Испытание овощерезательных машин

Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия ма­шин для нарезки сырых овощей, ознакомиться с формами нарез­ки овощей на различных типах машин, определить способы реза­ния (рубящее, скользящее) овощей в зависимости от формы и рас­положения рабочих инструментов, научиться составлять кинематические и принципиальные схемы, провести измерения отдельных конст­руктивных и кинематических параметров и экспериментально оп­ределить основные эксплуатационные показатели, а также пока­затели качества овощерезательных машин.

Для проведения эксперимента используют овощерезательную машину, подклю­ченную к источнику электроэнергии.

Чтобы определить производительность машины, необходимы: ци­ферблатные весы, которые используют для отвешивания необхо­димого количества продукта и секундомер, предназначенный для определения времени нарезки порции продукта.

Для определения конструктивных параметров используют из­мерительную линейку и штангенциркуль.

Чтобы изучить устройство овощерезательных машин рассматривают отдельные элементы и узлы (ножи, опорные диски, заклинивающие устрой­ства, механизмы регулирования толщины нарезки), которые есть в лаборатории. В дисковой овощерезательной машине осмат­ривают рабочую камеру, загрузочное и разгрузочное устройства, знакомятся с их расположением и способом передачи движения опорному диску с ножами. В роторной овощерезательной машине рассматривают форму ножей и их установку, форму рабочей ка­меры и ее расположение, ротор с заклинивающими лопастя­ми и способ передачи ему движения. В пуансонных овощереза­тельных машинах знакомятся с формой ножей и их расположением в корпусе машины, пуансоном, механизмом передачи движения пуансону, с формой и расположением рабочей камеры, загрузочного и разгрузочного устройств.

Изучение конструкции машин заканчивают составлением ки­нематических схем (рис. 1.2).

Основные конструктивные параметры, влияющие на эксплуа­тационные характеристики и показатели качества овощерезательных машин, определяют путем их измерения. К конструктивным параметрам относятся: в дисковых овощерезательных машинах – зазор между ножами и опорным диском, максимальное и мини­мальное расстояния от оси вращения опорного диска до конца и начала лезвия, расстояние между ножами гребенки, угол заклини­вания; в роторных овощерезательных машинах – высота гребен­ки, расстояние между ножами гребенки, диаметр рабочей камеры, угол наклона лопастей на роторе. В пуансонных овощерезатель­ных машинах – диаметр ножевой решетки, длина и ширина од­ной ячейки, число ячеек, длина хода пуансона. Разобравшись в конструкции и принципе работы различных овощерезательных машин, чертят необходимые схемы. Затем при­ступают к экспериментальному определению эксплуатационных характеристик и качества нарезки продукта.

Машину включают, предварительно сняв опорный диск с но­жами и загрузочное устройство. Этой операцией обеспечивается свободный доступ к приводному валу.

На привод­ном валу закрепляют опорный диск с ножами для нарезки продук­та ломтиками и определяют пределы регулирования толщины на­резки. Затем устанавливают заданный зазор, рабочую камеру с загрузочным устройством, включают машину на холостом ходу и измеряют мощ­ность электродвигателя.

I II III
IV
V	VII
VI
Рис. 1.2. Кинематические и принципиальные схемы овощерезательных машин: I – МОПН-1 и МО; II –УММ-10; III – «Гамма»; IV– МС28-100 (пуансонный механизм); V – МРО400-1000 (роторная машина); VI – МРОВ-160; VII – МОПН-1 и МО (комбинированные машины): 1 – конический мультипликатор; 2 – разгрузочное уст­ройство; 3 – рабочая камера; 4 – загрузочное отвер­стие; 5 – толкатель; 6 – ножи; 7 – опорный диск; 8 – сбрасыватель; 9 – вал привода; 10 – регулировочная гайка; 11 – хвостовик с резьбой; 12 – неподвижная но­жевая решетка; 13 – пуансон; 14 – шток; 15 – червяч­ная передача; 16 – кривошип; 17 – рамка; 18 – роли­ки; 19 – диск; 20 – лопасти; 21 – неподвижный ноже­вой блок; 22 – электродвигатель; 23 – клиноременная передача; 24 – отверстие для отходов

Для приема нарезанного продукта под разгрузочное устройство устанавливают тару. Затем включают машину и равномерно загру­жают половину отмеренной порции продукта, определяя по се­кундомеру время нарезки и мощность электродвигателя.

По окончании процесса машину останавливают, заменяют ножи и изменяют форму нарезки продукта (брусочками или со­ломкой). Затем включают машину и определяют время нарезки продукта и мощность электродвигателя под нагрузкой, после че­го оценивают качество нарезки продукта. Для этого из порции на­резанных овощей (для каждой формы нарезки) отбирают крошку, а также кусочки неправильной формы, имеющие трещины, и взвешивают их.

Для составления отчета вычерчивают кинематические и принципиаль­ные схемы овощерезательных машин, делают расчеты по приве­денным в работе формулам и составляют вывод. Полученные данные по производительности и мощности ма­шины, качеству обработки продукта сопоставляют с аналогичны­ми показателями овощерезательных машин такого же типа и пас­портными данными.

Для ситового анализа ис­пользуют набор сит и емкости для приема измельченного продукта.

Измельчение – это процесс уменьшения размеров кусков твердых продуктов механическим путем. Измель­чение крупных кусков называют дроблением, мелких – размолом, или помолом.

Основной показатель работы размолочных машин и механиз­мов – степень измельчения продукта.

Степенью измельчения i* называют отношение средних разме­ров кусков продукта до дробления D и после дробления d:

.

(1.5)

Различают следующие размерные классы дробления продуктов: крупный – с размером кусков продукта после дробления 250...40 мм; средний – 40...10 мм; мелкий – 10...1 мм; тонкий – 1...0,4 и коллоидный – до 0,001 мм.

Размолочные машины и механизмы, применяемые на предпри­ятиях общественного питания, осуществляют мелкое и тонкое из­мельчение твердых продуктов.

К твердым продуктам относят: сахар, перец, зерна кофе, суха­ри, мак, некоторые виды круп и другие сыпучие продукты.

Важнейшая характеристика сыпучих продуктов – дисперс­ность. Она может быть выражена функцией распределения частиц по размерам или величиной удельной поверхности частиц.

Распределение частиц по размерам определяют ситовым анали­зом, используя наборы сит. Широко применяются сита пробивные, изготовленные из тонкой листовой стали со штампо­ванными отверстиями, плетеные (проволочные) из крупной ме­таллической проволоки и тканые из шелковых нитей, капро­на или нейлона.

Под размерами сита понимают длину одной из сторон квадрат­ной ячейки. Так, сито № 4 имеет размер стороны 4 мм, сито № 0,2 – 0,2 мм.

Часть измельченного продукта, прошедшего через отверстия сита, называют проходом, а часть продукта, оставшуюся на сите, – сходом.

Сход Y_р определяется как отношение массы частиц m_n данно­го размерного класса, не прошедших через отверстия сита, к ис­ходной массе измельчаемого продукта m, выраженное в процен­тах:

(1.16)

Удельной поверхностью S_y частиц называют отношение пло­щади поверхности частиц к их объему или массе, которое соответственно определяется по формулам

или

(1.17)

где d_cp – средний диаметр частиц, м;

(1.18)

где m₁, m₂, …, m_n – масса каждой фракции в пробе измельченного продукта, кг; d₁, d₂, ..., d_n – средний размер частиц данных фракций (среднеарифметическая вели­чина ячеек сита, через которое данная фракция прошла, и отверстий сита, на ко­тором она задержалась), м; ρ – насыпная плотность продукта, кг/м³.

Пусть а₁ – размер ячейки сита, через которое прошла фракция продукта; а₂ – размер ячейки сита, на котором эта фракция задер­жалась. Тогда средний размер частиц данной фракции

Для последней фракции, оседающей на донышке, средний раз­мер принимают равным половине размера ячейки последнего сита.

Самое верхнее сито должно иметь такой размер ячейки, чтобы он был близок к размеру ячейки нижерасположенного сита и в то же время на этом сите практически не должно быть схода.

Навеску исследуемой смеси пропускают через ряд сит, размер отверстий которых постепенно уменьшается (сверху вниз), и оп­ределяют путем взвешивания массы продукта, оставшейся на каж­дом сите. Результаты записывают в табл. 1.1.

Полученные данные позволяют охарактеризовать дисперсность измельченного продук­та и построить ее характеристику по крупности. Для этого на горизонтальной оси (рис. 1.3) откладывают размер отверстий последовательно расположенных сит, на верти­кальной оси слева – массу фракции, остающейся на каждом сите (в процентах от массы начальной навески), справа – суммарный проход в процентах.

Таблица 1.1. Ситовый анализ продукта после измельчения

№ п/п	Диаметр отверстия сит, мм	Сход
		г	%	Суммарный, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Донышко

Рис. 1.3. Определение результатов ситового анализа