6.4 Оборудование для нарезки и упаковки изделий

Для нарезки изделий была выбрана хлеборезательная машина марки DAUB BRS 208, технические характеристики которой представлены в таблице 29.

Таблица 29 – Технические характеристики хлеборезательной машины DAUB BRS 208

Техническая характеристика	Значение
Производительность, кг/час	до 1000
Ширина рабочей ленты, см	52
Максимальная высота хлеба, см	16
Мощность, кВт	1,0
Габаритные размеры, мм	1940х550х1300
Масса, кг	215

Машина осуществляет непрерывную подачу хлеба в зону резания хлеба. Конвейер выполнен в виде синтетической ленты. Подаваемые буханки хлеба поджимаются сверху небольшим устройством похожим на гусеницу танка. Скорость движения конвейера, соответственно и скорость резания хлеба, регулируется электронным устройством с помощью ручки пульта управления. Ножи с тефлоновым покрытием уменьшают налипание хлеба.

Для упаковки изделий выбрана упаковочная машина РТ-УМ-ГШ. Ее технические характеристики приведены в таблице 30.

Таблица 30 – Технические характеристики упаковочной машины РТ-УМ-ГШ

Техническая характеристика	Значение
Вес, кг	400
Производительность, кинематическая упаковок/мин, до	140
Напряжение питания, В	220
Максимальный диаметр рулона пленки, мм	400
Габаритные размеры (ДхШхВ), (мм)	3550х1050х1700
Потребляемая мощность, кВт	2,6

При упаковке готовых изделий используется полипропиленовая пленка. Подача продукта в зону обёртывания осуществляется по горизонтальному транспортёру. Формируется трёхшовный пакет FlowPack из термосвариваемых рулонных упаковочных материалов.

В таблице 31 представлено подобранное оборудование для технологической линии производства пшеничного хлеба с добавкой йодхитозана.

Таблица 31 – Сводная таблица оборудования для технологической линии

Операция	Аппарат	Количество	Мощность, кВт
Замес теста	Тестомесильная машина А2-Хт-3Б	1	4,75
Брожение	Дежа V = 0,05 м3	3	–
Деление теста	Тестоделитель-укладчик Ш33-ХД-3У	1	1,5
Расстойка	Расстойно-печной агрегат ХПА-40	1	1,7
Выпечка
Нарезка	Хлеборезательная машина DAUB BRS 208	1	1,0
Упаковка	Упаковочной машина РТ-УМ-ГШ	1	2,6

7 Расчет тестомесильной машины

7.1 Производительность тестомесильной машины

Объем дежи V рассчитывается по формуле (23) [31]

V = П·(τ + τв) / 3600·ρ·k,

(23)

где П – производительность тестомесильной машины, кг/ч;

τ – время замеса, с, τ = 540 с;

τ_в – продолжительность вспомогательных операций, с, τ_в = 1260 с;

ρ – плотность теста, кг/м³, ρ = 1080 – 1100 кг/м³;

k – коэффициент заполнения месильной камеры (для машин с подкатными дежами k = 0,3 – 0,6).

Производительность тестомесильной машины П_м находим по формуле (24)

Пм = Пп · k0,

(24)

где П_п – производительность печи, кг/ч;

k₀ – коэффициент, учитывающий возможные остановки на регулировку и очистку (для машин периодического действия k₀ = 1,2 – 1,3).

П = 27 · 1,25 = 33,75 кг/ч,

V = 33,75 · (540 + 1260) / 3600·1100·0,4 = 0,03835 м³ = 38,35 л.

По ГОСТ 31523-2012 выбираем рекомендуемый объем дежи объемом 0,05 м³.

2. Конструктивный расчет тестомесильной машины

Мощность электродвигателя привода тестомесильной машины N_дв, кВт, рассчитывают по формуле

Nдв = ,

(25)

где N₁ – мощность необходимая для вращения месильного органа при замесе теста, кВт;

N₂ – мощность, необходимая для вращения дежи, кВт;

η – КПД привода,%, η = 85%.

N1 = 4 10- 4 1 g,

(26)

где λ – коэффициент использования дежи, λ = 0,55;

R – радиус вращения центра лопасти, м, R = 0,45 м;

ω₁ – угловая скорость месильного органа, рад/с;

g – ускорение свободного падения, м/с², g = 9,8 м/с².

1 = ,

(27)

где n – частота вращения вала, об/мин, n = 45 об/мин.

ω₁ = 3,14 ∙ 45 / 30 = 4,71 рад/с.

N₁ = 4 ∙ 10^-4 ∙ 0,55 ∙ 0,05 ∙ 0,45 ∙ 1000 ∙ 4,71 ∙ 9,8 = 0,23 кВт.

N2 = 10-3 g (Gд + Gт) f 2 rц

(28)

где G_д – масса дежи, кг, G_д = 83 кг;

G_т – масса теста в деже, кг, G_т = 160 кг;

f – коэффициент трения вала дежи в опорах; f = 0,25;

ω₂ – угловая скорость дежи, рад/с, ω₂ = 5,1 рад/с;

r_ц – радиус цапфы, м, r_ц = 0,12 м.

N₂ = 10^-3 ∙ 9,8 ∙ (160 + 83) ∙ 0,25 ∙ 5,1 ∙ 0,12 = 0,36 кВт.

Nдв = (0,23 + 0,36) / 0,85 = 0,7 кВт.

По каталогу ООО «Электродвигатель» выбираем электродвигатель АИР 71 А2 мощностью 0,75 кВт. Его технические характеристики представлены в таблице 32.

Таблица 32 – Технические характеристики электродвигателя АИР71А2

Тип	АИР71А2
1	2
Мощность двигателя, кВт	0,75
Частота вращения вала электродвигателя, об/мин	2820
КПД электродвигателя, %	79
Коэффициент мощности электродвигателя	0,8
Продолжение таблицы 32
1	2
Отношение пускового момента к номинальному моменту	2,6
Отношение максимального момента к номинальному	2,7
Отношение тока пускового к номинальному	6
Момент инерции, кг∙м2	0,00097
Масса электродвигателя, кг	8,7

Часовое количество дежей для теста Д_ч.т, шт, рассчитывают по формуле

Дч.т. = ,

(29)

где М_ч – часовой расход муки, кг; М_Ч = 23 кг;

М_м – максимальное количество муки в деже, кг.

Максимальное количество муки в деже определяют по формуле

Мм = ,

(30)

где q_м – норма загрузки муки на 100 л геометрической емкости при приготовлении теста, кг; q_м = 23 кг;

V_д – объем дежи, л; V_д = 160 л.

М_м = 23 ∙160 / 100 = 36,8 кг.

Д_ч.т. = 23 / 36,8 = 0,63 ≈ 1 шт.

Ритм замеса теста r_т, мин, рассчитывается по формуле

rт = ,

(31)

r_т = 60 / 1 = 60 мин.

Количество дежей Д_бр, шт, занятых под брожением теста, определяется по формуле

Дбр = ,

(32)

где t_бр.т – продолжительность брожения теста, мин (40 мин).

Д_бр = 40 / 60 = 0,6 ≈ 1 шт.

Общее количество дежей определяют по формуле

Доб = ΣД + Дзап,

(33)

где ΣД - суммарное количество дежей для наиболее напряженной смены;

Д_зап – запасные дежи; Д_зап = 10 – 15% от ΣД.

ΣД = Д_ч.т. + Д_бр = 1 + 1 = 2 шт.

Д_об = 2 + 0,15 ∙ 2 = 2,3 ≈ 3 шт.

Количество тестомесильных машин N, шт, для данного сорта изделий рассчитывают по формуле

N = ,

(34)

где t_зам.т – продолжительность замеса теста, мин; t_зам.т = 9 мин.

N = 9 / 38 = 0,24 ≈ 1.

В конструкцию тестомесильной машины А2-ХТЗ-Б входят: фундаментная плита, подкатная дежа, месильный орган, крышка, привод месильного органа, поднимающаяся-опускающаяся траверса, станина.

Тестомесильная машина работает следующим образом. Подкатная дежа накатывается на фундаментную плиту машины до упора, контакты конечного выключателя блокировки фиксаций дежи замыкаются. Нажатием кнопки «Вниз» на панели управления включается привод поворота траверсы, которая опускается в рабочее положение, дежа закрывается крышкой, фиксируя ее на плите, при этом рабочий орган вводится в дежу. Через отверстие в крышке, снабженной штуцером, в дежу по гибкому шлангу от дозировочной станции подается жидкие компоненты. Загрузка дежи мукой или другими сыпучими продуктами производится через овальную горловину в крышке, соединенную тканевым рукавом с дозировочной станцией сыпучих продуктов. Нажатием кнопки «Пуск» включается привод месильного органа, совершающего планетарное движение внутри дежи. По истечении заданного времени, устанавливаемого при помощи реле времени, привод месильного органа автоматически выключается, механизм останавливается, включается привод поворота траверсы. Траверса поворачивается в крайнее верхнее положение, и месильное устройство выходит из дежи, которая высвобождается от фиксаций и выкатывается вручную с фундаментной плиты машины.

Тестомесильная машина А2-ХТЗ-Б оборудована таймером для отчета времени замеса теста. Спиральный месильный орган в процессе замешивания теста вращается вокруг собственной оси и вокруг оси дежи. Тестомесильная машина А2-ХТЗ-Б производит эффективное замешивание теста по всему объему дежи в непосредственной близости от стенок и донной части.

8 Безопасность и экологичность проекта

8.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Для хлебопекарного производства присущи физические, психофизические опасные и вредные производственные факторы согласно [32].

Возникновение психофизических перегрузок в процессе работы связано с необходимостью наблюдения за большим количеством аппаратов и приборов, необходимостью быстрого реагирования в случае отклонения параметров технологического режима или созданию аварийных ситуаций.

Опасные и вредные производственные факторы приведены в таблице 33.

Таблица 33 – Опасные и вредные производственные факторы разрабатываемого технологического процесса

Операция	Характеристика процесса	Применяемое оборудование	Опасные и вредные факторы
1	2	3	4
Замес теста	τ = 8 – 10 мин, частота вращения месильного органа 120 об/мин, механизированный процесс	Тестомесильная машина А2-ХТ-3Б, N = 4 кВт, U = 380 В	Физические: движущиеся механизмы, вибрация, шум, повышенное напряжение сети.
Брожение теста	τ = 30 – 50 мин	Дежа тестомесильной машины
Деление на куски	τ = 30 мин, автоматизированный процесс	Делитель-укладчик Ш33-ХД-3У, N = 1,5 Вт, U = 380 В	Физические: движущиеся механизмы, шум, повышенное напряжение сети. Психофизиологические: монотонность труда
Расстойка, выпечка	τ = 60 мин, w = 75 – 80%, t = 38 – 39 °C, автоматизированный процесс	Расстойно-печной агрегат с печью ХПА-40, N = 1,7 кВт, U = 220/380 В	Физические: повышенное напряжение сети, повышенная температура и влажность рабочей зоны.
Нарезка	τ = 10 – 13	Хлеборезательная машина DAUB BRS 208, N = 1,0 кВт, U = 220/380 В	Физические: движущиеся механизмы, повышенное напряжение сети, острые кромки инвентаря.
Продолжение таблицы 33
1	2	3	4
Упаковка	τ = 10 – 13 мин, механизированный процесс	Упаковочная машина РТ-УМ-ГШ (3550х1050х1700), N = 2,6 кВт, U = 220/380 В	Физические: движущиеся механизмы, шум, вибрация. Психофизиологические: монотонность труда

Наиболее опасной операцией является выпечка вследствие того, что на этой стадии производства кроме опасных факторов: движущиеся механизмы, повышенное напряжение, шум, которые присутствуют практически в каждой стадии, добавляется опасный фактор – повышенная температура поверхностей оборудования и воздуха рабочей зоны., которая может привести к травматизму.

8.2 Безопасность цеха по производству пшеничного хлеба

8.2.1 Безопасность технологического процесса и производственного оборудования

Важнейшим фактором предотвращения опасного и вредного воздействия производства на работающих людей и окружающую среду является совершенство и надежность технологического процесса и оборудования.

При проектировании предусмотрены следующие меры: устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, комплексная механизация, автоматизация; герметизация оборудования; применение средств защиты работающих; применение мер, направленных на предотвращение проявления опасных и вредных производственных факторов в случае аварии; применение рациональных режимов труда и отдыха с целью предотвращения монотонности, чрезмерных физических перегрузок [33].

Согласно [33] размеры рабочего места и размещение его элементов обеспечивают выполнение рабочих операций в удобных рабочих позах и не затрудняют движений работающего.

Мероприятия по технике безопасности эксплуатации оборудования представлены в таблице 34.

Таблица 34 – Мероприятия по технике безопасности эксплуатации оборудования

Применяемое оборудование	Мероприятия по технике безопасности
1	2
Тестомесильная машина А2-ХТ-3Б, N = 4 кВт, U = 380 В	Движущиеся части защищены от случайного проникновения, при работе тестомесильная машина закры­вается крышкой, для избегания попадания посторонних предметов. Оборудование заземляется.
Продолжение таблицы 34
1	2
Делитель-укладчик Ш33-ХД-3У, N = 1,5 Вт, U = 380 В	Движущиеся и выступающие части оборудования защищены от проникновения. Процесс автоматизирован. Оборудование заземляется.
Расстойно-печной агрегат с печью ХПА-40, N = 1,7 кВт, U = 220/380 В	Устанавливается теплоизоляция. Движущиеся и выступающие части оборудования защищены от проникновения. Процесс автоматизирован. Оборудование заземляется.
Хлеборезательная машина DAUB BRS 208, N = 1,0 кВт, U = 220/380 В	Рабочая зона закрыта ограждением. Процесс автоматизирован. Оборудование заземляется.
Упаковочная машина РТ-УМ-ГШ, N = 2,6 кВт, U = 220/380 В	Машина оборудована системой блокировок для обеспечения безопасности работы оператора. Оборудование заземляется.