2. Классификация технологических машин

Механическое оборудование, применяемое на предприятиях массового питания, можно классифицировать по структуре рабо­чего цикла, функциональному назначению, степени автоматиза­ции технологических процессов, а также по принципу сочетания в производственном потоке.

По структуре рабочего цикла механическое оборудование делят на две группы: машины периодического действия и машины не­прерывного действия.

В машинах периодического действия загрузку, обработку и выг­рузку продукта осуществляют поочередно. Приступать к обработке в такой машине следующей порции продукта можно только после того, как из рабочей камеры будет выгружен ранее обработанный продукт. К машинам периодического действия относятся картофелеочистительные, тестомесильные, взбивальные машины и др.

В машинах непрерывного действия процессы загрузки, обра­ботки и выгрузки продукта в установившемся режиме совпадают по времени, т.е. продукт непрерывно продвигается от загрузочного устройства в рабочую камеру, перемещается вдоль нее и одновременно подвергается воздействию рабочих органов, после чего удаляется через разгрузочное устройство. Это дает возможность по­давать в машину новые порции продукта до окончания обработки предыдущих и соответственно сокращать время ее работы. К маши­нам непрерывного действия относятся мясорубки, мясорыхлители, овощерезки, протирочные машины, просеиватели и др.

По функциональному назначению механическое оборудование делят на следующие классы:

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

2. Моечное оборудование — машины для мытья овощей, столовой и кухонной посуды и др.

3. Очистительное оборудование — машины для очистки ово­щей, рыбы.

4. Измельчительно-режущее оборудование — машины размо­лочные, протирочные, для резания пищевых продуктов (овощей, мяса, хлебобулочных и гастрономических изделий и др.).

5. Месильно-перемешивающее оборудование — машины для замеса теста, перемешивания фарша, взбивания кондитерских смесей и т.д.).

6. Дозировочно-формовочное оборудование — машины для де­ления продукта на порции заданной массы и придания ему опре­деленной формы (котлетоформовочные и пельменные машины, делители крема, теста и т.д.).

7. Прессующее оборудование — соковыжималки.

По степени автоматизации выполняемых машиной технологи­ческих процессов различают машины неавтоматического, полу­автоматического и автоматического действия.

В машинах неавтоматического действия технологические опе­рации, такие как подача продуктов в рабочую камеру, удаление из нее готовой продукции, контроль за готовностью продуктов, выполняет оператор, обслуживающий машину.

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

В машинах автоматического действия все технологические и вспомогательные операции выполняются машинами. Такие маши­ны можно использовать в технологическом процессе автономно или в составе поточных линий.

3. Под производительностью технологической машины понима­ют ее способность вырабатывать определенное количество продукции в единицу времени.

Количество вырабатываемой машиной продукции в зависимо­сти от ее физического состояния можно измерять в единицах мас­сы (кг), объема (м³) или в штуках (шт.). Соответственно этому различают массовую, объемную и штучную производительность. В Международной системе единицей отсчета рабочего времени ма­шины служит секунда (с). Производительность машины, выражен­ная отношением количества готовой продукции ко времени в се­кундах, легко перевести в часовую или минутную, умножив на соответствующий коэффициент.

Различают три вида производительности машин: теоретичес­кую, техническую и эксплуатационную. Для практики важное зна­чение имеют теоретическая и техническая (действительная) про­изводительность.

Теоретическая производительность. Количество продукции, ко­торое машина может выпустить в единицу времени при непре­рывной и бесперебойной ее работе в стационарном режиме, на­зывают теоретической производительностью машины.

Для машин периодического действия:

теоретическая массовая производительность (кг/с)

где m — масса продукции, выпускаемой машиной за один рабо­чий цикл, кг; Т — продолжительность рабочего цикла, с; V_Q — свободный объем рабочей камеры, м³; р — насыпная или объем­ная плотность обрабатываемого продукта, кг/м³; ф_п — коэффици­ент заполнения рабочей камеры:

где V_np — объем продукта в рабочей камере, м³; t₃, t₀, t_y — время загрузки, обработки и удаления продукта соответственно, с; теоретическая штучная производительность (шт./с)

где z — число предметов, помещаемых в камеру для обработки за

один рабочий цикл, шт.

Для машин непрерывного действия:

теоретическая массовая производительность (кг/с)

где F₀ — площадь поперечного сечения рабочей камеры, м²; v_Q — скорость продвижения продукта в рабочей камере в направлении, перпендикулярном F_Q, м/с; ср_н — коэффициент использования се­чения F₀ рабочей камеры продуктом:

где F_np — площадь продукта в сечении рабочей камеры F_Q, м²; теоретическая штучная производительность (шт./с)

где К — число предметов, помещающихся в поперечном сечении конвейера, шт.; v₀ — скорость движения конвейера, м/с; L — расстояние (шаг) между одноименными точками двух соседних предметов, м.

Техническая производительность. Среднее количество продук­ции, выпускаемой машиной в единицу времени в условиях эксп­луатации, называют технической производительностью Q_Tex ма­шины

Техническая производительность связана с теоретической Q следующей зависимостью:

где К_{т и} — коэффициент технического использования машины;

где t_p — время работы машины, ч; /_то — время технического об­служивания машины (регулировка, переналадка, очистка рабо­чих органов и т.п.), ч; t_0TK — время, необходимое на восстановле­ние работоспособности машины после отказа, ч.

Эксплуатационная производительность. Это показатель, харак­теризующий машину в условиях эксплуатации на конкретном пред­приятии с учетом всех потерь рабочего времени.

Эксплуатационная производительность Q_3KC связана с теорети­ческой Q следующим образом:

где К_ои — коэффициент общего использования

где t_opr — время, учитывающее простой машины по организаци­онным причинам.

Коэффициент К_ои определить очень сложно, так как его вели­чина зависит от специфики работы предприятия, организации труда в цехе и квалификации обслуживающего персонала.

Мощность машины. В общем случае при работе технологичес­кой машины мощность расходуется на приведение в движение рабочего органа и на перемещение продукта.

В зависимости от характера движения рабочего органа машины мощность можно определить следующим образом:

при поступательном движении

вращательном движении

где — мощность, необходимая для обработки продукта рабочим органом, Вт; N₂ — мощность, необходимая для перемещения про­дукта в процессе обработки, Вт; Р_р0 и Р_п — соответственно усилие, приложенное к рабочему органу или продукту, Н; М_р_₀, М_п — соот­ветственно крутящий момент, приложенный к рабочему органу или продукту, Нм; vи со — соответственно линейная и угловая скоро­сти движения рабочих органов или продукта, м/с или с^-1.

Общую мощность, подводимую к входному валу исполнитель­ного механизма, определяют с учетом всех потерь в исполнитель­ном и передаточном механизмах:

где — общий КПД машины, учитывающий потери мощности при ее передаче от вала электродвигателя к рабочему органу.