Раздел 3. Механическое оборудование объектов общественного питания. Тема 3.1. Общие сведения о машинах и механизмов.

Современная технологическая машина представляет собой устройство, состоящее из источника движения, передаточного и исполнительного механизмов, объединенных в одно целое общей станиной или корпусом. Вспо­могательными элементами технологической машины яв­ляются узлы и механизмы управления, регулирования и защиты, а также устройства, обеспечивающие безопасность работы обслуживающего персонала.

Источник движения предназначен для приве­дения в действие рабочих органов исполнительного ме­ханизма технологической машины. В качестве источни­ков движения в машинах могут использоваться электро­двигатели переменного или постоянного тока, энергия сжатого воздуха или жидкости, двигатели внутреннего сгорания и др. В технологических машинах предприятий общественного питания в основном используются элек­тродвигатели однофазного или трехфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором (асинхронные электродвигатели), реже электродвигатели постоянного тока.

Передаточные механизмы служат для пере­дачи движения от источников движения к рабочим орга­нам исполнительных механизмов. Передаточные механизмы объединяются общим назва­нием - передачи.

Основными видами передач являются:

зубчатые — цилиндрические, конические, винтовые, чер­вячные;

ременные — плоскоременные, клиноременные, зубчатым ремнем;

цепные — цепи втулочно-роликовые, зубчатые;

фрик­ционные — цилиндрические, конические.

В технологической машине могут использоваться любые виды передач, в том числе и их комбинации. Например, клиноременная передача может сочетаться с зубчатой, цепная - с чер­вячной и зубчатой и т. д. В большинстве случаев пере­даточные механизмы технологических машин предприя­тий общественного питания используются в трех конструктивных оформлениях.

1. Передаточное устройство имеет отдельную станину или корпус. В этом случае такое устройство может ис­пользоваться в любой машине независимо от ее назначе­ния и оформляется в виде редуктора, мультипликатора, коробки скоростей и др.

2. Передаточное устройство объединено с источником движения общей станиной. Такое устройство называется приводом.

3. Передаточное устройство объединено с источником движения и исполнительным механизмом общей стани­ной и составляет с ними одно целое — технологическую машину.

Применение тех или иных видов передач или их ком­бинаций в технологических машинах обусловлено техно­логическим процессом обработки сырья, скоростью движения рабочих органов и особенностями конструктив­ного исполнения машины.

Исполнительный механизм технологической машины непосредственно выполняет технологический процесс или операцию и определяет ее класс. Исполнительный механизм состоит из рабочей камеры, рабочих органов, вспомогательных устройств (загрузочное и разгрузочное устройства). Рабочая камера предназначена для удержания продукта в положении, удобном для воздействия на него ра­бочими органами. Рабочий орган исполнительного механизма непосред­ственно воздействует на обрабатываемые продукты в со­ответствии с заданным технологическим процессом.

Механизмы управления осуществляют пуск и остановку машины, а также контроль за ее работой. Механизмы регулирования служат для настройки машин на заданный режим работы, а механизмы защиты и блокировки используются для предотвращения неправильного включения машин и предупреждения производственного травматизма.

Классификация технологических машин

Механическое оборудование, используемое на предприя­тиях общественного питания, предназначено для ме­ханической кулинарной обработки продуктов, связанной в основном со следующими опера­циями:

— удаление загрязнений с поверхности пищевых продук­тов;

— разделение неоднородных по составу или размерам продуктов на фракции (сортировка, калибровка или отделение от сыпучего продукта посторонних примесей — просеивание);

— удаление поверхностных покровов (очистка корне­плодов, овощей, фруктов, рыбы и т.п.);

— измельчение продуктов (резание, протирание, размалывание, дробление и др.);

— перемешивание фаршей и теста, взбивание смесей и т. п.;

— деление продукта на порции заданной массы и фор­мы (дозирование, формование, деление).

На современных предприятиях общественного пита­ния большинство технологических процессов по первич­ной переработке продуктов механизировано и выпол­няется технологическими машинами. Технологические машины могут выполнять одну или несколько операций, поэтому их можно подразделить на однооперационные, многооперационные и многоцелевые.

Однооперационной называется машина, выполняю­щая одну технологическую операцию, например очистку картофеля от кожуры.

Многооперационная — это машина, выполняющая тех­нологический процесс, состоящий из нескольких опера­ций, например мытья столовой посуды горячей водой с раствором моющего средства, первичного ополаскивания, окончательного ополаскивания и стерилизации посуды.

Многоцелевой называется машина или механизм, вы­полняющий несколько технологических операций с по­мощью поочередно подсоединяемых к общему приводу сменных исполнительных механизмов или рабочих ор­ганов.

Механическое оборудование можно классифициро­вать также по функциональному назначению, структуре рабочего цикла и степени автоматизации технологиче­ских процессов.

В зависимости от функционального назна­чения механическое оборудование предприятий общественного питания делится на следующие классы:

I. Моечное оборудование — машины для мытья ово­щей, столовой и кухонной посуды, столовых приборов.

II. Сортировочно-калибровочное оборудование — ма­шины для сортировки, калибровки и просеивания сыпу­чих продуктов.

III. Очистительное оборудование — машины для очи­стки корнеклубнеплодов, рыбы.

IV. Измельчительно-режущее оборудование — маши­ны и механизмы для размалывания, дробления, протирания, резания пищевых продуктов.

V. Месильно-перемешивающее оборудование — маши­ны для замеса теста, перемешивания фаршей, взбивания кондитерских смесей и т. д.

VI. Дозировочно-формовочное оборудование — машины для деления продукта на порции заданной массы и придания ему определенной формы.

VII. Прессующее оборудование — механизмы для получения сока из фруктов и ягод.

Таким образом, механическое оборудование предназначено для выполнения различных технологических процессов механической кулинарной обработки пищевых продуктов с целью изменения их механических свойств (структуры, формы, размеров и др.) Любой технологический процесс, выполняемый машиной, связан с циклом машины.

Циклом машины (Т_м) называют время законченного процесса обработки продукта от начального состояния до конечного. Различают два основных вида циклов: технологический (Т_т) и рабочий (Т_р).

Технологическим циклом машины называют время пребывания продукта в технологической машине, в тече­ние которого завершается обработка продукта от на­чального состояния до конечного по принятой для дан­ного процесса технологии.

Рабочим циклом называют промежуток времени ме­жду двумя последовательными моментами выдачи маши­ной готовой продукции.

Во многих технологических машинах при выполнении технологической операции происходит некоторое расхож­дение во времени между продолжительностью обработки продукта и продолжительностью машинного цикла, т. е. технологический цикл не совпадает с циклом работы ма­шины. Продолжительность технологического и рабочего циклов зависит от принципа действия технологической машины и продолжительности вспомогательных опера­ций — подачи сырья в рабочую камеру машины и уда­ления готовой продукции из нее.

По структуре рабочего цикла механиче­ское оборудование предприятий масового питания делится на две основные группы.

К первой группе относятся техно­логические машины, у которых процесс обра­ботки продукта осуществляется в одном замкнутом объе­ме, т. е. в одной позиции. Такие машины принято назы­вать машинами периодического действия. Приступить к обработке в такой машине следующей порции продукта можно только после того, как из рабочей камеры будет выгружен ранее обработанный продукт.

К машинам первой группы, приме­няемым на предприятиях общественного питания, можно отнести картофелеочистительные, тестомесильные, взбивальные и другие машины.

Ко второй группе относятся непрерывно-поточные ма­шины, у которых обрабатываемые продукты постоянно поступают в рабочую камеру, перемещаются вдоль нее и одновременно подвергаются воз­действию рабочих органов, после чего удаляются из ра­бочей камеры. Такие машины принято называть маши­нами непрерывного действия. В этих машинах готовность обрабатываемого продукта в любой точке рабочей каме­ры сохраняется постоянной во времени и меняется толь­ко по длине камеры.

Такое подразделение технологических машин не за­висит от свойств и вида исходного и конечного продукта, который может быть штучным, сыпучим или жидким.

Технологические машины можно также классифицировать по степени автоматизации выполняемых ими технологических процессов, т. е. машины неавтоматического, полуавтоматического и автоматического действия.

В машинах неавтоматического действия подача про­дуктов в рабочую камеру, удаление из нее готовой про­дукции, контроль готовности продуктов и некоторые дру­гие технологические операции выполняются оператором, обслуживающим машину.

В машинах полуавтоматического действия основные технологические операции выполняются машиной, ручными остаются только вспомогательные операции, например загрузка и выгрузка продуктов.

В технологических машинах автоматического дей­ствия все технологические и вспомогательные операции выполняются машинами. Такие машины могут использоваться в технологическом процессе автономно или в составе поточных и поточно-механизированных линий и полностью заменяют труд человека.

Основные требования, предъявляемые к технологическим машинам.

Требования к конструкциям технологических машин. На экономические показатели работы технологической ма­шины решающее значение оказывает выбор ее основных узлов — двигателя, передаточного механизма и вспомогательных элементов, от которых зависят ее работоспо­собность, масса, энергоемкость и другие показатели.

Работоспособность — это состояние машины, при ко­тором она способна выполнять заданные функции в пре­делах параметров, установленных требованиями тех­нологического процесса или нормативно-технической документацией. Любое нарушение работоспособности принято называть отказом машины.

Отказ — это частичное или полное нарушение работо­способности. Например, поломка рабочих органов — это частичная потеря работоспособности, поломка рабочего вала или передаточного механизма — полная потеря ра­ботоспособности.

Одним из показателей работоспособности является надежность. Под надежностью понимается свойство ма­шины выполнять определенные функции, сохраняя при этом эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого периода времени. Надежность ма­шины обусловливается ее безотказностью, долговеч­ностью и ремонтопригодностью.

Безотказность работы характеризуется интенсивностью отказов, т. е. отношением среднего числа машин, отка­завших в единицу времени, к числу машин, безот­казно работающих в данный период времени.

Долговечность — это свойство машины сохранять ра­ботоспособность в течение длительного периода эксплуа­тации с необходимыми перерывами для технического об­служивания и ремонта. Показателем долговечности мо­жет быть срок службы машины. Долговечность машины характеризует ее способность выполнять свои рабочие функции с минимальными затратами на замену изно­шенных деталей, наладку, обслуживание и ремонт. Чем меньше суммарные затраты времени на восстановление работоспособности машины в течение эксплуатацион­ного периода, тем выше ее долговечность.

Технологическая машина может быть надежной, но недолговечной,

т. е. может какое-то время работать безотказно, а затем выйти из строя. Вместе с тем машина может быть долго­вечной, но ненадежной, т. е. часто нуждаться в ремонте.

Под ремонтопригодностью понимают свойство маши­ны, заключающееся в ее приспособленности к предупpеждению либо обнаружению и устранению отказов. Ре­монтопригодность — это комплекс мероприятий, обеспе­чивающих технологической машине заданные условия технического обслуживания (ТО) и ремонта. При конструировании и изготовлении машины необходимо учитывать следующие требования ремонтопригодности: потребность машины в операциях ТО и ремонта, а также их периодичность; технологичность конструкции при ТО и ремонте; квалификацию исполнителей ТО и ремонта.

Требования к деталям и узлам технологических ма­шин. Конструктивное оформление рабочих органов исполнительных механизмов технологических машин зависит от характера их движения, физико-механических свойств перерабатываемых продуктов и вида выполняе­мой технологической операции. Например, рабочие ор­ганы измельчительно-режущих машин выполняются в виде ножевых инструментов; размолочных механизмов — в виде зубчатых жерновов; месильно-перемешивающих машин — в виде месильных лопастей и т. п.

Конструкции загрузочных и разгрузочных устройств исполнительных механизмов должны выполняться с уче­том сыпучести, липкости и трения продукта по рабочим поверхностям. Чем выше липкость обрабатываемых про­дуктов (например, мясной фарш), тем круче должны выполняться стенки загрузочных устройств и рабочих камер.

Конструктивное исполнение рабочих органов, загру­зочных и разгрузочных устройств исполнительных меха­низмов должно осуществляться с учетом трения продук­та по их поверхности и возможности смачивания поверх­ности трения.

Такие физико-механические свойства продуктов, как пластичность, вязкость и упругость, требуют применения режущих инструментов с хорошо заточенными режу­щими кромками, а хрупкость и твердость требуют при­менения высокопрочных рабочих органов.

В технологических машинах, применяемых в общественном питании, наиболее широко используются такие материалы, как нержавеющая сталь, пищевой алюминий, серый и отбеленный чугун, инстру­ментальная сталь и обычные конструкционные стали.

Из нержавеющих стали изготовляют почти все детали исполнительных механизмов, контактирующие с пищевыми продуктами. Это детали рабочих органов, ра­бочих камер, загрузочных и разгрузочных устройств и т. п. Инструментальные стали и отбеленный чугун применяются в основном для изготовления режущих инстру­ментов, жерновов и других рабочих органов. Хромирование рабо­чих органов и режущих инструментов не рекомендуется, так как хромоникелевые покрытия в процессе работы от­слаиваются и могут попасть в перерабатываемые продукты.

Пищевой алюминий используется для изготовления корпусов рабочих камер, загрузочных и разгрузочных лотков, рабочих органов и т. п. Серый чугун применяет­ся для изготовления корпусов рабочих камер и корпусов редукторов, деталей рабочих органов и других элементов технологических машин.

Общие требования к технологическим машинам. Любая технологическая машина должна отвечать тех­нологическим требованиям, требованиям техники без­опасности и производственной санитарии, требованиям эргономики и эстетики.

Необходимо, чтобы конструктивные и кинематические параметры технологической машины соответствовали оптимальным режимам тех­нологических процессов обработки продуктов и выра­ботки продукции высокого качества с минимальным ко­личеством отходов и наименьшим потреблением электри­ческой энергии,

При создании машин следует учитывать требования техники безопасности и производственной санитарии. В соответствии с этими требованиями вращающиеся части машин должны быть надежно закрыты щитками, кожухами или специальными устройствами. Загрузочные и разгрузочные элементы должны иметь предохранительные устройства, препятствующие попаданию рук обслуживающего персонала к движущимся рабочим органам или передачам. Устройства, закрывающие движущиеся рабо­чие органы и передачи, должны иметь блокировочные концевые выключатели, отключающие электродвигатель машины от электросети при снятии защитного устрой­ства в процессе работы технологической машины. Ра­бочая камера машины должна иметь свободный доступ для санитарной обработки, а рабочие органы легко сниматься с рабочих валов и выниматься из рабочей камеры. Машина должна иметь устройства, препятствую­щие попаданию смазки в рабочую камеру или на рабо­чие органы.

Правильные пропорции машины, простота ее формы, удобное расположение пусковых устройств и механизмов управления, правильное и удобное расположение загру­зочных и разгрузочных устройств в значительной степени способствуют повышению производительности труда, сни­жают утомляемость и облегчают труд обслуживающего персонала.