1.5. Взбивальные машины

Цель механического перемешивания – об­разование нового продукта в виде однородной массы, состоящей из отдельных частичек разнородных продуктов. Если перемеши­вание сопровождается насыщением продукта мельчайшими пу­зырьками воздуха, то такой процесс называют взбиванием.

На предприятиях общественного питания для перемешивания и взбивания жидких смесей применяют взбивальные машины и ме­ханизмы, имеющие вертикально расположенную неподвижную рабочую камеру и взбиватели, вращающиеся вокруг своей оси и оси приводного вала (см. рис. 1.5.1).

6

Рис. 1.5.1. Взбивальная машина МВ-60: 1 – тележка; 2 – бачок; 3 – взбиватель; 4 – крышка планетарного механизма; 5 – коробка скоростей; 6 – рукоятка; 7 – электродвигатель; 8 – корпус; 9 – кронштейн; 10 – рукоятка подъема кронштейна; 11 – направляющие; 12 – чугунная плита

Действительная производительность (кг/с) взбивальных машин и механизмов рассчитывается по формуле:

(1.5.1)

где m – масса продукта, подвергающегося взбиванию, кг; Т – время цикла обра­ботки порции продукта с.

Теоретическая производительность Q_T взбивальных машин и механизмов будет зависеть от объема рабочей камеры V₀, плотно­сти продукта ρ, коэффициента заполнения рабочей камеры φ и времени загрузки, обработки (взбивания) и выгрузки продукта t₃, t₀, t_В:

(1.5.2)

Объем рабочей камеры (м³) приближенно можно определить по формуле:

(1.5.3)

где D – диаметр цилиндрической части бачка, м; d – диаметр днища бачка, м; Н – высота цилиндрической части бачка, м; h ^/ – высота суженной части бачка, м.

Коэффициент заполнения рабочей камеры вычисляется по формуле

(1.5.4)

где m₀= V₀ ∙ ρ – предельная масса продукта в рабочей камере, кг.

Плотность продукта до взбивания, а также после взбивания (ρ) – определяется по формуле:

(1.5.5)

где m_i, – масса порции продукта, кг; V – объем порции продукта, м³ (задается пре­подавателем, например V = 100мм³).

Полезная мощность машины (Вт) рассчитывается:

Nпол = Nобщ - Nх.х,

(1.5.6)

Теоретическая мощность N_T взбивальных машин и механиз­мов зависит от многих факторов: физических и реологических свойств продуктов, формы, размеров и скорости движения взби­вателей и др.

Приближенно теоретическую мощность можно определить по формуле:

(1.5.7)

где N – мощность, необходимая для преодоления сил межмолекулярного сцепле­ния между частицами продукта, Вт:

N = Pсопр ∙ vвзб,

(1.5.8)

P_сопр – сила сопротивления, оказываемого средой движущемуся взбивателю, Н;

(1.5.9)

– коэффициент лобового сопротивления; F_взб – площадь проекции взбивателя на плоскость, перпендикулярную вектору скорости его перемещения, м²; z – чис­ло лопастей; v_взб – скорость движения взбивателя относительно продукта, м/с;

(1.5.10)

R_взб – радиус взбивателя, м; n_взб – частота вращения взбивателя вокруг своей оси, мин^-1; – коэффициент проскальзывания (при v_взб в пределах 0,7…8 м/с принимают равным 0,8…0,2); а = 1,1...1,2 – коэффициент запаса мощности; η_M = 0,7...0,8 – КПД механических пе­редач машины (η_M).

Мощность N можно представить как

(1.5.11)

При перемешивании жидкого теста коэффициент К₀ – 5000...6000; при взби­вании белков, сливок К₀ = 3000...4000, при взбивании муссов, кре­мов К₀ = 4000... 5000.

Удельный расход р электроэнергии (Вт · с/кг) определяется по формуле:

(1.5.12)

где Т – суммарное время, затраченное на обработку продукта, с:

Т = tЗ + tО + tУ,

(1.5.13)

t_З – продолжительность загрузки продукта в рабочую камеру; t_О – продолжительность обработки продукта; t_У – продолжительность удаления продукта из рабочей камеры, с.

Передаточное отношение редуктора i находят из выражения:

(1.5.14)

где n₁ – частота вращения вала электродвигателя, мин^-1.

Механический КПД машины η_м определяется соотношением мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивлений обрабатываемого продукта, к мощности электродвигателя, находящегося под нагрузкой:

(1.5.15)

Рис. 1.5.2 Сменные инструменты взбивальных машин; 1 – прутковый венчик; 2 – плоскорешетчатый взбиватель; 3 – прутковый венчик; 4 – плоскорешетчатый взбиватель; 5 – крюкообразный взбиватель; 6 – рамный взбиватель; 7 – прутковый венчик; 8 – фигурный взбиватель; 9 – прутковый венчик; 10 – фигурный взбиватель; 11 – прутковый венчик; 12 – фигурный взбиватель; 13 – плоскорешетчатый взбиватель; 14 – плоскорешетчатый взбиватель; 15 – прутковый венчик; 16 – лопастной взбиватель

Рабочим инструментом взбивальных машин служат легкосъемные взбиватели (рис.5.2). Прутковые венчики (1, 3, 7, 9, 11, 15) различных форм применяют для взбивания жидких смесей; плоскорешетчатые и фигурные взбиватели (2, 4, 13, 14 и 8, 10, 12) – для взбивания густых смесей.

Для взбивания крутого теста применяют крюкообразные и рамные взбиватели (5, 6), для взбивания густых кремов, песочного теста – лопасной взбиватель (16). Емкости, в которых взбиваются смеси, представляют собой цилиндрические баки, вместимостью 6, 20, 35, 40, 60, 100 дм³. Емкость бака является главной технической харак­теристикой взбивальной машины и указывается в шифре марки машины.