ЛЕКЦИИ 7. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ В ЗАМОРОЖЕННОМ ВИДЕ (2 часа)
ПЛАН ЛЕКЦИИ
Оборудование для измельчения замороженных продуктов.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПРОДУКТОВ
Измельчают замороженные фрукты, овощи или мясную продукцию. Для этого рекомендуют:
Роторные дробилки типа PZC.
Это оборудование применяют для:
Гранулирования/резки замороженных фруктов, овощей или мясной продукции
Переработки замороженных фруктов, овощей или мясной продукции в кубики, полоски или ломтики
Подготовки продуктов для производства кормов для животных.
Грануляторы. Ультрагрануляторы обеспечивают оптимальную производительность в широком спектре областей применения, таких как пластики, химические, а так же минеральные и пищевые продукты.
В зависимости от требований имеются различные варианты корпусов оборудования с различным количеством ножей и геометрией движений при нарезании. Они варьируются от корпусов машин с двумя рядами ножей для измельчения тонкостенных частей и крупногабаритных полых кусков до машин с тремя или четырьмя рядами ножей для измельчения плотных форм, таких как комки, листы, пленки, волокна или для высокой пропускной способности.
Типы и конструкции роторов многофункциональны, как и области их применения:
Рисунок 33 — Типы роторов — 1. Ротор с косым срезом 2. Когтевой ротор 3. Кассетный ротор 4. Фиксирующий ротор 5. Многоножевой ротор
Для удобства в обращении имеют разъемный корпус, верхняя часть которого в зависимости от конструкции может быть вручную или гидравлически поднята или опущена. Конструкция корпуса мельницы обеспечивает легкий доступ к поверхности сита, которая может быть изготовлена с квадратными или круглыми отверстиями. Для того чтобы добиться высокого качества конечного продукта при низких эксплуатационных расходах, требуется точное расстояние между ращающимися и стационарными ножами.
Настройки ножа. Измельчение осуществляется между вращающимися и неподвижными ножами. Чем точнее установлено расстояние между ножами, тем выше качество продукта и ниже эксплуатационные расходы. Преимуществом ультрагрануляторов компании PALLMANN является то, что пока точная настройка вращающихся и неподвижных ножей осуществляется во внешнем приспособлении устройства, второй комплект ножей установлен и работает в машине. Таким образом, время простоя во время смены ножей сводится ко времени, необходимому для снятия тупых и установки острых ножей. В настройке и регулировке внутри машины нет необходимости.
Дробилки (блокорезки) значительно ускоряют производственный процесс, измельчая мясо в замороженном виде, исключается вероятность зарождения бактерий, что в последствии увеличивает сроки годности конечной потребительской продукции.
Блокорезки чаще всего используются для измельчения замороженных блоков мяса на мясоперерабатывающих предприятиях, но они так же могут применяться для измельчения замороженных блоков мяса птицы, рыбы, овощей, масла и многих других продуктов.
Дробилка может измельчать замороженные блоки любой продукции температурой — 18 – 0ºС, исключается потребность в оборудовании дефростации, автоматизируется и ускоряется производственный процесс.
Замороженные блоки подаются в дробилку специальным пневматическим толкателем, снижается до минимума вероятность получения производственной травмы обслуживающим персоналом, повышается уровень безопасности. Блокорезка так же оборудована защищённым от попадания влаги консольным пультом управления и специальным механизмом, который останавливает работу дробилки, если открывается защитная крышка блока ножей.
Блокировка измельчает замороженный блок продукции на кусочки весом 2,5-25грамм, вес можно настраивать в зависимости от рецептуры конечной продукции. Получаемые кусочки удобно высыпаются вниз из блока ножей, куда можно подставить любую транспортную тару для их сбора и транспортировки до куттера или волчка. Дополнительно можно заказать специальную тележку, которая позволит минимизировать просыпание кусочков мяса на пол.
Машины для измельчения замороженных блоков мяса изготавливаются из высококачественной нержавеющей стали, соответствуют международным санитарным требованиям пищевых производств, легко моются.
Элементы привода дробилки размещены в корпусе и закрыты защитными крышками, исключается вероятность попадания посторонних предметов в механическую часть и вероятность загрязнения продукции смазывающими материалами, сохраняется чистота, увеличиваются эксплуатационные сроки механических деталей.
Куттеры. Для тонкого окончательного измельчения фарша используют куттеры. Режущий инструмент куттера — серповидный нож. Измельчение происходит при вращении чаши с продуктом и ножей. Однако, применяя куттеры, необходимо предварительно измельчить продукт.
Куттеры предназначены для тонкого измельчения мясных продуктов при производстве колбас, сосисок, сарделек и т.д. В основном они применяются на предприятиях мясоперерабатывающей промышленности, но иногда и в заготовочных цехах предприятий общественного питания при больших объемах производства. В отличии от мясорубок, куттеры обладают большой степенью измельчения вплоть до пюре и пастоообразного состояния. В куттере можно перемалывать не только свежее, но и замороженное мясо.
Куттеры состоят из вращающейся чаши или дежи, внутри которой со значительно большей скоростью (³ 1000 об/мин) вращаются ножи различных форм и конструкций. Причем ось их вращения может располагаться как вертикально, так и горизонтально.
Горизонтальное расположение оси вращения позволяет снизить нагрузки на ножи и применяется в куттерах с большим объемом дежи (от 20 л и более). Они имеют большие размеры и напольное исполнение.
На предприятиях общественного питания чаще применяются куттеры с вертикальной осью вращения дежи и ножей.
Во время измельчения на куттере образуется фаршевая система, насыщенная воздухом. В мясе воздуха содержится ничтожно мало. Чем выше скорость резания, чем больше частота вращения ножей, тем больше воздуха вводится в фарш. Этот воздух разрыхляет систему, образует малые и большие пузырьки воздуха на разрезе колбасных батонов. Кислород этого воздуха приводит к окислению белка и жира и сокращению срока годности готовой продукции.
Для ликвидации этого явления, применяют куттеры с герметично закрытой чашей, в которой создают пониженное давление — вакуум. Вакуумирование при куттеровании позволяет получить еще ряд положительных эффектов. При вакуумировании куски мяса расширяются и как бы уплотняются, что улучшает условия резания и позволяет получить более тонкое измельчение таких компонентов, как сухожилия, свиная шкурка и т. д.
Конечный фарш получается более плотным, причем величиной давления можно регулировать его консистенцию.
Отсутствие кислорода в фарше предохраняет от окисления красный пигмент мышечной ткани. Готовые колбасы имеют хорошую, долго сохраняемую окраску на разрезе. Замедляется окисление жира, что повышает сохранность вкусовых качеств.
Вакуумный куттер ВК-125 состоит из корпуса 1, в котором смонтированы приводы ножевогвала и чаши. Чаша вращается в вакуумном корпусе 7, который герметизируют крышкой 3 и уплотнением 8. Крышка закреплена на рычаге 4, который соединен со штоком гидроцилиндра. Чаша приводится во вращение двухскоростным асинхронным электродвигателем, а ножевой вал – от двигателя постоянного тока. При этом скорость резания может быть бесступенчато изменена от 13 до 130 м/с, при наибольшей частоте вращения 83,3 с-1.
Рисунок 34 — Вакуумный куттер ВК-125: 1 — корпус; 2 — механизм выгрузки; 3 — вакуумная крышка; 4 — рычаг; 5 — пульт управления; 6 — машинный отсек; 7 – вакуумный корпус; 8 — вакуумное уплотнение; 9 — виброопоры.
Предусмотрена возможность перемешивания без резания при обратном направлении вращения ножей. Общая мощность электродвигателей приводов 37 кВт. При загрузке и выгрузке продукта крышку открывают, выгрузку производят тарелкой механизма 2. Режим куттерования может регулироваться в ручном или автоматическом режиме с пульта.
В последнее время на предприятиях общественного питания все большее распространение получают так называемые настольные кухонные куттеры с неподвижной чашей в которой установлены многоуровневые ножи, что обеспечивает равномерное измельчение по всему объему. Кухонные куттеры применяются для измельчения не только мяса и рыбы, но также овощей, фруктов, зелени и т.д. Кроме того, с их помощью можно взбивать сливочное масло, приготавливать эмульсию (мусс или майонез) и даже замешивать тесто. В крышке кухонных кутеров имеется отверстие 3 для добавления различных ингредиентов в процессе обработки.
В настоящее время кухонные куттеры выпускают только импортные производители. Они имеют объем чаши от 2 до 60 литров. Большие куттеры могут быть укомплектованы вакуумным оборудованием, повышающим качество обработки и снижающим шум. Наибольшее распространение в России получили кухонные куттеры фирм «Robot coup» (Франция), «Sirman» и «Fimar» (Италия).
Рисунок 35 — Куттер фирм «Robot coup» (настольный)
ИННОВАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Пакоджет (льдомиксер). Пакоджетинг представляет собой технологию молекулярной кухни, заключающуюся в том, что продукция подверженная глубокой заморозке (до – 22 °С) в течение суток, превращается в мелкотекстурированную и пюреобразную массу, которая хранится в таком виде при температуре от — 12 до -15°С. Данная технология идеальна для замороженных десертов.
Уникальность Пакоджета (льдомиксера) заключается в следующем. Гомогенность многих видов продуктов достигается за счет добавления в них специальных химических агентов, оказывающих связующий адгезивный эффект. Так, например, в качестве естественного агента может использоваться яичный белок. В пищевом производстве разнообразные химические агенты используют для приготовления колбас, паштетов, вареных сосисок и т.д. С помощью аппарата Пакоджет подобный эффект достигается по средствам дробления замороженных продуктов в мельчайшую фракцию без использования дополнительных добавок. Так, например, мясной фарш со специями и сухарями может быть заморожен на 24 часа, извлечен из морозильной камеры и измельчен в льдомиксере. После этого, получившаяся гомогенная масса помещается в герметично завязанный полимерный рукав, продукт отваривается при температуре 130-140°С на протяжении часа. После извлечения и охлаждения продукта получается «нежный» фарш.
Экономический эффект льдомиксера достигается за счет уникальности и органолептической эксклюзивности блюда при сравнительно низкой материальной себестоимости.
Рисунок 36 — Пакоджет
Технология работы устройства основывается на измельчении пищевых продуктов глубокой заморозки ножом, вращающимся со скоростью 2000 оборотов в минуту и обрабатывающим продукт слой за слоем сверху вниз, под давлением 1,2 бара. Продукт превращается в гладкую однородную кремообразную массу с мелкой структурой и нежной текстурой. В обработанном виде продукт хранится при температуре –12…–15°С.
PacoJet — гомогенизатор для пищевых продуктов
Гомогенизация – процесс создания однородной среды.
Технологический процесс. Продукты измельчают, помещают в стальной стакан, закрывают крышкой и замораживают при температуре –22°С в течение 24 часов. Затем стакан устанавливают в контейнер и присоединяют к аппарату. Осталось установить количество порций, и продукт за короткое время измельчится и взобьется до однородной консистенции.
Поскольку обработка происходит при температуре ниже 0°С, технологическая цепочка не нарушается: стакан с готовым продуктом можно поместить обратно в морозильный шкаф и использовать, когда он понадобится.
Продукт можно обрабатывать в PacoJet неоднократно без потери качества. Даже если при хранении он кристаллизируется, достаточно просто обработать его снова.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Назовите оборудование, применяемое для тонкого измельчения замороженных продуктов.
В чем состоит преимущество вакуумных куттеров?
Какую инновационную технологию приготовления блюд представляет собой пакоджетинг?
В чем состоит технологический процесс пакоджетинга?
Какова температура и продолжительность заморозки продуктов для пакоджетинга.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Елхина, В.Д. Механическое оборудование предприятий общественного питания: справочник: учебник для учащихся учреждений сред.проф.образования / В.Д. Елхина. – 5-е издание – Москва : Академия, 2016. – 336 с.
Электромеханическое оборудование / Е.С. Крылов.- Москва: Ресторанные ведомости, 2012. — 160 с.
Источник
Машины для тонкого измельчения сырья
При тонком измельчении полученные частицы имеют максимальные размеры до 60. 100 мкм. Потребность в таком измельчении возникла в связи с производством соков с мякотью, консервов для детского питания, концентратов, каш и др. Для тонкого измельчения используют три типа машин: дезинтегратор, коллоидную мельницу и гомогенизатор.
Дезинтегратор показан на рис. 1, а. Продукт измельчается остроребдистыми лопатками 3, смонтированными в цилиндрическом сите 4 на быстроходном валу 5, частота вращения которого 1000. 20000 мин-1.
Сырье подается в приемный бункер корпуса 2, где крупные частицы дробятся лопатками 1 и отбрасываются к нижерасположенным лопаткам, которыми продукт снова разрезается, и т. д. Две нижние пластинки имеют на своих торцах рабочие кромки, с помощью которых и осуществляется дробление сырья и протирание его через сетку.
Более удобна компоновка узлов дезинтегратора, показанная на рис. 1, б.
Дезинтеграторы измельчают продукт достаточно тонко, до размера частиц менее 100 мкм, а отходы при этом незначительны.
Коллоидная мельница представляет собой дисковую мельницу, измельчающий механизм которой имеет разное исполнение (рис. 2).
Измельчающий механизм с корундовой (абразивной) шайбой (рис. 2, а) образован из одной неподвижной (статор) и одной роторной шайб (ротор вращается с частотой 3000 мин -1 ). Под действием центробежной силы в зазоре между шайбами происходят тонкое дробление, разбивание, смешивание и гомогенизация (область Г).
Рис. 1. Дезинтегратор
Измельчающий механизм с корундовыми щелями (рис. 2, б) предназначен для измельчения продуктов, чувствительных к температуре. Шайбы в них заменены щелями, смонтированными в стальной шайбе. Рабочий орган зубчатого измельчающего механизма (рис. 2, в) представляет собой конусы с наклонными зубьями. Тонкое измельчение продукта происходит в области II.
Статор ножевого измельчающего механизма (рис. 2, г) состоит из решетчатой шайбы 3, решетчатой поверхности 2 и пространства 6, а ротор — из ножа 4 и лопатки 5. Продукт нарезается ножом 4 грубо и отталкивается к шайбе 3, где дополнительно еще раз нарезается (область III). От лопатки 5 продукт отбрасывается в отводящий короб 1. Лопатки 7 служат для грубого дробления поступивших крупных частиц.
Загрузочное устройство коллоидной мельницы (рис. 3) выполнено съемным и снабжено разными измельчающими элементами. Самое тонкое измельчение продукта достигается корундовыми шайбами. Они коррозие- и износостойки, но чувствительны к температуре, поэтому при работе для их охлаждения подается холодная вода. При грубом измельчении продукта, но высокой производительности применяют зубчатый измельчающий механизм.
Рис. 2. Измельчающие механизмы мельниц
Рис. 3. Коллоидная мельница: 1 — регулятор оборотов насоса; 2 — пускатель насоса; 3 — электродвигатель; 4 — отводящий люк; 5 — загрузочное устройство; 6 — манометр; 7 — винт; 8 — трубопровод; 9 — пульт;
10 — редуктор; 11 — насос; 12 — корпус
Расстояние между статором и ротором, т. е. тонкость измельчения, регулируется винтом 7, оно может достигать 1 мкм.
Продукт подается гравитационно через загрузочное устройство 5. При обработке (измельчении) высоковязких продуктов в нем устанавливают подающий шнек.
Вся система соединяется с насосом 11 и редуктором 10, благодаря чему достигается высокая производительность и предотвращается попадание воздуха в систему. К отводящему люку 4 можно присоединить трубопровод, по которому продукт (без соприкосновения с воздухом) будет отводиться на последующую обработку.
Гомогенизаторы также предназначены для тонкого измельчения сырья. Частицы размером до 1 мкм получаются при нагнетании продукта с высокой скоростью (150. 300 м/с) через плоский и узкий (0,1 мм) канал. Он может быть гладким и волнообразным с постоянным или переменным сечением. Для преодоления сопротивления при прохождении через узкую щель продукт подается под высоким давлением (15. 30 МПа). В качестве гомогенизирующего органа (рис. 4, а) используют обыкновенный клапан 1, который прижат к седлу 2 с определенной силой.
Рис. 4. Конструкции гомогенизирующих органов
В исполнении, представленном на рис. 4, б, клапан огражден отражательными стенками. Считается, что при этом увеличивается время истечения с высокой скоростью и улучшается гомогенизация.
Сила Р, прилагаемая при подаче продукта, поднимает клапан, и между ним и седлом образуется узкий канал высотой h, через который протекает жидкость. Клапан остается над седлом в плавающем состоянии, и вследствие изменения гидродинамических условий (давления, вибрации) высота канала постоянно меняется.
Сила, с которой клапан прижимается к седлу, создается часто пружиной, в некоторых конструкциях — давлением масла; эту силу можно регулировать. Значение этого определяется давлением, с которым подается продукт. Тонкость измельчения (гомогенизация) зависит от давления, конструкции гомогенизирующего органа, равномерности подачи, состояния и предварительной обработки продукта.
Ту же цель преследуют наклонные и концентричные нарезы в плоском (рис. 4, в) и конусном (рис. 4, г) клапанах. Сферический клапан (рис. 4, д) используют двукратно, рабочими элементами в нем являются две выпуклые поверхности. Исполнение, изображенное на рис. 5.9, е, аналогично изображенному на рис. 4 б, но с той разницей, что рабочие поверхности в этом случае обработаны твердым сплавом с высокой износоустойчивостью.
Клапан в исполнении, показанном на рис. 4, ж, заменен единым телом, изготовленным из прессованных стальных тел. В нем образованы разнообразные криволинейные узкие канальчики, через которые протекает сжатый продукт и тонко измельчается.
Гомогенизирующие органы, изображенные на рис. 4, з, и, представляют собой узлы 1 с резьбой 2 и продолговатым каналом 3 треугольного сечения, который навинчивается гайкой на край трубопровода 4 для подачи продукта. Между каналом 3 и резьбой гайки образуется зигзагообразный канал узкого 6 и расширяющегося 5 сечений. При прохождении продукта проявляется эффект Вентури — быстрое падение давления и увеличение скорости в канале узкого сечения б, а затем снова расширение и т. д.
Гомогенизатор ОГБ-5 производительностью 155 л/с изготовляют на Одесском заводе продовольственного машиностроения (рис. 5).
На чугунной станине 1 смонтированы три блока: плунжеров 6, эксцентриков 9, шатунов 10. На верхней плите станины установлен электродвигатель 7 мощностью 28 кВт, который при помощи клиноременной передачи приводит во вращение вал 8 блока эксцентриков со скоростью около 3000 рад/с.
Каждый из трех плунжеров 6, совершая возвратно-поступательное движение, всасывает жидкость из канала 2, закрытого всасывающим клапаном 3, и нагнетает ее через клапан 4 в гомогенизирующую головку 5.
Рис. 5 Гомогенизатор ОГБ-5
В стальном корпусе гомогенизирующей головки 4 (рис. 6) находится цилиндрический клапан 3, центрируемый кольцом распылителя 2. Рабочая поверхность клапана имеет выпуклую, а седло 1 — вогнутую сферическую форму. Под действием давления жидкости клапан поднимается на 100. 150 мкм, образуя кольцевую щель, через которую жидкость проходит с большой скоростью в распылитель и далее в отводной штуцер 5.
Регулируя маховичком 10 и винтом 9 давление пружины 8 на грибок 7, стержень 6 и клапан 3, можно обеспечить оптимальный режим гомогенизации для различных продуктов. Клапан 3 двусторонний: после износа его нижней рабочей поверхности можно использовать верхнюю поверхность.
Для обеспечения равномерного износа и удлинения сроков службы гомогенизирующего органа и улучшения гомогенизации применяют принудительно вращающийся клапан (от электродвигателя или от главного электродвигателя машин). Существуют и двухступенчатые гомогенизирующие головки — две в одном теле, последовательно смонтированные, как в гомогенизаторе марки А1-ОГМ (табл. 1).
Рис. 6. Головка гомогенизатора
Гомогенизатор РЗ-КИК предназначен для тонкого измельчения мякоти при производстве продуктов детского питания.
Роторно-пульсационный аппарат представляет собой корпус с размещенными в нем четырьмя неподвижными дисками-статорами, между которыми на вертикальном валу вращаются три диска- ротора. Продукт поступает через специальный фильтр, установленный на линии подачи продукта. В аппарат продукт попадает через патрубок в нижней части корпуса, сливается через патрубок, расположенный над верхним статором. При этом продукт движется по каналам, образуемым отверстиями в статорах и роторах. При вращении последних каналы многократно перекрываются, благодаря чему в жидкости возникают значительные пульсации давления. В тонких щелях между роторами и статорами в условиях высоких напряжений сдвига и больших усилий среза и происходит тонкое измельчение.
Техническая характеристика гомогенизатора РЗ-КИК: производительность 10 м 3 /ч; число степеней гомогенизации 3; частота вращения роторов 50 с -1 ; установленная мощность 20 кВт; габаритные размеры 1100x1000x2000 мм; масса 750 кг.
1. Техническая характеристика клапанных гомогенизаторов
Производительность, м 3 /ч
Рабочее давление, МПа
Установленная мощность, кВт
Габаритные размеры, мм
Рис. 7. Дисковой гомогенизатор LT-2
Дисковый гомогенизатор LT-2 (Венгрия) предназначен для тонкого измельчения частиц мякоти плодов и овощей от 500 до 50. 90 мкм.
Гомогенизатор LT-2 показан на рис. 7, а. На станине 4 установлены гомогенизирующая головка 1 и электродвигатель 3, вал которого через муфту 2 соединен с валом головки. Внутри станины расположен масляный насос 6, приводимый в действие двигателем 5.
Рабочие органы гомогенизирующей головки (рис. 7, б) — конический диск и прецизионно изготовленная коническая втулка 5. Поверхность диска имеет острые рифления, а зазор между диском и втулкой 50. 80 мкм.
Диск насажен на вал 13, вращающийся в подшипниках 19 и 12, и приводится в действие от вала 15 электродвигателя через муфту 14.
Продукт нагнетается насосом под давлением 0,2. 0,4 МПа по патрубку 1 в смесительную камеру 2, снабженную неподвижными зубьями 3. В зазоре между ними проходят гребни 4, как и диск 6, закрепленные на валу 13. Вал с гребнями и диском приводится во вращение с частотой около 3000 мин -1 . При этом частицы мякоти предварительно измельчаются между зубьями и гребнями, затем в зазоре между диском и втулкой. Продукт выводится через патрубок 18.
Рабочие органы расположены внутри корпуса 7, образующего с втулкой 5 полость 20, в которую через штуцер 8 можно подводить охлаждающую жидкость. Внутри опорного стакана 9 располагается подшипниковая втулка 10 с канавками, по которым циркулирует смазка, подаваемая через штуцер 16 к подшипникам 12, 19 и подпятнику 77 и отводимая через штуцер 11. Наличие сока проверяется контрольным краном 21.
Техническая характеристика гомогенизатора LT-2: производительность 2 м 3 /ч; частота вращения вала около 50 с -1 ; мощность электродвигателя для гомогенизирующей головки 17 кВт, для насоса 0,13 кВт; габаритные размеры 1500x480x679 мм; масса 450 кг.
Гидродинамический ультразвуковой гомогенизатор имеет принцип действия, основанный на воздействии жидкости, вытекающей под давлением, на препятствие в виде тонкой пластинки. Благодаря отрыву потока из-за необтекаемой пластинки пограничный слой уходит с поверхности. При этом в среде около поверхности создаются завихрения, сопровождающиеся чередованием перепадов давления, в результате чего создаются звуковые волны с частотой, зависящей от силы завихрений.
Интенсивность звуковых излучений может быть увеличена путем использования явлений резонанса, т. е. совпадения частоты вынужденных и собственных колебаний пластинки.
В гидродинамических гомогенизаторах механическая энергия струи жидкости, нагнетаемой насосом, непосредственно превращается в энергию высокочастотных упругих механических колебаний; при этом обеспечивается однородность измельчения обрабатываемого продукта.
Продукт измельчается благодаря кавитационным процессам, возникающим при резкой смене давлений и разрежений. Последнее явление наблюдается во время действия на продукт ультразвука. Интенсивность измельчения зависит от частоты ультразвуковых волн и их напряженности.
В гидродинамический ультразвуковой гомогенизатор продукт поступает по трубе под давлением 1,2. 2,0 МПа. Выйдя из сопла, он попадает на заостренный край пластинки, закрепленной в специальном держателе, чем обеспечивается ее вибрация.
Расход энергии на гомогенизацию уменьшается во столько раз,
во сколько раз давление подаваемой жидкости ниже, чем при механической гомогенизации. Эффективности гидродинамических и механических (щелевых) гомогенизаторов высокого давления сопоставимы, однако гидродинамические ультразвуковые гомогенизаторы более эффективны.
Источник
Классификация оборудования для измельчения пищевого сырья
Классификация измельчающих машин приведена на рис.
Рис. Классификация оборудования для измельчения пищевого сырья
Резательные машины предназначены для измельчения растительного сырья на частицы правильной формы (столбики, кружки, кубики) и определенных размеров для соблюдения одинаковых режимов при дальнейшей обработке и дозировке. Качество резки зависит от конструктивных особенностей машины, режима ее эксплуатации, от вида и состояния сырья. Резка сырья осуществляется стальными ножами различной формы (пластинчатыми, дисковыми, треугольными, трубчатыми, серповидными, винтовыми), которые совершают вращательное или колебательное движение.
В зависимости от конструкции режущих устройств резательные машины классифицируются на следующие группы:
— центробежные (с неподвижными режущими устройствами), в которых ножевые рамы закреплены в пазах вертикального корпуса, а продукт прижимается к ножам за счет центробежной силы и заклинивающего действия лопастей вращающегося ротора;
— дисковые (с подвижными режущими устройствами), в которых ножи крепятся к вращающемуся диску, а продукт прижимается к ножам специальными прижимами и под действием собственной массы;
— барабанные (с подвижными режущими устройствами), в которых ножевые рамы крепятся в пазах стенки горизонтального вращающегося барабана, а продукт прижимается к ножам специальными устройствами;
— комбинированные, в которых имеются две и более групп ножей, причем одна группа ножей совершает вращательное движение, а другая, как правило, неподвижная и находится в перпендикулярной плоскости.
Действие свеклорезок основано на взаимоотносительном движении свеклы и ножей, которое может осуществляться различно. В некоторых конструкциях свеклорезок, например в резках с горизонтальным диском, движутся ножи, закрепленные во вращающемся диске, свекла же неподвижна; такие свеклорезки называются дисковыми.
В других конструкциях ножи закреплены неподвижно на стенках вертикального цилиндра, свекла движется по внутренней поверхности цилиндра, прижимаясь к ножам действием центробежной силы. Такие резки называются центробежными. В последнее время получили распространение барабанные резки, в которых ножи закреплены на стенках вращающегося горизонтального барабана, а свекла находится внутри барабана и удерживается от вращения особым приспособлением.
В настоящее время наиболее распространенными в сахарной промышленности являются центробежные свеклорезки.
Классификацию машин для резания свеклы (рис.) можно дать, исходя из взаимного относительного движения свеклы и режущих устройств, а также из конфигурации узла, в котором установлены режущие устройства.
Рис. Классификация свеклорезок
В центробежных свеклорезках рамы с ножами закреплены в пазах вертикально установленного корпуса. Свекла, поступающая в свеклорезку, перемещается относительно ножей с помощью ротора и прижимается к ножам при помощи центробежной силы и заклинивающего действия лопастей улитки.
В дисковых свеклорезках ножи с рамами устанавливаются в пазах горизонтально вращающегося диска, свекла же находится в неподвижном состоянии и прижимается к ножам под действием собственной массы и при помощи специальных прижимов. В барабанных свеклорезках ножи с рамами закреплены в пазах стенки горизонтально вращающегося барабана, свекла находится внутри барабана, удерживается от вращения вместе с барабаном и прижимается к ножам специальными устройствами.
Ножи в свеклорезке можно менять на ходу, производительность свеклорезок регулируется изменением частоты вращения ротора или количеством работающих ножей.
Дисковые свеклорезки потребляют меньше энергии, чем центробежные и барабанные, на них получают хорошую свекловичную стружку, но расход ножей на резание 100 т свеклы больше по сравнению с другими типами свеклорезок. Для замены ножей свеклорезку необходимо останавливать.
Барабанные свеклорезки просты по устройству, но в процессе эксплуатации потребляют большое количество ножей и энергии, стружка получается низкого качества, смена ножей осуществляется только при остановке машины.
Волчки предназначены для среднего и мелкого измельчения сырья.
Основные части волчка — механизмы подачи, измельчения и привод. Механизм подачи имеет загрузочный бункер, в котором либо смонтирован питатель (принудительная подача), либо его нет (сырье загружается самотеком). По конструкции питатели бывают одно- и двухшнековыми, спиральными, лопастными, пальцевыми, их расположение относительно механизма подачи может быть верхним параллельным или боковым параллельным, перпендикулярным, угловым и соосным (рис.).
Рис. Схема волчков с принудительной (а) и без принудительной (б) подачи сырья
Механизм измельчения волчка бывает коническим, цилиндрическим и плоским. Последний получил наибольшее распространение. Это вызвано не только удобством и быстротой обслуживания, но и возможностью выполнения на нем ступенчатого измельчения, а также простотой изготовления и надежностью работы. Он представляет собой последовательное чередование неподвижных решеток и вращающихся ножей.
Наиболее распространенным является механизм измельчения, состоящий из приемной, промежуточной и выходной решеток, двусторонних и односторонних многозубых ножей. Особенность конструкции инструмента типа решеток — это форма и размеры отверстий, представляющих собой кольцевые режущие кромки. Диаметр отверстий определяет скорость истечения сырья и степень его измельчения. Форма отверстий бывает круглой, квадратной, овальной, фасолевидной, со скосами и без них и т.д. Ножи для волчков применяют в основном трех- и четырехзубые, сплошные и составные, с одно- и двусторонней заточкой, с прямолинейными и криволинейными режущими кромками. Для жиловки мяса при измельчении используют жиловочные ножи перед выходной решеткой волчка. Они имеют разнесенные по зубьям специальные канавки, по которым при измельчении удаляются из зоны резания пленки и сухожилия. Известны также и другие конструкции жиловочных ножей.
Привод волчка электромеханический. По конструкции он может быть общим и раздельным для подающего и режущего механизмов, одно- и многоскоростным. Применение раздельного привода связано с заданием различных режимов работы подающего и режущего механизмов в зависимости от свойств измельчаемого сырья.
За основную техническую характеристику волчка принимают диаметр решетки. Наибольшее применение для измельчения мягкого мясного сырья нашли волчки с диаметрами решетки 112, 114, 120, 160 и 200 мм.
В настоящее время получили распространение волчки, которые наряду с измельчением выполняют и другие технологические операции — смешивание, жиловку, посол, наполнение фаршем оболочек при производстве колбасных изделий. Для их выполнения в приемном бункере волчка монтируют детали, которые одновременно перемешивают и нагнетают сырье в механизм измельчения; на горловине волчка устанавливают дополнительные насадки для наполнения колбасных оболочек.
Куттеры предназначены для тонкого измельчения мясного мягкого сырья и превращения его в однородную гомогенную массу. До поступления в куттер сырье предварительно измельчают на волчке, но отдельные конструкции куттеров имеют приспособления для измельчения кускового сырья. Куттеры бывают периодического и непрерывного действия.
Коллоидные мельницы и измельчители применяют для обработки мягкого мясного сырья. Режущий механизм этого оборудования представляет собой одиночные серповидные ножи; ножи, имеющие парную режущую деталь в виде решеток, пальцев, ножен, отражателей, дисков и пр.; комбинированный режущий механизм. Ножи бывают гладкими или зубчатыми. Их устанавливают непосредственно на валу, диске, барабане, крестовине, червяке. Решетки бывают плоскими, цилиндрическими, коническими, неподвижными, подвижными, вращающимися, качающимися; пальцы и отражатели — с острозаточенными гранями. Режущий механизм коллоидной мельницы представляет собой также парную режущую деталь: вращающийся ротор и неподвижный статор. Ротор и статор бывают гладкими и зубчатыми.
Измельченный продукт вытесняется деталями режущего механизма или перемещается вращающимися дисками, лопастями, шнеками.
Источник
Оборудование для измельчения
Измельчающее оборудование классифицируют:
· по организации процесса (периодические и непрерывные);
· по крупности измельчаемого продукта (машины крупного, среднего и мелкого дробления, тонкого и коллоидного измельчения);
· по применяемому в них способу измельчения (раскалывающего и разламывающего действия; раздавливающего действия; истирающего и раздавливающего действия; ударного действия; ударного и истирающего действия; коллоидное измельчение).
Наиболее общим является способ классификации по виду энергии, используемой для измельчения: механические дробилки; механические мельницы (с мелющими телами); взрывные, пневматические, электрогидравлические, электроимпульсные, электротермические размольно-дробильные аппараты; аэродинамические и пневмомеханические мельницы (струйные аппараты без мелющих тел).
Щёковые дробилки (рис. 17.3) применяют для дробления крупного кускового материала. Состоит из неподвижной щеки 1 и подвижной щеки 2, шарнирно подвешенной на оси 3 таким образом, что при качании она то приближается к неподвижной щеке, то удаляется от нее. Движения эти создаются вращением вала 4, сообщающего возвратно-поступательное движение шатуну 11, соединенному с распорными плитами 10. Плиты 10 шарнирно соединены с подвижной щекой 2 и распорными клиньями 6 и 7, позволяющими изменять ширину выпускной щели, а следовательно, и степень измельчения материала.
Дробление твердого материала, подаваемого сверху, осуществляется в момент сближения подвижной щеки и неподвижной. При прохождении между ними вниз размер частиц измельчаемого продукта уменьшается. Перемещение подвижной щеки в период холостого хода осуществляется под действием собственного веса и тяги 9 с пружиной 8.
Поскольку цикл работы щековой дробилки состоит из периодов измельчения (с затратой энергии) и холостого хода (без затрат энергии), нагрузка на приводной двигатель является неравномерной. C целью ее выравнивания вал 4 сна6жен двумя маховиками 5, аккумулирующими энергию при холостом ходе и отдающими ее при рабочем ходе.
Достоинства щековых дробилок – простота и надежность конструкции, широкая область применения, компактность и легкость обслуживания.
Недостатки – периодический характер воздействия дробящего усилия и неуравновешенность движущихся масс, вызывающие шум и вибрацию.
Конусные дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого измельчения, они отличаются постоянным воздействием на дробимый материал дробящей поверхностью.
Известны два типа конусных дробилок.
1. Конусная дробилка с подвесным валом и головкой в виде крутого конуса (рис. 17.4, а) состоит из наружного конуса 1, внутри которого помещен подвижный дробящий конус 2, установленный на валу 9, подвешенном на сферической опоре 4. Нижний конец вала 9 свободно вставлен в эксцентриковый стакан 5, который получает вращение от шкива 6 через зубчатую передачу 7. Благодаря наличию эксцентриситета геометрические оси наружного и внутреннего конусов не совпадают, а имеют лишь общую точку пересечения в месте подвеса. Поэтому при вращении эксцентрикового стакана 5 ось вала 9 описывает коническую поверхность вокруг этой точки, т. е. совершает круговое, так называемое, гирационное качание. Вместе с валом круговые качания совершает и дробящий конус. Он не вращается принудительно от приводного механизма машины, а только катится по внутренней поверхности наружного конуса; при приближении к нему материал измельчается, а при отдалении от него – опускается вниз к разгрузочному отверстию.
Материал загружается в дробилку через воронку 3, а измельченный продукт разгружается либо по наклонному желобу 8 сбоку, либо под дробилку, уменьшая ее высоту и предотвращая забивание ее материалом.
2. Конусная дробилка с консольным валом и головкой в виде полого конуса (грибовидная дробилка) (рис. 17.4, б) отличается от описанной ранее формой головки и корпуса. Корпус 2 представляет собой конус, расширяющийся в ту же сторону, что и пологий конус 3 дробящей головки, причем их стенки на определенной длине параллельны и образуют узкую щель (зону параллельности). Корпус 2 связан, и станина 5 амортизируется пружинами 4, расположенными по периметру корпуса.
Основной вал дробилки установлен консольно и опирается на шаровой подпятник 6; на верхнем конце вала установлена тарелка 1, с которой куски материала равномерно сбрасываются в дробилку при качаниях вала. Степень измельчения регулируется подъемом или опусканием корпуса.
В грибовидных дробилках достигаются большая производительность и высокая степень измельчения (i = 10. 30).
Для более мелкого измельчения применяют короткоконусные дробилки с большей зоной параллельности и большим углом наклона конуса.
Достоинства конусных дробилок: высокая производительность из-за непрерывности измельчения материала одновременно раздавливанием и изгибом; спокойная, уравновешенная работа; высокая степень измельчения.
Валковая дробилка (рис. 17.5) состоит из двух параллельно расположенных гладких или зубчатых цилиндрических валков 1 и 2, установленных в станине 3 машины и вращающихся навстречу
друг другу. При вращении они захватывают поступающий сверху материал и дробят его раздавливанием.
Для предохранения валков от аварии в случае попадания в них кусков более твердых материалов валок 1 устанавливается в подвижных подшипниках и удерживается в заданном положении силой пружин 4, которые при увеличении давления позволяют валку отходить влево. Степень измельчения валковой дробилки не более 10 и регулируется изменением расстояния между валками. В зависимости от свойств исходного материала степень измельчения составляет i = 10. 15 для зубчатых и i = 3. 8 для гладких валков.
Молотковые дробилки (рис. 17.6) – машины ударного действия и используются, как правило, для измельчения малоабразивных материалов.
В корпусе 1 дробилки, футерованном броневыми зубчатыми плитами 2, на горизонтальном вращающемся валу 3 насажены
диски 4 с шарнирно закрепленными на них ударными молотками 5. Исходный материал подается через загрузочное отверстие 7, подхватывается молотками, частично разбивается ими на лету, а частично измельчается ударом о плиты корпуса. Измельченный материал высыпается из машины через колосниковую решетку 6. Конечные размеры измельчаемого материала определяются размерами отверстий разгрузочной решетки.
Молотковые дробилки различают по числу роторов (одно- и двухроторные), а также по расположению молотков в одной или нескольких плоскостях вращения (одно- и многорядные). Степень измельчения в однороторных дробилках i = 10. 15, в двухроторных i = 30. 40.
Дезинтегратор (рис. 17.7) состоит из двух дисков 1 и 2, закрепленных на соосных валах 5 и 9. Диски приводятся во вращение в противоположных направлениях от шкивов 6 и 8. На дисках по концентрическим окружностям расположены пальцы (била) 3. Каждый ряд пальцев одного диска расположен с небольшим зазором между двумя рядами пальцев другого диска.
Материал поступает в дезинтегратор сбоку через питатель 4 и измельчается ударами быстровращающихся пальцев. Измельченный материал удаляется через разгрузочный конус 7.
Достоинства дезинтеграторов – простота устройства и компактность, высокие производительность и степень измельчения, надежность в работе.
Недостатки – повышенное изнашивание консольно закрепленных пальцев; большое пылеобразование; значительный расход энергии.
Вращающаяся барабанная мельница (рис. 17.8) представляет собой враща‑
ющийся барабан 1, в который помещены дробящие тела (шары) 2 и измельчаемый материал. При вращении барабана шары и материал под действием трения и центробежной силы поднимаются до некоторой высоты, а затем падают и скатываются вниз. Измельчение материала при этом происходит как от удара падающих шаров, так и от истирания его между шарами и внутренней поверхностью мельницы.
Вращающиеся барабанные мельницы могут работать как периодически, так и непрерывно.
Эти мельницы хорошо работают, если влажность измельчаемого материала меньше 5 %. При влажности измельчаемого материала 8. 15 % мельница пёрестает работать из-за налипания материала на шары. Однако, начиная с влажности 20 . 30 % и выше,
мельница вновь начинает работать, даже более эффективно по сравнению с размолом сухого вещества.
Шаровые мельницы отличаются универсальностью, постоянством степени измельчения в течение длительного периода работы, надежностью, безопасностью и простотой обслуживания.
Недостатки шаровых мельниц – громоздкость и большой вес; низкий КПД; изнашивание мелющих тел (шаров) и загрязнение материала продуктами изнашивания, шум во время работы.
Коллоидные измельчители обеспечивают величину измельчаемого продукта менее микрона. Измельчение осуществляется чаще всего мокрым способом. Основными частями коллоидного измельчителя являются корпус с коническим гнездом и ротор. Между конической поверхностью корпуса и поверхностью ротора устанавливается зазор для подачи суспензии, равный долям миллиметра, в котором твердые частицы измельчаются истиранием.
Дата добавления: 2015-08-14 ; просмотров: 2448 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник