Инженерные расчеты

Производительность месильных машин периодического действия П (кг/ч) определяется по формуле

П = 60 V/(_з + _о + _р),

где V – вместимость дежи или месильной емкости, м³;  – плотность теста (до брожения) или полуфабриката, кг/м³; ( = 1080...1100 кг/м³);  – коэффициент использования объема дежи или емкости (обычно находится в пределах 0,45...0,85); _з ,_р – продолжительность загрузки и разгрузки продукта соответственно, включая дозирование и загрузку муки, жидких рецептурных компонентов, подкатку и откатку дежей и т.д., мин; _о  продолжительность замеса теста, мин.

Вместимость дежи V (м³) тестомесильной машины периодического действия рассчитывается как

V = П(_з + _о + _р)/.

Мощность электродвигателя N_эл (кВт)

N_эл = (N₁ + N₂)/,

где N₁ – мощность, необходимая для вращения месильного органа при замесе теста, кВт; N₂ – мощность, необходимая дня вращения дежи, кВт;  – КПД привода.

N₁ = 0,4VR₁/102 = 0,004VR₁,

где R – максимальный радиус месильного органа, м; ₁ – угловая скорость вращения месильного органа, рад/с;

N₂ = fr_ц₂(m_д + m_т)/102,

где f – коэффициент трения вала дежи в опорах (f = 0,2…0,3); r_ц – радиус цапфы вала дежи, м; ₂ – угловая скорость вращения дежи, с^–1; m_д – масса дежи, кг; m_т – масса теста в деже, кг.

Ориентировочно мощность электродвигателя N (кВт) тихоходных тестомесильных машин периодического или непрерывного действия можно определить по эмпирической формуле

N = 0,4mR₁gz/1000,

где m – масса теста в деже или рабочей камере машины, кг; R –максимальный радиус вращения месильного органа, м; ₁ – угловая скорость вращения месильного органа, с^–1; g – ускорение свободного падения, м/с² (g = 9,81м/с²); z – число валов рабочих органов;  – КПД приводного механизма машины ( = 0,8…0,85).

Производительность П (шт/с) тестоокруглительной машины с конической несущей поверхностью

,

где λ – коэффициент, учитывающий отклонение размеров кусков теста (λ = 0,8…0,85); D – минимальный диаметр чаши в месте контакта с тестовой заготовкой, м; n – частота вращения рабочего органа, с^-1; μ – коэффициент проскальзывания заготовки; d – диаметр округленного куска теста, м.

Средний диаметр d (м) округленного куска теста

,

где m – масса куска теста, поступающего в округлитель, кг;  – плотность теста ( = 1070…1200кг/м³).

Производительность G (шт/с) тестоокруглительной машины ленточного типа

,

где v_п – скорость перемещения куска теста при округлении, м/с; а – шаг кусков теста, м;

,

здесь v_н, v_ф – скорость несущей и формующей ленты, м/с; μ – коэффициент проскальзывания (μ = 0,8).

Производительность П (шт/с) тестозакаточной машины ленточного типа

,

где а – шаг между центрами заготовок, м (шаг должен быть не мене 5 диаметров тестовой заготовки).

Необходимая длина зоны уплотнения рулона L (м) в тестозакаточных машинах

,

где k – необходимое количество оборотов тестовой заготовки в зоне уплотнения (k = 6…8); d – зазор между несущим и формующим рабочим органом.

Мощность электродвигателя тестозакаточной машины N (кВт)

,

где N₁ – мощность, необходимая для вальцевания куска; N₂ – мощность, необходимая для уплотнения рулона в зоне закатки; η – КПД привода.

Мощность, необходимая для привода узла прокатки,

N₁ = M,

где М – крутящий момент на валках:

,

здесь Р – распорное усилие (Р = Fр_ср, здесь F вертикальная проекция поверхности контакта заготовки с валком; р_ср – среднее давление тестовой заготовки на валок; р_ср = 12…40 кПа); D – диаметр валка;  – угол захвата тестовой заготовки; d₀ – диаметр цапфы валка; μ – приведенный коэффициент трения в подшипниках;  – угловая скорость валка.

Мощность, необходимая для обработки тестовых заготовок в зоне уплотнения рулона,

,

где m – количество одновременно обрабатываемых заготовок ; v – векторная сумма скоростей (V =V_н + V_ф, здесь V_н,V_ф – скорость несущего и формующего органа);  – угол между равнодействующей сил сжатия заготовки и вертикальной осью (для заготовок батонообразных изделий   10…15); f – коэффициент трения между лентами конвейеров и опорными щитами; Р – сила сжатия заготовки между несущим и формующим рабочим органом:

P = p₀lb,

здесь р₀ – давление на тестовую заготовку (р₀ = 50 кПа); l – длина заготовки; b – ширина площади контакта заготовки с рабочими органами:

,

здесь d – диаметр заготовки;  – угол между рабочими поверхностями несущего и формующего органов.

Производительность хлебопекарных печей зависит от количества хлебных изделий, находящихся на поду или в люльке, массы изделий и продолжительности выпечки.

Число изделий, размещаемых на поду или в люльке, определяется расчетом и зависит от размеров изделий и величины зазоров между ними (а = 20…30 мм).

Число рядов изделий п₁, размещаемых по ширине пода или люльками, определяется по формуле

,

где В – ширина пода или люльки, мм; b – ширина (диаметр) изделий, мм; а – величина зазора между изделиями, мм.

Число рядов по длине пода или люльки п₂ определяется по формуле

,

где L – длина пода или люльки, мм; l – длина (диаметр) изделий, мм.

Общее число хлебных изделий N на поду или в люльке равно

.

При выпечке хлебных изделий в формах зазор между ними устанавливается не менее 5 мм, а зазор между подовыми изделиями – не менее 20 мм.

Производительность конвейерной печи с ленточным или стационарным подом П (кг/ч) определяется по формуле

,

где g – масса изделия, кг;  – продолжительность выпечки, мин.

Производительность конвейерной люлечно-подиковой печи П (кг/ч) определяется по формуле

,

где m – число рабочих подиков в печи.

При расчете производительности печи П (кг/ч) для выпечки кондитерских и бараночных изделий используется формула

,

где q_уд – удельная производительность печного конвейера, кг/(м²ч); f_n – рабочая площадь пода, м².

Установленная мощность печи Р_уст (кВт) определяется по формуле

,

где Ф_пк – расход теплоты пекарной камеры, кВт; К – коэффициент запаса прочности печи (К = 1,3…1,6).

Удельный расход топлива b_т (кг на кг выпекаемых изделий) рассчитывается по формуле

,

где В_т – часовой расход топлива, кг/ч.

Для определения удельного расхода условного топлива b_усл (кг/кг) пользуются тепловым эквивалентом топлива

,

где q_н – низшее удельное количество теплоты сгорания топлива, кДж/кг; q_усл – удельное количество теплоты сгорания условного топлива, кДж/кг.