²,

Контрольные вопросы и задания

1. Какие существуют способы механического разделения гидробионтов? 2. Что такое фильтрование? 3. Что такое прессование? 4. Как классифицируют оборудо­вание для центробежного разделения? 5. Опишите устройство и принцип работы жирового сепаратора. 6. Как определить производительность мембранной уста­новки? 7. Что такое селективность разделения? 8. Как определить производитель­ность центрифуги периодического действия? 9. От каких параметров зависит про­изводительность жирового сепаратора? 10. Как определить производительность шнекового пресса? 11. Как определить производительность гидравлического прес­са? 12. Как определить мощность двигателя к шнековому прессу?

Глава 10 оборудование для дозирования

Под позированием понимают отмеривание, выдачу и наполне­ние определенным количеством сырья, продукции и вспомога­тельных материалов аппарата, машины, тары, упаковки и пр. При ручном дозировании нарушается поточность производства, ухуд­шаются санитарные условия, ограничиваются возможность роста производительности труда и снижение себестоимости продукции, не всегда обеспечивается необходимая точность отмеривания дозы.

Конструкция машин и устройств для дозирования зависит как от состояния, физических, структурно-механических свойств и рода дозируемых веществ, массовости операций, массы или объе­ма дозы, требуемой точности, так и от характера сопутствующих процессу дозирования операций, выполняемых одновременно с дозированием. Дозирование может быть объемным, весовым, штучным и по заданному уровню дозируемой жидкости. Объем­ное дозирование выполняется более простыми, надежно работаю­щими механизмами и производительнее весового.

К дозировочному оборудованию предъявляют высокие требо­вания. Отмеривание дозы должно производиться с точностью, разрешаемой технологией производства или нормативными доку­ментами; излишняя точность может быть причиной, препятству­ющей осуществлению механизации, поэтому для каждого отдель­ного случая требуемую точность выдачи дозы практически и эко-

номически обосновывают. Дозировочные машины и устройства должны выполнять операции отмеривания автоматически и иметь приспособления, регулирующие величину лозы до требуемой точ­ности, причем это регулирование не может быть произвольным и бесконтрольным. Тару, подводимую под дозатор, необходимо ус­танавливать под сливное отверстие или патрубок для отвода дозы точно и своевременно и вовремя отводить из-под него: необходи­мо, чтобы опорожнение дозирующего объема было полным, на за­данную величину дозы, без разрыва струи, потока и выжимания части дозы обратно в приемник. По принципу действия различают дозировочно-наполнитель­ные машины периодического и непрерывного действия: по виду обрабатываемого продукта — наполнители для кусковой, жидкой, вязкой, сыпучей продукции: по способу дозирования — машины, дозирующие по массе, объему, заданному уровню наполнения жидкостью и поштучно, при весовом дозировании погрешность составляет 0,1...0,5%, а при объемном — 2...3 %. По движущей силе дозирования дозаторы бывают гравитационные, центробеж­ные, вибрационные: по конструкции — барабанные, дисковые, бункерные, шахтные, желобчатые. Классификация оборудования для дозирования приведена на рис. 10.1.

10.1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ КУСКОВЫХ ПРОДУКТОВ

К кусковым продуктам относятся: порционированный кусок, тушка рыбы после разделки, целая, разделанная или неразделан-ная рыба. Кусковые продукты дозируют по массе, объему и по­штучно. По массе кусковые продукты дозируют при заполнении ящиков, бочек, блок-форм, морозильных аппаратов рыбой. Обя­зательная операция при поштучном дозировании — ориентирова­ние тушек или рыбы головой в одну сторону.

Для дозирования кусковых продуктов применяют набивочные или укладочные машины непрерывного или циклического дей­ствия: набивочные, универсальные набивочные, шестишпиндель-ные набивочные машины; машины для укладки мелкой рыбы; ав­томаты для наполнения консервных банок неориентированными кусками рыбы и др. В машинах непрерывного действия банки во время укладки движутся без остановок, в машинах циклического действия укладка порции рыбы производится во время выстоя банки.

Дозирование может производиться ориентированно и неори­ентированно. Машины с объемным дозированием применяют при неориентированном дозировании разделанной и неразделанной рыбы и тушек и при неориентированном и ориентированном до­зировании порционной рыбы. Машины со штучным дозировани-

ем применяют только при ориентированном дозировании тушек или неразделанной рыбы. Существуют машины, в которых сочета­ются операции разделки и укладки.

Универсальная вибрационная набивочная машина (рис. 10.2, а) — одна из самых распространенных и надежных машин для напол­нения консервных банок № 3, 5, 6. 8 и форм рыбой. Разделанные тушки рыбы поступают на лоток (рис. 10.2, б), с которого их по­штучно вручную загружают в рыбовод, представляющий собой усеченный конус, диаметр нижней части которого равен диаметру заполняемой банки.

Машина имеет сменные рыбоводы — однотрубные, трехтруб­ные и четырехтрубные (рис. 10.2, в), которые предназначены для определенных (нескольких) видов рыбы. Верхняя часть рыбовода имеет коническое расширение для удобства загрузки, нижняя часть — коническая суженная для формирования и уплотнения жгута из рыбы. Расположение труб рыбовода облегчает укладку кусков рыбы в банку спинками к цилиндрической образующей, брюшками в центр. Рыбовод совершает возвратно-поступатель­ное колебательное движение, в результате чего тушки рыбы в нем уплотняются в жгут. Амплитуда колебаний рыбовода 6 мм, частота регулируется от 200 до 600 Гц, что позволяет выбирать рациональный режим работы машины на различных видах рыбы.

Операционный стол вращается в горизонтальной плоскости с выстоями. В столе через равные промежутки расположены четыре цилиндра, диаметры которых равны диаметру цилиндрической трубы рыбовода. Жгут рыбы под действием вибрации и силы тя­жести опускается в цилиндр и заполняет его до поршня. Масса продукта, закладываемого в банки, в зависимости от их номера со­ставляет 150...370 г.

Порционирующий дисковый нож после наполнения цилиндра отрезает жгут рыбы. После отрезания жгута, когда нож еще пере­крывает выход рыбовода, операционный стол поворачивается и к рыбоводу подводится очередной незаполненный цилиндр.

Пустые консервные банки подают в машину по течке и в поло­жении дном вверх разделительной звездочкой передают на опера­ционный стол, где точно накрывают цилиндр с рыбой. К плоско­сти стола банка фиксируется специальным диском. После этого при движении копира поршень поднимается вверх и выталкивает порцию рыбы из цилиндра в банку.

Заполненная банка той же звездочкой снимается со стола и пе­ редается в кантователь. При дальнейшем движении операционно­ го стола поршень опускается, подготавливая тем самым цилиндр к очередному заполнению рыбой. Кантователь представляет собой барабан с гнездами, вращающийся с выстоями. Банка с рыбой пе­ редается в одно из гнезд Ларабана. За один цикл кантователь пово­ рачивается на 90". ,.

Барабан делает два последовательных поворота на 90°, повора­чивает наполненную банку из положения дном вверх в положение дном вниз и рычагом передает ее по направляющим на дальней­шую обработку. Производительность машины 45...60 банок в ми­нуту, установленная мощность электропривода 3,2 кВт, габарит­ные размеры 1310 х 1400х 1610 мм, масса 1800 кг.

Машина для укладки мелкой рыбы (кильки, хамсы и др.) (рис. 10.3) применяется в производстве пресервов из соленого по­луфабриката.

Сырье равномерно подается в бункер питателя и перегружается в вибробункер дозатора, запас рыбы в котором не должен превы­шать З...4кг. Не допускается переполнение и неполное заполне­ние мерных емкостей дозатора, так как это влечет за собой увели­чение выхода банок с нестандартной массой. Отмеренные дозы рыбы из стаканов дозатора перегружаются в бункера посольного устройства, где каждая доза рыбы с двух сторон посыпается по-сольной смесью, поступающей из соответствующего дозатора (рис. 10.4). Затем через воронки ячеек цепи укладочного конвейе­ра рыба тремя слоями загружается в банки. Каждый слой разрав-

нивается в результате вибрации. Заполненные банки подходят к подпрессовывающему устройству, в котором продукт уплотняется. После выхода из машины в банку добавляется заливка, подавае­мая из дозатора жидких ингредиентов, и банки подаются к зака­точным машинам. Производительность машины 32 банки в мину­ту, установленная мощность электропривода 4,11 кВт, габаритные размеры 3600 х 2300 х 2000 мм, масса 2850 кг.

10.2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКИХ И ВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ

Машины для дозирования жидких продуктов (воды, раститель­ного масла, соуса, маринада, рыбьего жира, растворов тузлука и сахара) в производстве консервов и пресервов получили название заливочных. По способу дозирования различают заливочные ма­шины весовые, объемные и до заданного уровня. В консервном производстве наибольшее распространение получили объемное дозирование и до заданного уровня. По способу передачи дозы за­ливки в банку машины подразделяются на гравитационные, пор­шневые, комбинированные, передающие продукты под давлением или при помощи вакуума. По конструктивному исполнению зали­вочные машины разделяют на карусельные многопозиционные и линейные.

Карусельные многопозиционные и линейные машины приме­няют для заливки горячего растительного масла, томатного, пря­ного, горчичного, фруктового соусов, тузлука, экстрактов специй, сахара в цилиндрические, фигурные и стеклянные банки.

Машина для заливки растительного масла карусельного типа до­зирует его объемным способом (рис. 10.5, а). Банки, наполненные рыбой, подаются в гнезда вращающегося стола. Над столом уста­новлена разливочная головка, представляющая собой вращаю­щийся бак для масла, к которому прикреплены 12 дозирующих патронов. Вращение стола с гнездами и бака с патронами синхро­низировано. Патроны размещены точно над гнездами.

Дозирующий патрон (рис. 10.5, б) представляет собой цилиндр с поршнем, движением которого управляет неподвижный копир, закрепленный по окружности бака. Доза масла, подаваемая в бан­ку, зависит от положения копира. В дне патрона имеется клапан, связывающий поочередно цилиндр с баком и выпускным отвер­стием. Поршень поднимается при всасывании масла из бака и опускается при подаче дозы масла в банку. При движении банка отклоняет щуп механизма блокировки, который через систему ры­чагов поворачивает клапан, соединяющий полость цилиндра с вы­пускным отверстием.

Если банка отсутствует, то клапан остается в прежнем положении и масло из цилиндра под действием поршня перетекает обратно

в бак. Наполненные банки передаются звездочкой из гнезд враща­ющегося стола на дальнейшую обработку. Производительность машины 40...80 банок в минуту, установленная мощность электро­привода 1,1 кВт, габаритные размеры 1860 х 1890 х 1450 мм, масса 1475 кг.

Дозировочная машина линейного типа (рис. 10.6) дозирует объемным способом сахар и бензойнокислый натрий (БКН) в ра­створе с тузлуком в банки № 25 и № 27АК. Скорость движения банки зависит от времени нахождения ее под дозирующей насад­кой машины. Банки двигаются в машине со скоростью 0,3 м/с с помощью вращающихся роликов рольганга.

Заливка из бака-накопителя вместимостью 0,085 м³ отсасывает­ся через фильтр насосом и подается в дозатор, откуда под посто-

янным напором вытекает через насадки в банки. Точность дози­рования регулируется краном, установленным между дозатором и насадками.

Подача заливки к фильтрам и ее отвод регулируются двухходо­выми перепускными клапанами. Проходя под насадками, банка заполняется определенным объемом заливки. Доза заливки со­ставляет 3 мл. Уровень заливки в баке-накопителе контролируется поплавковым клапаном, регулирующим подачу заливки от тузлуч­ного участка. Производительность машины в зависимости от но­мера банки 20...80 банок в минуту, установленная мощность элек­тропривода 0,55 кВт, габаритные размеры 1138 х 960 х 1736 мм, масса 370 кг.

Дозировочно-расфасовочный автомат линейного типа (рис. 10.7) предназначен для фасования в металлические, полимерные и стеклянные банки цилиндрической, овальной и прямоугольной формы таких вязких и вязкопластичных продуктов, как икра мин­тая, салат «по-приморски», мясо криля «Салатное», рыбная пе­чень, рыбные паштеты и фарши.

Автомат состоит из станины, конвейера подачи банок, меха­низма отсекания банок, устройства подачи продукта в банки, бун­кера с блоком дозаторов, двух приводов, механизма регулирова­ния дозы продукта. В бункер вместимостью 0,04 м^ загружают

продукт; механизмом регулирования дозы устанавливают необхо­димую дозу продукта.

Во время перемещения поршней в цилиндрах по направлению от бункера продукт всасывается из бункера через золотник в ци­линдры. Затем золотник поворачивается на 90°, перекрывая кана­лы от бункера и открывая каналы на шланги и штуцеры траверсы подачи продукта в банки, после чего продукт выталкивается в бан­ки. Регулируемый диапазон дозы продукта 50...300 мл, размер на­полняемой тары: высота до 100 мм, диаметр до 90 мм. Конвейер

работает непрерывно. Банки в период их наполнения удержива­ются отсекателем. После наполнения банок отсекатель освобож­дает путь наполненным банкам, и они выводятся конвейером из зоны наполнения. Отсекатели стопорят в зоне наполнения четы­ре банки, которые наполняются одновременно. Производитель­ность автомата 30...80 банок в минуту, габаритные размеры 2350 х 1250 х 1910 мм, масса 500 кг.

Автомат карусельного типа (рис. 10.8) обеспечивает объемное дозирование и упаковывание фарша в пергамент брикетами мас­сой по 250 г. Все операции по дозированию и упаковыванию осу­ществляются последовательно по кругу. Главное связующее звено между основными узлами — стол с восемью гнездами, располо­женными равномерно по окружности через 45°.

Продукт в автомат загружают через бункер, в котором располо­жены редуктор и два шнека. Определенную дозу продукта, выхо­дящего из крана, отделяет отсекатель.

При работе автомата (см. рис. 10.8) лента упаковочного матери­ала с рулона подается на направляющий валик, затем под меха­низм прижима и после него под дататор, который наносит дату. С

помощью регулируемых секторов упаковочный материал прохо­дит между ножами, которые отрезают развертку определенной длины (I). Рычагами и секторами развертка подается на формую­щую матрицу под пуансон.

Если развертки нет, автомат останавливается. Пуансон опус­кается и проталкивает развертку через матрицу, придавая ей фор­му брикета (II). При помощи пуансона пачка вставляется в гнездо формующего стола. Объемный дозатор заполняет пачку (III) опре­деленной порцией продукта, а механизм заделки заворачивает брикет (IV). Механизм подпрессовки придает брикету окончатель­ную форму (V), выталкиватель выталкивает брикет (VI) из гнезда формующего стола, а съемник достав, яет его на переворачива-тель, который укладывает брикет закрытой стороной вниз (VII).

Брикет, размером 100 х 75 х 34 мм поступает на конвейер, с кото­рого его вручную снимают и укладывают в тару. Производитель­ность автомата 40...72 брикетов в минуту, установленная мощность электропривода 2,2 кВт, габаритные размеры 2920 х 2490 х 1540 мм, масса 1425 кг.

10.3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ

Соль, сахар, лук, овощи дозируют объемным или весовым спо­собом, а лавровый лист, перец, гвоздику — штучно.

Соледозатор (рис. 10.9) предназначен для дозирования соли в консервные банки № 5, 6, 22 при производстве консервов.

При работе дозатора вращается операционный блок и в смен­ные дозировочные втулки диска засыпается соль из конуса. Опор­ная плита предохраняет механизмы от попадания соли. Дозатор вращается под воздействием потока банок, движущихся по кон­вейеру, на котором установлен дозатор. Направляющая центриру­ет банки на подходе к приводной звезде операционного блока. При своем движении банки поочередно давят на зубья приводной звезды, приводя во вращение операционный диск; каждая банка поворачивает звезду на один зуб. За это время дозировочная втул­ка заполняется солью и выдает эту порцию в банку в то время, когда дозировочная втулка диска выходит за пределы опорной плиты; после выдачи порции соли прекращается контакт банки с приводной звездой и в контакт со звездой вступает следующая банка. Пределы дозирования соли составляют 0,5...5.5 г. Число градаций дозирования равно 11. Производительность дозатора 200 банок в mhhvtv, габаритные размеры 455 х 306 х 452 мм, масса 16 кг.

Машина для дозирования соли и специй представлена на рис. 10.10. Банки с рыбой подаются цепным конвейером к шнеку, который распределяет их по шагу 190,5 мм и передает на шаговый конвейер, находясь на котором они продвигаются под подающи-

ми устройствами механизмов дозирования специй и соли. Три не­подвижных бункера предназначены для специй, а четвертый, вра­щающийся, — для соли. Специи извлекаются из бункера вакуум-присосками, закрепленными на стержневом параллелограммном устройстве. Под действием вакуума присоски захватывают дозу специй из лунок штоков бункеров и возвращаются во второе свое крайнее положение, при котором они располагаются точно над центрами проходящих под ними банок. В этот момент, если под

присоском имеется банка, то вакуум отключается и порция спе­ции падает в банку. Остаточное рабочее давление составляет 0,47...0,53 кПа.

При отсутствии банки блокирующий механизм не дает возмож­ности вакууму отключиться и присосок вновь возвращается к бун­керу вместе с присосанной дозой специи. В момент прохождения банки под механизмом дозирования соли дозирующая ячейка бун­кера совмещается с выпускным отверстием в заслонке стола и доза соли высыпается в банку. При отсутствии банки срабатывает бло­кирующее устройство. Для предотвращения залипания соли в дозировочной ячейке ее продувают струей воздуха от воздуходув­ки. Производительность машины 60...80 банок в минуту, мощ­ность установленного привода 2,2 кВт, габаритные размеры 2070 х 760 х 1270 мм, масса 680 кг.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие существуют способы дозирования⁰ 2. Какие требования предъявля­ют к дозировочному оборудованию? 3. Как классифицируют машины для дози­рования? 4. Опишите устройство и принцип работы универсальной набивочной машины и автомата для дозирования и упаковки фарша. 5. Опишите устройство и принцип работы машины для дозирования соли и специй. 6. Как определить производительность ротационной набивочной машины? 7. От каких параметров зависит мощность двигателя для вибрационной набивочной машины? 8. Как оп­ределить производительность карусельной разливочной машины для жидких продуктов?