Репозиторій ЧДТУ
Репозиторій ЧДТУ зберігає і дозволяє легкий і відкритий доступ до всіх видів цифрового контенту, включаючи текст, зображення, анімовані зображення, MPEG і набори даних
Дізнатися більше
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9251Повний запис метаданих
| Поле DC | Значення | Мова |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Мізнік, Лариса Миколаївна | - |
| dc.contributor.author | Каратнюк, Ігор Анатолійович | - |
| dc.date.accessioned | 2026-03-30T18:27:38Z | - |
| dc.date.available | 2026-03-30T18:27:38Z | - |
| dc.date.issued | 2020-12-08 | - |
| dc.identifier.uri | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9251 | - |
| dc.description.abstract | Метою удосконаленню процесів випікання та сушіння сухариків, сформованих екструдуванням, обґрунтуванню способу виробництва та його раціональних параметрів. Методи дослідження. Теоретичні та експериментальні дослідження базуються на основних положеннях масообмінних процесів, математичного моделювання, механіки рідини, теплофізики, фізики та механіки полімерних матеріалів (реології). Експериментальні дослідження процесу виробництва на удосконаленому технологічному обладнанні. Новизна отриманих результатів Запропоновано спосіб виробництва сухариків, в якому оброблення тіста відбувається екструдуванням розрихленних тістових заготовок на під печі; випікання та сушіння здійснюється в одній робочій камері; висушені безперервні джгути нарізаються на скибочки, які досушують та охолоджують в умовах розрідження. Для забезпечення запропонованого способу виробництва розроблена конструкція бродильно-формувального агрегату для виробництва сухарних виробів, запропонована ефективна машино-апаратурна схема виробництва сухариків. | uk_UA |
| dc.language.iso | uk | uk_UA |
| dc.subject | випікання | uk_UA |
| dc.subject | сушіння | uk_UA |
| dc.title | Удосконалення лінії виробництва здобних сухарів та обґрунтування параметрів високоефективного обладнання | uk_UA |
| dc.type | Master Thesis | uk_UA |
| Розташовується у зібраннях: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання переробних і харчових виробництв) | |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| КРМ Каратнюк.pdf Restricted Access | Магістерська робота виконана на аркушах формату А4, кількість сторінок – 96, таблиць – 18 , формул – 45 , рисунки –20, літературних джерел – 46, плакати виконано на форматі А1 – 10 аркушів. | 1.9 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ КОМП’ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
МАШИНОБУДУВАННЯ І ДИЗАЙНУ
КАФЕДРА ПРОЕКТУВАННЯ ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ ТА ВЕРСТАТІВ
НОВОГО ПОКОЛІННЯ
МАГІСТЕРСЬКА КВАЛІФІКАЦІЙНА
РОБОТА
другий (магістерський)
(рівень вищої освіти)
на тему «УДОСКОНАЛЕННЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА ЗДОБНИХ
СУХАРІВ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ
ВИСОКОЕФЕКТИВНОГО ОБЛАДНАННЯ»
Виконав: студент 2 курсу, групи мЗПВ-46
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва, спеціальності, )
Обладнання переробних і харчових виробництв
(назва освітньо-професійної програми)
Каратнюк Ігор Анатолійович
(прізвище та ініціали)
Керівник к.т.н., доц..Мізнік Л.М.
(прізвище та ініціали)
Рецензент Кармазин О.М.
(прізвище та ініціали)
Черкаси 2020
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ КОМП’ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
МАШИНОБУДУВАННЯ І ДИЗАЙНУ
КАФЕДРА ПРОЕКТУВАННЯ ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ ТА ВЕРСТАТІВ
НОВОГО ПОКОЛІННЯ
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до магістерської кваліфікаційної роботи
другий (магістерський)
(рівень вищої освіти)
на тему «УДОСКОНАЛЕННЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА ЗДОБНИХ
СУХАРІВ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ
ВИСОКОЕФЕКТИВНОГО ОБЛАДНАННЯ»
Виконав: студент 2 курсу, групи мЗПВ-46
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва, спеціальності, )
Обладнання переробних і харчових виробництв
(назва освітньо-професійної програми)
Каратнюк Ігор Анатолійович
(прізвище та ініціали)
Керівник к.т.н., доц..Мізнік Л.М.
(прізвище та ініціали)
Рецензент Кармазин О.М.
(прізвище та ініціали)
Черкаси 2020
Зміст
Реферат 4
Перелік умовних позначень 5
Вступ 6
Розділ I.Конструкторсько-технологічний 9
1. Огляд існуючого обладнання 9
1.1. Обладнання для виробництва сухарів 9
2.Техніко – економічне обґрунтування модернізованого обладнання 23
3.Опис будови та роботи лінії для виробництва сухарно-бараночних 25
виробів
4 Розрахункова частина 30
4.1. Розрахунок продуктивності печі 30
4.2.Розрахунок продуктивності агрегату 31
4.3.Розрахунок об′єму ємкостей для вистійки 32
4.4.Розрахунок швидкості поду та часу циклу 32
4.5.Розрахунок валкового нагнітача 32
4.6.Кінематичний розрахунок привода 34
4.7.Розрахунок зубчастої передачі 35
4.8.Вибір та перевірочний розрахунок шпонкових з’єднань 42
4.9.Розрахунок опор апарату 43
4.10.Розрахунок вала 44
4.11 Підбір підшипників 47
5 Технологічні розрахунки виготовлення деталі 47
5.1.Вибір та обґрунтування матеріалу деталі 47
5.2.Технологія виготовлення деталі 49
6.Правила монтажу, ремонту та експлуатації 60
бродильно-формувального агрегату
Розділ II. Науково-дослідний 64
7.Наукова робота 65
7.1.Дослідження процесу екструдування газонаповненого тіста
7.2. Експериментальна установка і методика проведення досліджень 66
7.3.Опис експериментальної установки для дослідження процесу 67
екструзії газонаповненого тіста
7.4. Методика проведення досліджень 69
7.5.Вплив вмісту вуглекислого газу на швидкість екструдування 71
7.6.Залежність об’ємної продуктивності від вмісту вуглекислого 73
газу
7.6.1.Вплив тиску екструдування на об’ємну продуктивність 73
7.6.2.Вплив діаметру матриці на об’ємну продуктивність 75
7.7. Залежність масової продуктивності екструдування від тиску та 76
вмісту газової фази
7.8.Залежність коефіцієнта розширення від діаметру формувального 77
каналу
7.9.Залежність критерію Ейлера від Рейнольдса 80
Розділ III. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 81
8.Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 82
8.1.Стан травматизму на підприємстві хлібокомбінат 82
8.2 Розробка рекомендацій, що до проведення робіт з 88
консервації лінії для виробництва сухарно-бараночних виробів
Висновки 93
Перелік посилань 95
Додатки 99
РЕФЕРАТ
Магістерська робота виконана на аркушах формату А4, кількість
сторінок – 96, таблиць – 18 , формул – 45 , рисунки –20, літературних джерел
– 46, плакати виконано на форматі А1 – 10 аркушів.
Метою удосконаленню процесів випікання та сушіння сухариків,
сформованих екструдуванням, обґрунтуванню способу виробництва та його
раціональних параметрів.
Методи дослідження. Теоретичні та експериментальні дослідження
базуються на основних положеннях масообмінних процесів, математичного
моделювання, механіки рідини, теплофізики, фізики та механіки полімерних
матеріалів (реології). Експериментальні дослідження процесу виробництва на
удосконаленому технологічному обладнанні.
Новизна отриманих результатів Запропоновано спосіб виробництва
сухариків, в якому оброблення тіста відбувається екструдуванням
розрихленних тістових заготовок на під печі; випікання та сушіння
здійснюється в одній робочій камері; висушені безперервні джгути
нарізаються на скибочки, які досушують та охолоджують в умовах
розрідження. Для забезпечення запропонованого способу виробництва
розроблена конструкція бродильно-формувального агрегату для виробництва
сухарних виробів, запропонована ефективна машино-апаратурна схема
виробництва сухариків.
Ключові слова: випікання, сушіння, сухарики, теплообмін, масообмін,
кінетика, геометричні розміри, визначальний розмір, охолодження в умовах
розрідження.
ВСТУП
Розвитку хлібопекарської промисловості приділяється велика увага.
Приймаються рішення по покращенню постачання населення
хлібобулочними виробами та спеціальними сортами хлібних виробів. На
підприємствах галузі збільшується асортимент продукції, покращуються
смакові якості і властивості продукту.
Хлібопекарська промисловість України є однією з основних галузей
харчової промисловості. Вона забезпечує населення різними продуктами
харчування: від хлібобулочних до кондитерських виробів. Хлібопекарська
промисловість хоча і має значний рівень виробничих потужностей,
механізацію і автоматизацію майже всіх технологічних процесів, але все ж
таки виробництво деяких сортів хлібних виробів потребує значних змін
виробничого обладнання для мінімізації трудо-, енерго-, і, як наслідок,
грошових затрат на виробництво.
Наша робота полягає в створенні проекту лінії виробництва сухарно-
бараночних виробів методом екструдування, шляхом впровадження в неї
обладнання з принципово новою конструкцією та принципом дії, а саме
бродильно-формувального агрегату.
В теперішній час екструзія набуває широкого застосування.
Екструзія – складний фізико-хімічний процес, який протікає під дією
механічних зусиль при умові наявності вологи і високотемпературного
впливу. Вона забезпечує інтенсифікацію і поглиблену обробку
крохмалемісткої сировини при виробництві продуктів харчування. Цей метод
формування напівфабрикатів полягає у тому, що в’язкопластична маса
видавлюється крізь профілюючі матриці певної форми, з подальшим
розділенням її на окремі заготовки.
Сьогодні на екструдерах переробляється до 12% сировини і
спостерігається тенденція до подальшого збільшення виготовляємої
продукції. В порівнянні з іншим традиційним харчовим обладнанням,
екструдери забезпечують безперервну обробку з відносно великою
пропускною здатністю і можуть мати повне автоматичне управління.
Завдання проекту заключається в тому, щоб замінити старе
обладнання на більш сучасне, а також змоделювати зовнішній та внутрішній
вигляд екструдера для бродіння, формування та поділу сухарно-бараночного
тіста на заготовки. Ці технологічні процеси являються складовою та
невід’ємною частиною лінії виробництва сухарно-бараночних виробів.
Екструзія сухарно-бараночного тіста принципово новий, але дуже
перспективний підхід до розробки обладнання хлібопекарської
промисловості.
В даній роботі розглядається можливість використання екструзії для
формування виробів з вибродженого тіста відразу на під печі, при цьому з
технологічної лінії виготовлення сухарно-бараночних виробів вилучається
ряд обладнання. Такі зміни дають змогу зменшити виробничі площі та
енергозатрати на виробництво, а також існує можливість виробництва нових
видів продукції.
Також в програмному комплексі Компас 3D V12 була створена 3D
модель бродильно-формувального агрегату.
Актуальність теми. Розширення асортименту сухарних виробів та
підвищення попиту на ці вироби примушує промисловців створювати
спеціалізовані виробництва по виготовленню сухариків, хлібних паличок та
інших виробів.
У даній роботі наступні задачі дослідження:
− встановити особливості безперервного процесу випікання та сушіння
тістових заготовок з вибродженого тіста в одній робочій камері;
− встановити геометричні розміри заготовок і режими параметрів
робочої камери, за яких доцільно поєднати процеси випікання та сушіння в
одній робочій камері;
− обґрунтувати раціональні параметри режиму випікання-сушіння
сухарних плит за результатами експериментальних досліджень;
− обґрунтувати шляхи інтенсифікації тепломасообмінних процесів та
зниження витрат енергоресурсів при виробництві сухарних виробів і
розробити удосконалений спосіб виробництва сухарних виробів;
− розробити бродильно-формувальний агрегат для формування
безперервних сухарних плит;
− запропонувати нову машино-апаратурну схему виробництва
сухариків.
Об’єкт дослідження: сушіння сухарних виробів, сформованих
екструзією з здобного тіста.
Предмет дослідження: процеси випікання та сушіння тістових
заготовок.
Методи дослідження: дослідження здійснювалися на установці для
формування та випікання, сушіння тістових заготовок, із застосуванням
удосконаленого обладнання.
Практичне значення одержаних результатів. В роботі розроблено
новий спосіб виробництва сухарних виробів, який передбачає поєднання
двох процесів випікання та сушіння в одній робочій камері та подальше
охолодження виробів в умовах розрідження. Сформульовані рекомендації до
параметрів робочої камери при безперервному процесі випікання-сушіння
сухарних виробів.
Апробація результатів роботи. Основні положення і результати роботи
доповідались, обговорювались і отримали позитивну оцінку на:
Каратнюк І.А. Дослідження взаємодії «продукт-екструдер» в
процесах пресування тіста/ І.А. Каратнюк // Збірник тез доповідей
студентської науково-практичної конференції ЧДТУ : 15–18 квітня 2020 р.
[Електронний ресурс] / [упоряд. Мельник І.В.] ; М-во освіти і науки України,
Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2020.
Каратнюк І.А. Математичне моделювання процесу екструзіі тіста: зб.
доп. наук.-практ. конф. «Інжиніринг в харчовій галузі і машинобудуванні»
[Електронний ресурс] / за ред. професора В. І. Осипенка; М-во освіти і науки
України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2020.
1. Огляд існуючого обладнання
1.1. Обладнання для виробництва сухарів
Машинно-апаратурна схема виробництва сухарів
Хлібопекарські підприємства України виробляють близько 40 видів
здобних сухарів, у тому числі з пшеничного борошна вищого гатунку -13,
першого гатунку - 22 і прості (армійські) сухарі.
Здобні сухарі являють собою висушені скибки хліба, який спеціально
випечено у вигляді плити (сухарної шпали). Вони розрізняються
рецептурним складом, розмірами і кількістю штук на 1 кг.
Традиційний процес виробництва. Приготоване сухарне тісто
вивантажували на столи, де вручну розкачували у джгути товщиною 2-4 см,
потім їх розрізали і розкладали на листи. Для надання належного вигляду
сухарям поправляли джгут з боків, а після вистоювання змащували яйцевою
бовтанкою та випікали у печах. Випечені напівфабрикати являли собою
довгі, різної висоти й конфігурації плити, які після витримки розрізали на
скибки визначеної для кожного виду виробів товщини. Таким чином, всі
здобні сухарі мали овальну форму, гострі або закруглені кінці, плоску нижню
скоринку і гладкі бокові поверхні світло-коричневого кольору.
Механізація процесів виробництва здобних сухарів внесла деякі зміни
у форму виробів. В залежності від способу поділення та формування тіста
верхня скоринка сухарної шпали може бути гладкою, з рельєфами, мати
наколи, які запобігають її розшаруванню в процесі випікання.
На рис.1.1. наведена схема приготування здобних сухарів [19]. Тісто
готується опарним способом у тістоготувальному агрегаті безперервної дії.
Подання рідких компонентів до тістомісильної машини здійснюється за
допомогою дозувальної станції 1, яка живиться від витратних баків холодної
і гарячої води. Опара замішується у тістомісильній машині 2 і подається
насосом 3 до бункерного тістоготувального агрегату 4 для бродіння.
Виброджувана опара подається відцентровим насосом на заміс тіста до
тістомісильної машини 6. Тісто бродить у кориті 7. Звідси воно поступає у
формувальну машину 8, де формується у вигляді плити і укладається на
листи.
Вистоювання тістових напівфабрикатів сухарних плит здійснюється у
конвеєрній вистійній шафі 9 протягом 40-60 хв. Після змащування у
спеціальному пристрої 10 вистояні сухарні плити подаються у тунельну піч
11, де випікаються 12-16 хв при температурі 210-225 ˚С. Для нарізання
сухарні плити надходять транспортером 13 у різальну машину 14, після
витримки у конвеєрній сушильній шафі 12 з припливно-витяжною
вентиляцією.
Рисунок 1.1 – Машинно-апаратурна схема виробництва сухарів:
1,5 - дозувальні станції; 2,6 - тістомісильні машини; 3 - насос; 4 -
тістоготувальний агрегат; 7 - корито для бродіння тіста; 8 - машина для
формування сухарної плити; 9 - вистійна шафа; 10 - пристрій для
змащування; 11 - тунельна піч; 12 - охолоджувальна шафа; 13 - транспортер;
14 - різальна машина" 15 - укладальник; 16 - сушильна камера;
17 - охолоджувальний пристрій; 18 - ваги; 19 – контейнер.
Нарізані скибки розкладаються за допомогою укладальника 15 на під
тунельної сушильної камери 16, де сушаться 10-20 хвилин при температурі
175-205 ˚С. Висушені сухарі після охолодження у спеціальному пристрої 17
поступають на пакування. Упаковані сухарі контейнером 19 направляються
до складу споживача і далі на торговельні підприємства.
Загальний час технологічного процесу приготування сухарів від
приймання борошна до одержання готової продукції становить 24-25 год.
Для приготування тіста тут використовують типове обладнання
хлібопекарських виробництв.
Машини для формування сухарних плит
При виробництві сухарів однією з трудомістких операцій є формування
тістових напівфабрикатів (сухарних плит) згідно з конфігурацією і
розмірами, які властиві кожному виду сухарів [3].
Нині в хлібопекарській промисловості здійснюється робота з
удосконалення формування, яка йде за двома основними напрямками: з
одного боку, створення нових машин, з другого - реконструкція наявних
машин з метою пристосування їх до роботи у складі автоматизованих ліній.
До розмірів сухар них плит ставляться вимоги, що витікають із необхідності
точно відповідати розмірам живильників пакувальних машин. Крім того,
формування дозволяє отримати рівномірні та однакові із зовнішнього
вигляду вироби. Особливе значення має розкачування скибок у джгути, за
рахунок чого забезпечуються потрібна густина тіста, мілка пористість та
рівномірний колір зрізу.
На сучасних спеціалізованих підприємствах незалежно від обсягу
виробництва процес формування сухарних плит механізовано. Діючі машини
можна згрупувати таким чином:
• машини, які працюють за принципом поділу тіста на скибки,
розкачування їх і укладання у ряди (плити), що найбільш відповідає ручним
прийомам формування сухарних плит;
• машини, що випресовують тісто крізь мундштуки або матриці, і за
конфігурацією вироби відповідають профілю сухарної плити.
До першої групи належить машина МПС-2 (рис.1.2.). Машина
складається із станини 1, приймального бункера 2, двох рифлених валків 3,
матриці 4 зі змінними укладками, відсікача 5, фартуха 6, барабана для
закочування скибок 7, стрічкового транспортера 8, що має привідний та
натяжний барабани. Рух передається від електродвигуна через варіатор
швидкості і ланцюгову передачу на вал транспортера, відсікач і від нього --
на закочувальний барабан. Привод рифлених валків здійснюється через
циліндричні шестерні.
Рисунок 1.2 – Машина для формування сухарної плити МПС-2:
1 - станина; 2 - приймальний бункер; 3 - рифлені валки; 4 - матриця; 5 -
відсікач; 6 - фартух; 7 - барабан; 8 – транспортер.
Матриці обладнані шторками з гвинтами, які дозволяють змінювати
переріз отворів та регулюють розмір скибок. Відсікач являє собою два диски,
що встановлені на валку, між якими натягнуті одна проти одної дві сталеві
тонкі струни. Внутрішня поверхня фартуха і барабана для скибок покриті
фторопластом, що запобігає прилипанню тіста.
Машина працює таким чином. Тісто безперервно завантажується у
приймальний бункер та рифленими валками подається до камери стиснення,
випресовується крізь отвори у матриці, відрізається струнами відсікача, що
обертається, та завантажується у щілину між барабаном і фартухом. Тісто
закатується у скибки, які укладаються рівними рядами близько одна від одної
на хлібопекарських листах, що переміщаються стрічковим транспортером.
Ряди скибок на листі поправляють вручну для надання їм форми сухарної
плити. На машині МПС-2 плити укладають по ширині хлібопекарського
листа.
Технічна характеристика подільно-формуючої машини МПС-2
наведена у табл.1.1. До машин, які працюють по принципу випресовування
тіста крізь матрицю, належить машина ФПЛ-2 (рис.1.3.) [3]. Вона
складається із станини, приймального бункера 1, двох рифлених валків 2 для
Рисунок 1.3 – Подільно-формуючої машини ФПЛ -2:
1 – приймальний бункер; 2 – рифлені валки; 3 – струнотримач.
нагнітання тіста, матриці з отворами, які за профілем відповідають формі
сухарів, стрічкового транспортера, на який встановлюються листи та
струнотримач 3.
Нагнітання тіста у камеру стиснення проводиться двома рифленими
валками аналогічно попередній машині. Для формування сухарної плити
передбачена змінна матриця з чотирма або трьома отворами, профіль яких
відповідає профілю плити. Тісто крізь отвори матриці випресовується
безперервними стрічками, укладається на хлібопекарський лист, що
рухається по стрічковому транспортеру, і відрізається вручну по довжині
листа. Розмір листа для випікання сухарних плит, сформованих машиною,
становить 565х480 мм. Технічна характеристика машини ФПЛ-2 наведена у
табл.1.1.
Таблиця 1.1
Технічна характеристика машини ФПЛ-2
Показник МПС-2 ФПЛ-2
Продуктивність, кг/год 500-530 420-500
Кількість отворів у матриці, шт 3,6 3,4,9
Потужність електродвигуна, кВт 1,0 1,7
Частота обертання, с-1 15,8 23.5
Маса, кг 640 -
До другої групи належить формувальна машина (рис.1.4.) [2,3], що
створена на базі тістоподільної машини ХДН зі шнековим нагнітанням тіста,
запропонована А. Т. Соболєвим. Машина складається зі скороченого в
порівнянні з машиною ХДН циліндричного корпусу 1 з приймальним
бункером 2, шнека з кроком 140 мм та конусоподібної торцевої кришки 4, яка
утворює камеру стиснення, у середині якої болтами кріпиться матриця 3 з
отворами по конфігурації, відповідно профілю плити.
Завантажене у приймальний бункер тісто шнеком подається у камеру
стиснення і випресовується крізь матрицю на лист, що рухається під
корпусом машини. Тістові джгути вручну відрізаються лезами за розміром
листа. Застосовуються змінні матриці з двома та шістьма отворами.
Продуктивність машини становить близько 500 кг/год.
Рисунок 1.4 – Формувальна машина конструкції А. Т. Соболєва:
1 - циліндричний корпус; 2 - приймальний бункер; 3 - матриця; 4 - кришка;
б - профіль матриці.
На формувальних машинах, які працюють за принципом
випресовування тіста крізь матриці, тістові джгути безперервно подаються на
листи, відрізаються вручну на стику двох листів, що розташовані близько на
стрічковому транспортері. Цю ділянку обслуговують дві робітниці, із яких
одна змащує листи і встановлює їх на транспортер, а друга відсікає
спеціальним лезом або скребком джгути тіста.
Після формування і правки тістові напівфабрикати поступають на
вистійку, тривалість якої залежить від сорту сухарів. Для вистійки тістових
напівфабрикатів використовують конвеєрні хлібопекарські шафи.
Машини для різання сухарних плит і хліба
Для різання використовують кілька типів машин, які відрізняються
характером руху, виглядом, кількістю лез, способом подання
напівфабрикатів та іншим [3]. Всі конструкції хліборізальних машин можна
класифікувати так: машини з обертовим, зворотно-поступальним та
поступальним рухом лез. Для кожної групи характерно використання
визначеного виду лез: дискові, пластинчасті та серповидні.
Якість поверхні зрізу, кількість відходів у вигляді крихт і
деформованих скибок значною мірою залежать від правильного вибору
конструкції хліборізальної машини і стану її робочих органів. Поряд з
іншими факторами для нормальної роботи хліборізок велике значення має
співвідношення швидкості різального органу Uн і подання плит для різання
Uп. На підставі дослідів, які проведені у ВНДІХП, рекомендовані такі
параметри різання: швидкість різального органа машини від 20 до 22 міс,
швидкість подання плит від 0,25 до 0,3 м/с.
В залежності від обсягу виробництва для різання здобних сухарних
плит на скибки використовують машини трьох типів: дискові, серповидні і
пилорамні. Серед дискових найбільше розповсюдження отримали машини
типу ХРМ-300М та МРХ-180В.
Дискова хліборізальна машина ХРМ-300 (рис.1.5) [2]. Складається із
станини, кожуха з огородженням, усередині
якого розташовано дискове лезо з
противагою, приводного механізму,
пристосування для загострювання лез,
нерухомого завантажувального лотка, який
має форму прямокутного відкритого жолоба,
прикріпленого до завантажувального отвору у
кожусі, знімального розвантазувального
лотка та вивантажувального отвору у кожусі.
Рисунок 1.5 – Дискова хліборізальна машина ХРМ-300:
1 - двигун; 2 - пасова передача; 3 – ланцюгова передача; 4 - дискове лезо; 5 -
регулятор товщини скибок; 6 – ходовий гвинт; 7 – батон.
Дискове лезо здійснює планетарний рух навколо своєї осі, яка
закріплена у кронштейні, і навколо осі приводного колінчастого валу, що
проходить крізь центр кожуха.
Хліборізальна машина приводиться у рух від електродвигуна за
допомогою клинопасової передачі та відомого шківа, з яким з'єднана
ведучою зірочкою. Шків і зірочка вільно посаджені на вісь і за допомогою
ланцюга передають обертальний рух колінчастому валу через закріплену на
ньому ведену зірочку.
Хліборізальна машина працює наступним чином. Встановлюється
регулятор товщини скибок на потрібну поділку. Сухарна плита вкладається у
лоток завантажувального пристрою, затискається вилкою, а ролик
приводиться у зчеплення з ходовим гвинтом. Біля приймального отвору
кожуха розміщується порожній змінний лоток і вмикається електродвигун.
Після закінчення різання сухарної плити штовхач з вилкою зупиняється
автоматично, не доходячи до завантажувального отвору в кожусі на товщину
одного різання за допомогою виступу на станині, який відводить рукоятку з
роликом із зачеплення з ходовим гвинтом. Після цього штовхач рукою
відводять вправо, горбушка знімається з вилки, а наступна плита
закладається у завантажувальний лоток і процес різання повторюється.
По мірі заповнення скибками розвантажувальний лоток замінюється і на його
місце встановлюється порожній.
Конструкція і принцип дії хліборізальних машин МРХ-180В і ХРМ-
300М аналогічні. Деякі відмінності цих машин видно з технічної
характеристики (табл.1.2).
Різальна машина з серповидною формою леза. До таких належать
машини конструкції Н.П.Стеклярова та Р3-ХРМ [19].
Принцип дії таких машин: сухарні плити (хліб) укладають на
транспортер (каретку), який подає їх під серповидне лезо. Відрізані скибки
поступають на розвантажувальний транспортер або у ящик, встановлений під
ріжучим механізмом.
Таблиця 1.2
Технічна характеристика хліборізальних машин
Показник ХРМ-300М МРК-180М
Продуктивність, кг/год 300 300
Розмір завантажувального і розванта- 150х140 155х140
жувального отворів, мм
Максимальна довжина виробу, мм 450 450
Товщина скибок, мм 5-16 5-20
Потужність електродвигуна, кВт 0,27 0,27
Радіус оберту дискового леза, мм 310 310
Частота обертання, с ·1
ротора електродвигуна 24 24
приводного вала 3 3
дискового леза 4,5 4,5
Габаритні розміри, мм
Довжина х ширина х висота 1305х540х640 1200х600х730
Маса, КГ 105 80
Технічна характеристика хліборізальних машин з серповидною
формою леза наведена в табл.1.3.
Таблиця 1.3
Технічна характеристика хліборізальних машин
Конструкції
Показник Р3-ХРМ
Н.П.Стеклярова
Продуктивність, кг/год 450 85-300
Товщина скибок, мм від 5 до 18 від 5 до 25
Потужність електродвигуна, кВт 2,2 0,37
Частота обертання, с-І 15,5 15,6
Габаритні розміри, мм
довжина х ширина х висота 2000х720х1400 1000х586х536
Маса, кг 125 85
Хліборізальні машини з криволінійними лезами серповидної форми
мають основний недолік - швидке затуплення лез.
Пилорамні машини для різання сухарних плит
Найбільш розповсюджені різальні машини ХРО і ХРП.
Хліборізальна машина ХРО (рис.1.6) [3,35]. Складається із станини 4,
механізму для різання виробів 3, завантажувального 2 і вивантажувального 1
стрічкових транспортерів. Електродвигун приводу машини розташований в
середині станини і з'єднаний з колінчастим валом різального механізму
подвійною клинопасовою
передачею. Механізм для
різання сухарних плит має
дві рами, які рухаються по
вертикальним направляю-
чим станини.
До рами по
вертикальній осі
прикріплені пилкоподібні
Рисунок 1.6 – Хліборізальна машина ХРО:
1,2 - транспортер; 3 - механізм для різки; 4 – станина.
сталеві леза, розташовані так, що леза однієї рами знаходяться між лезами
іншої. Відстань між лезами відповідає товщині скибок сухарів і
встановлюється за допомогою спеціальних натяжних болтів. Рами з пилками,
поєднані шатунами з двоколінчастим валом, роблять зворотно-поступальний
рух. Наявність у приводі машини варіатора швидкості дозволяє змінювати
швидкість різання.
Принцип дії хліборізальної машини ХРО такий. Встановивши відстань
між лезами в обох рамах у відповідності з товщиною сухарів, а також
бортики та прижимні планки за розмірами сухарних плит, щільно
укладають плити впоперек завантажувального транспортеру та вмикають
електродвигун.
Після різання скибки переміщаються на приймальний транспортер,
звідки рядами йдуть для розкладання на листи.
Хліборізальна машина ХРП за будовою аналогічна машині ХРО і
відрізняється від неї тільки шириною рами лез. Технічна характеристика
хліборізальних пилорамних машин наведена у табл.1.4.
Таблиця 1.4
Технічна характеристика хліборізальних пилорамних машин
Показник ХРО ХПР
Продуктивність, кг/год 1200 800
Робоча ширина рами лез, мм 550 350
Хід рами, мм 63,5 100
Число ходів рами, хв " 612 35І 0
Потужність електродвигуна, кВт 1,5 2,8
І
Частота обертання вала, с -І 16,6 15,8
Габаритні розміри, мм:
довжина х ширина х висота 2500х750х1400 2500х700хl000
Маса, кг 550 500
При роботі на різальних машинах особливу увагу треба звернути на
правила техніки безпеки, які передбачають заборону проштовхування руками
плит у ріжучий механізм, витягування скибок, що заклинилися в ньому,
зняття запобіжних огороджень при працюючий машині, а також роботу при
слабонатягнутих або недостатньо закріплених лезах.
Машини для розкладання сухарних скибок
Після різання плит на скибки проводяться підготовчі операції:
розкладання скибок на листи і оброблення деяких видів сухарів сухарною
крихтою, цукром-піском, подрібненим горіхом або сумішшю цукру-піску з
горіхами і маком.
Однією з трудомістких операцій у виробництві здобних сухарів є
розкладання скибок на металеві листи.
На виробництві невеликої потужності вона проводиться вручну. На
спеціалізованих сухар них підприємствах використовують машини для
механізації розкладання скибок на листи та наступного завантаження Їх для
сушки на під печі.
Для розкладання сухарів використовують трипотокову машину
безперервної дії (рис.1.7.) [35].
Машина складається з двох стрічкових транспортерів, які розташовані
один над одним. Верхній транспортер 5 коротший за нижній 6 і складається з
двох барабанів, на які натягнуті широкою стороною шість клиноподібних
пасків 4, кожні два з яких створюють потік.
Принцип дії розкладальної машини такий. Розрізані сухар ні плити
укладають на три струмки
верхнього транспортера.
Останній переміщує
скибки на гребінку 3 яка
підтримується знизу
обмежувальними пружинами 2.
Скибки упираються у розкладальний барабан 1,
пластинки якого
натискають на них і відтягують
обмежувальні пружини донизу
Потім пластинки пропускають
скибки на похилу частину
Рисунок 1.7 – Машина для роз-
кладання сухарів:
а - 1 - розкладальний барабан; 2
- обмежувальна пружина; 3 - гребінка;
4 - клиноподібні паси; 5 – верхній транспортер; 6 - нижній транспортер;
б - схема розкладання сухарних скибок: 1, 8, 9 - транспортер; 2 - конвеєр;
3 - штовхач, 4 - решітка; 5 - розкладальник; 6 - вібровалик; 7 - похилий лоток;
10 – електродвигун
гребінки і вони укладаються правильними рядами на листи, що рухаються
по нижньому транспортеру. Продуктивність машини становить 500-700
кг/ год.
Машина забезпечує рівномірне укладання скибок на листи, однак
недоліком є завантаження її розрізаними на скибки плитами вручну.
На деяких спеціалізованих сухарних підприємствах для полегшення
операцій по розкладанню скибок на листи створені напівмеханічні пристрої
для подачі порожніх листів і різаних на скибки сухарних плит до робочого
місця розкладальниць.
На рис.1.7, б наведено схему розкладання сухарних скибок. Пристрій
складається із стрічкового транспортера 1, двохланцюгового конвеєра 2,
штовхача 3, решітки для відокремлення крихти 4, стрічкового
розкладальника 5, вібровалика 6, похилого лотка 7, стрічкового транспортера
подачі порожніх листів 8 до місця завантаження 9, електродвигуна 10.
Укладені на приймальний транспортер хліборізки сухарні плити
розрізаються, надходять на ланцюговий конвеєр, натискають на кінцевий
вимикач і хліборізка зупиняється. В цей час штовхач ланцюгового конвеєра
подає нарізані плити на решітку, далі – на транспортер-розкладальник і
вмикає другий кінцевий вимикач приводу хліборізки для різання наступної
порції плит. Розрізані плити під дією вібролотка роз'єднуються на скибки, які
по похилому лотку зісковзують і заповнюють листи 8. Продуктивність
розкладальника 450-500 кг/год.
2 Техніко-економічне обґрунтування модернізації обладнання
В хлібопекарній промисловості найбільш трудомістке виробництво
мають спеціальні сорти хлібних виробів: бубличні і сухарні вироби, соломка,
хлібні палички та інші. Це пов’язано з більш складною технологічною
схемою виробництва і недостатнім рівнем її механізації. Тому ми звернули
увагу на виробництво цих сортів хлібних виробів, а саме на виробництво
хлібних паличок та сухарних виробів.
У цьому проекті пропонується впровадження нової лінії по
виробництву хлібних паличок та сухарних виробів для хлібокомбінату №11
м. Києва. Суть впровадження полягає у збільшенні асортименту на нашому
хлібозаводі.
Впровадження новітньої техніки потребує нових виробничих площ,
проведення великих будівельно-монтажних робіт в результаті чого
збільшується вартість пасивної частини основних виробничих фондів.
Поновлення або переоснащення парку обладнання дозволяє максимально
використовувати будівлі і споруди, скоротити до мінімуму будівництво
нових будівель при одночасному нарощенні виробничої потужності
підприємства.
Виробництво хлібних паличок та сухарних виробів складається з
таких технологічних операцій:
• приготування тіста;
• вилежування;
• поділ тіста на шматки по 5 – 15 кг;
• натирання шматків тіста;
• вистоювання та формування тістових заготовок;
• ошпарювання;
• випікання;
• пакування та фасування готових виробів.
Для кожної з них передбачено своє обладнання, а для допоміжних
операцій потребується ручна праця.
Впровадження бродильно-формувального агрегату у виробництво
дозволить виконати всі операції оброблення тіста в одному агрегаті; замінити
всі машини для оброблення тістових заготовок, а саме: натиральну машину,
стіл для відлежування тіста, подільно-формувальну машину, вистійну шафу;
повністю механізувати процес виробництва сухарно-бараночних виробів;
створити компактну лінію.
За рахунок використання валкового нагнітача тіста в бродильно-
формувальному агрегаті, ми отримаємо однаковий тиск по всій ширині
валків; а використавши овалоподібну форму БФА, максимально оптимізуємо
процес випресовування, що, в свою чергу, призведе до:
1. Підвищення продуктивності.
2. Зниження витрат енергії на випресовування.
3. Рівномірності випресовування.
4. Покращення якості готових виробів.
Впровадження даної лінії дає можливість раціонально
використовувати виробничі площі, видалення ділянок по обробленню тіста,
а, як наслідок, зменшення площ необхідних для нашої лінії, запропонована
нами схема виробництва в порівнянні з іншими існуючими лініями для
виробництва сухарно-бараночних виробів, дає можливість зменшити ручну
працю, що призведе до підвищення загального рівня
конкурентоспроможності підприємства в цілому, а також дає можливість
створити механізовану багатопрофільну потокову лінію.
3 Опис будови та роботи лінії для виробництва
сухарно-бараночних виробів
Після впровадження лінії для виробництва сухарно-бараночних
виробів на хлібокомбінаті ми збільшуємо коефіцієнт використання площі
підприємства, тобто збільшуємо виробничу площу без додаткових
будівельних робіт.
Одним з основних агрегатів являється екструдер. Він замінює
натиральну машину, стіл для відлежування тіста, подільно-формувальну
машину та вистійну шафу. На рис. 3.1. зображена машино-апаратурна схема
бродильно-формувальної дільниці виробництва хлібних паличок методом
екструдування.
Борошно зі складу потрапляє в виробничий бункер, а звідти через
дозатор 2 – у тістомісильну машину періодичної дії 3 фірми „Diosna” SP-100,
де змішується з розчином солі та цукру, дріжджовою суспензією, жиром, які
надходять з дозувальної станції ВНИИХП-06 1. Замішане таким чином тісто
за допомогою плунжерного насоса 5 завантажується в бродильно-
формувальний агрегат (екструдер) 6, де відбувається його вистоювання,
бродіння та формування тістових заготовок відразу на під ошпарювально-
пічного агрегату 7 з піччю фірми „Rem-Piek”. Нагнітання та натирання
бубличного тіста відбувається за допомогою двох валкових нагнітачів, що
знаходиться у верхній частині БФА.
Випікання проводиться у зволоженій пекарній камері. При випічці
внаслідок теплофізичних, колоїдно-хімічних і біохімічних процесів тістова
заготовка переходить в стан готового випеченого виробу. Випікання
проходить в наскрізній стрічковій циклотермічній кондитерській печі Rem-
Piek WSL 8090. Площа випікання 9 м2. Ширина сітчаного поду 600 мм, піч
Рисунок 3.1. Машинно-апаратурна схема виробництва
сухарно-бараночних виробів:
1 - дозатор рідких компонентів; 2 - дозатор муки; 3 - водомірний бачок;
4 - тістомісильна машина періодичної дії; 5 - діжеопрокидувач; 6 - екструдер;
7 - ніж для різання тістових заготовок; 8 - ошпарювально-пічний агрегат;
9 – різальна машина; 10 - сушильна камера; 11- направляюча.
керується з трьох щитків, що розміщені поблизу топок печі.
Тістові заготовки спочатку проходять ошпарювальну камеру, де
піддаються інтенсивній гігротермічній обробці при температурі середовища
110 – 130 °С, після чого вироби отримують глянцеву поверхню, далі вони
поступають безпосередньо в піч, де випікаються і одночасно висушуються до
вологості 8 – 12% при температурі 220 – 250 °С. Час випікання залежить від
рецептури, і становить близько 16 хв. Втрата при випіканні не повинна
перевищувати 20%.
Після виходу з простору печі випечені бубличні вироби по
транспортеру відправляються на експедицію для пакування.
Опис конструкції та принцип дії бродильно-формувального агрегату
В основу даного проекту покладено проектування конструкції бродильно-
формувального агрегату безперервної дії. Призначений він для здійснення
способу обробки тістових заготовок. Його впровадження дозволяє
виконувати всі операції обробки тіста в одному агрегаті. Тісто потрапляє
всередину робочої камери за рахунок нагнітання валковими нагнітачами. На
рис. 3.2. показано ескіз конструкції екструдера.
Принцип його роботи полягає в тому, що тісто з тістоготувального
агрегату подається у воронку валкового нагнітача, який нагнітає його в
ємність для виброджування, об’єм якої розраховано на тривалість
перебування в ній тіста необхідну для накопичення вуглекислого газу
достатнього для розрихлення тістових заготовок перед випіканням. Після
виброджування тісто проходить через формувальні отвори матриці.
Сформовані заготовки під власною вагою падають на під печі або при
необхідності на лист. Розрихлення тістових заготовок відбувається на виході
із формувального отвору за рахунок вуглекислого газу, що накопичився при
бродінні.
Рисунок 3.2 – Ескіз конструкції екструдера:
1 - приймальна воронка; 2 – нагнітач; 3 – привід; 4 – патрубок для подавання
стиснутого повітря; 5 - робоча камера; 6 – шибер; 7 - формувальна матриця.
Мотор-редуктор, приєднаний до рами приводить перший з валків у
дію. Валок приводить у рух другий валок через зубчасту циліндричну
передачу.
Рівномірному потраплянню тіста в ємність допомагають не тільки
валки, а і розподілювач, що знаходиться в верхній частині робочої камери.
Після заповнення тістом робочого об`єму агрегату, воно вистоюється
близько 30 хв. Після виброджування відкривається шибер і починається
безперервний процес формування та різання. Тісто під дією тису валків
починає випресовуватись через формувальні отвори матриці 5, та
екструдується безпосередньо на під печі у вигляді окремих заготовок.
Формування заготовок може здійснюватись і на листи при випіканні в печах
періодичної дії.
Розрихлення тістових заготовок відбувається на виході із
формувального отвору за рахунок вуглекислого газу, що накопичився при
бродінні.
На час запуску і виведення з роботи агрегату (це відбувається з метою
миття, огляду чи ремонту агрегата, або перезміни операторів) передбачено
шибер, за допомогою якого перекриваємо подавання і вихід тіста. Шибер
знаходиться над верхньою частиною робочої камери. Їх положення
регулюють вручну спеціальними штурвалами. При зупинці агрегату
перекриваємо нагнітач і видаляємо тісто із ємкості за допомогою стисненого
повітря, що подається між корпусом агрегату та еластичною перегородкою,
це допомагає повністю випресувати залишки тіста з камери.
Проведені дослідження поведінки тіста, насиченого вуглекислим
газом свідчать про те, що для забезпечення дрібнопористої розрихленої
структури м’якушки виробів, вироблених екструдуванням необхідна
відповідна конструкція матриці. На виході із формувального каналу матриці
відбувається відновлення структури в’язко-пружного тіста, збільшення
поперечних розмірів джгута, крім того, на розширення екструдату на виході
впливає і вміст вуглекислого газу, що накопичується в тісті при бродінні.
Рисунок 3.3 – Ескіз формувальної матриці.
Формуючим органом є формувальна плита в якій розміщені отвори. В
отвори вставлені матриці із харчового фторопласту, через які, власне, і
відбувається випресовування заготовок на під печі . На рис.3.3. зображено
ескіз формувальної матриці.
Для отримання добре розвиненої, дрібної, рівномірної пористості, а
також для утворення гладкої поверхні тістового джгута сформульовано
вимоги до конструкції матриці при екструдуванні дріжджового тіста,
насиченого вуглекислим газом. Для виготовлення матриці доцільно
використовувати антиадгезійні матеріали або покриття. За геометричними
параметрами канал формування поділяємо на дві зони : вхідну та
формувальну. Формувальна частина каналу для забезпечення максимального
розширення джгута повинна бути мінімальної довжини, виходячи із
конструктивних міркувань. Використання зазначених вимог при
конструюванні матриці дозволяє забезпечити високу якість тістового джгута
при формуванні.
4 Розрахункова частина
4.1 Розрахунок продуктивності печі
Провідним обладнанням у лінії по виробництву хлібобулочних виробів
є піч, тому все обладнання (в тому числі і екструдер) підбирають, виходячи з
продуктивності печі по даному виду виробу. Обираємо піч
WSL-8090 (рис. 4.1.), яка має такі параметри:
довжина поду печі, мм - L = 15000;
ширина поду печі, мм - B = 600.
Додаткові дані для розрахунку продуктивності печі по бубликам:
ширина виробу, мм - d = 23;
довжина виробу, мм - l = 200;
час випікання виробу у печі, хв. - τ = 16;
зазор між рядами виробів, мм - a = 10;
зазор між виробами в ряду, мм - b = 20.
Рисунок 4.1– Піч польської фірми «Rem-Piek» WSL-8090.
Розрахунок виконується відповідно (9 стр.3). Кількість рядів виробів по
довжині поду в пекарній камері:
L − a 15000−10
N = = = 71,381 шт. (4.1)
l + a 200+10
Приймаємо N=71.
Кількість виробів в ряду по ширині поду печі:
B − b 600− 20
n = = =13,488 шт, (4.2)
d + b 23+ 20
Приймаємо n=13.
Годинна продуктивність печі, кг/год:
N n m 60 7113 30 60
П хб
год = = =103,837 кг/год, (4.3)
16 1000
де mхб - маса холодного бублика, mхб = 30 г.
Добова продуктивність, т/добу:
П * 23 103,837 23
Пдоб = = = 2,388 т/добу, (4.4)
1000 1000
де число 23 – термін роботи печі, год/добу.
Секундна продуктивність, кг/с:
П 103,837
Пс = год = = 0,029 кг/с. (4.5)
3600 3600
Продуктивність екструдера по тісту, з урахуванням упікання (19,5%):
Пс.т. = Пс 1,195 = 0,029 1,195 = 0,035 кг/с, або
П год.т. = П год 1,195 = 103,837 1,195 = 124.085 кг/год.
4.2 Розрахунок продуктивності агрегату
Розрахунок виконується відповідно (9 стр.7).
Пагр = 1,15Ппечі (4.6)
Пагр =1,15103,837 =119,413кг / год
4.3 Розрахунок об′єму ємкостей для вистійки
Розрахунок виконується відповідно (9 стр.34).
mтіста
V = , (4.7)
де mтіста – маса тіста, що подається, кг
ρ – густина тіста, ρ=1100 кг/м3
mтіста = Пагр вип , (4.8)
τвип=30хв
mтіста=119,413×0,5=59,706кг
59,706
V = = 0,054м3
1100
4.4 Розрахунок швидкості поду та часу цикла
Розрахунок виконується відповідно (9 стр.46).
S = вип (4.9)
S 15
= = =156,25м / год = 0,0434 м/с
вип 0,096
де S – довжина поду.
S1 15
цикла = = = 0,001год або 3,6 секунд.
156,25 71
4.5 Розрахунок валкового нагнітача
Розрахунок виконується відповідно (9 стр.37).
Необхідна продуктивність тіста Пс.т. = 0,035 кг/с.
Продуктивність валкового нагнітача:
Пс.т. = L h0 d n K , (4.10)
де L – довжина нагнітача, L=600 мм;
h0 - зазор між валками, h0 = 10 мм;
d – діаметр валків, d=98 мм;
n – частота обертання валків, об/с;
- густина тіста, =1100 кг/м3
K – коефіцієнт подачі валкового нагнітача, при h0 = 10 та ширині щілини
матриці до 20 мм K=0,3.
З даної формули визначимо необхідну частоту обертання валків:
Пс.т. 0,035
n = = = 0,057 об/с = 3,42 об/хв.
L h0 d K 0,6 0,010,098 1100 3,14 0,3
В нашому випадку нагнітальні валки зв’язані між собою зубчатою
передачею з передаточним відношенням і = 1, і відповідно обертаються в
протилежних напрямках з однаковою швидкістю, тому їх крутні моменти
додаються. Отже результуючий момент на нижньому валу нагнітача
знаходиться за формулою:
2
M = P R l ( + 2 )tg
P (4.11)
де PP – тиск в камері бродіння, Па;
α – кут живлення, рад;
β – кут нагнітання, рад;
φ – кут тертя тіста по валку, для пшеничного тіста в залежності від рецептури
та вологості становить 25-30º.
2
M = 0,2 106 0,042 0,6 + 0,5 = 301,44 Н·м. (4.12)
3 3
Потужність необхідну для обертання валка розраховуємо за формулою:
M n 301,44 3,42
N = = = 0,108 кВт. (4.13)
9550 9550
4.6 Кінематичний розрахунок привода
Розрахункову потужність двигуна визначаємо за формулою, розрахунок
виконується відповідно (9 стр.16):
N
: N = , (4.14)
д
заг
де заг - загальний ККД привода, який розраховується:
4
заг =підш з.п. = 0,995 4 0,94 = 0,921 ,
де підш - ККД підшипників кочення, підш = 0,995 ;
з.п. - ККД зубчастої циліндричної передачі, з.п. = 0,94 .
0,108
Nд = = 0,117 кВт.
0,921
Рисунок 4.2 – Кінематична схема приводу:
1 – черв’ячний мотор-редуктор; 2 – зубчаста передача; 3 – пара валків.
За отриманими значеннями потужності та частоти обертання
підбираємо привід для валкового нагнітача. Із каталогу обираємо черв’ячний
одноступінчастий мотор-редуктор МЧ-125 потужністю 1,5 кВт ( N д.кат. N д. ) із
такими параметрами : n = 11,4 об/хв.; M max = 766 Н·м.
Щоб регулювати кількість обертів вихідного вала мотор-редуктора
під’єднують до нього частотник. Обираємо з каталогу частотник E2-MINI-
S3L з максимальною потужністю двигуна Nmax = 2,2 кВт.
Визначаємо загальне передаточне число:
nд 3,42
u = = =1. (4.15)
n вих 3,42
При цьому передаточне число зубчатої передачі валків u = 1.
Визначаємо частоту обертання валів привода:
n1 = nд = 3,42 об/хв.;
n1 3,42
n2 = = = 3,42об/хв.; (4.16)
u 1
Визначаємо потужність на валах привода:
N1 = Nд = 0,117 кВт;
2 2
N 2 = N1 з.п. підш = 0,117 0,94 0,995 = 0,109 кВт; (4.17)
Визначаємо крутні моменти на валах привода:
N
T = 9550 1 0,117
1 = 9550 = 326,711 Н·м;
n1 3,42
N 0,082
T2 = 9550 2 = 9550 = 228,977 Н·м;
n2 3,42
4.7 Розрахунок зубчастої передачі
Для обертання валків встановлюємо відкриту циліндричну прямозубу
передачу. Розрахунок виконується відповідно (8 стр.42).
Номінальна потужність, що передається шестернею N1 = 117 Вт;
Частота обертання шестерні n1 = 3,42 об/хв;
Передаточне число u =1,0;
Крутний моменти Т1 = 326,711 Н·м.
Вибір матеріалу і призначення термообробки:
Обираємо для шестерні і для колеса сталь 45;
Термообробка – нормалізація.
Для шестерні:
B = 600МПа; Т = 340МПа;190HB1;
Для колеса:
B = 600МПа; Т = 340МПа;190HB2 ;
Допустимі напруження згину:
= F lim b
F K FL K FC YS YR , (4.18)
SF
де F lim b ─ границя витривалості зубців при згині, що відповідає базовому
числу циклів зміни напружень :
F lim b1 =1,8 HB1 =1,8 190 = 342МПа
;
F lim b2 =1,8 HB2 =1,8 190 = 342МПа ;
KFC - коефіцієнт, що враховує характер прикладання навантаження, для
нереверсивної передачі K FC =1,0 ;
KFL ─ коефіцієнт довговічності:
N
K m FO
FL = F , (4.19)
N
FE
де mH - показник степеня кривої втоми, для коліс із твердістю поверхні
зубців HB < 350 m = 6;
F
N FO ─ базове число циклів зміни напружень:
6
NFO = 4 10
NFE ─ еквівалентне число циклів навантаження зубців за термін служби
передачі :
NFE = 60 n1 tекв , (4.20)
де n1 ─ частота обертів вала шестерні, n1=3,42 об/хв;
tекв = t
t = 8 c 365 L K річн Kдоб = 8 2 365 4 0,82 0,9 =17239 ,68год
NFE = 60 n1 tекв = 60 3,42 17239 ,68 = 3,54 106циклів
N FE N FO , тому приймаємо коефіцієнт довговічності
4 106
K = 6
FL =1,063 ;
3,54 106
SF ─ коефіцієнт безпеки:
SF = S F S F = 1,75 1,5 = 2,625 (4.21)
S F = 1,75
S F = 1,5
YS ─ коефіцієнт, що враховує чутливість матеріалу та концентрації
напружень, YS = 1.
YR ─ коефіцієнт, що враховує шорсткість перехідних поверхонь зубців,
YR = 1.
Допустимі напруження згину для зубців шестерні та колеса :
342
F1 = 1,063 111=138,494МПа
2,625
342
F 2 = 1,063 111=138,494МПа
2,625
Допустимі граничні
напруження згину при
= F lim M
F Y
max S
S
максимальних FM
навантаженнях:
F lim M - граничне напруження, що не викликає остаточних деформацій або
крихкого злому:
F lim M = 4,8 HB = 4,8 190 = 912МПа
S FM ─ коефіцієнт безпеки, SFM = 2,625
YS ─ коефіцієнт, що враховує чутливість матеріалу та концентрації
напружень, YS = 1.
912
F = 1= 347,43МПа
max
2,625
Допустимі граничні контактні напруження при максимальних навантаженнях
визначаються за формулою:
HM = 2,8 T , (4.22)
HM = 2,8 T = 2,8 340 = 952МПа
Розрахунок зубців на міцність при згині.
Попередньо визначаємо величини необхідні для розрахунку:
─ приблизна швидкість зубчастих коліс:
= 0,0125 3 N1 n
2
1 = 0,0125 3 0,117 3,42 2 = 0,014м / с
При даній швидкості необхідний ступінь точності передачі – 9-й:
─ коефіцієнт ширини зубчастого вінця при консольному
розташуванні опор приймаємо = 0,75 max
d d = 0,75 0,7 = 0,5
─ коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубцям
K F = 1,16
─ коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця:
K F =1,02
─ коефіцієнт, що враховує динамічне навантаження:
K F =1,26
Попередньо приймаємо: число зубів шестерні z1=63, тоді число зубів
колеса z2 = z1 ∙u = 63·1,0 = 63.
Коефіцієнти, що враховують форму зубців шестерні і колеса:
YF1 = 3,6
YF 2 = 3,6
коефіцієнт, що враховує вплив нахилу зуба на його напружений стан:
Y = 1
Виходячи з параметрів розрахунку нагнітача, приймаємо:
=108 мм;
d1 = d2 =108 мм;
z1 =36;
m = 3мм
d1 n3 3,14 108 3,42
= = = 0,019м
60000 60000 с
Степінь точності передачі – 9та, що співпадає з раніше прийнятою.
K = 1,05 Y S = 0,95
F ,
Перевірочний розрахунок зубців на міцність при згині під дією
максимального навантаження:
T
= макс
F max F F max
Tн , (4.23)
Розрахуємо напруження згину в зубцях шестерні:
W
Ft
F1 = YF1 Y , (4.24)
m
2 T 2 326,711 103
де WFt =
1 KF KF KFv = 1,063 1,02 1,05 =125,555МПа
d1 b 108 54
b = d d1 = 0,5 108 = 54мм
Приймаємо b = 51мм
125,555
F1 = 3,6 1,0 =150,666МПа < F1 = 151,13МПа
3
YF 2 3,6
F 2 = F1 =150.666 =150.666МПа< F 2 = 151,13МПа
Y
F1 3,6
Напруження згину від максимального навантаження:
F1max = 150.666 1,6 = 241,066МПа < F1 = 347,43МПа
max
F 2 max = 150.666 1,6 = 241,066МПа < F 2 = 347,43МПа
max
Перевірочний розрахунок зубців на контактну міцність дією
максимального навантаження.
Розрахункове напруження від максимального навантаження:
T
= макс
H max H H max
T
н , (4.25)
Розрахуємо контактне напруження вад номінального навантаження:
2 T1 KH KH KH u +1
H = ZH ZM Z
2
b d u
1 , (4.26)
─ коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубцям
K
H =1,0
коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця:
K H =1,025
─ коефіцієнт, що враховує динамічне навантаження:
K H = 1,0945
─ коефіцієнт, що враховує форму спряжених поверхонь:
Z H = 1,76 cos = 1,76 cos 0 = 1,76
─ коефіцієнт, що враховує механічні властивості спряжених
коліс:
Z M = 275МПа1/ 2
─ коефіцієнт, що враховує сумарну довжину контактних
ліній:
1 1 1 1
= 1,88 − 3,2 + cos = 1,88 − 3,2 + cos0 = 1,702
z1 z2 36 36
4 − 4 −1,702
Z = = = 0,875
3 3 , (4.27)
2 326,711103 11,025 1,0945 1+1
H =1,76 275 0,863 = 637,261МПа
51101,52 1
Напруження від максимального навантаження:
H max = 637,261 1,6 = 806.078МПа < Н = 952МПа
max
Остаточно приймаємо розміри передачі:
m = 3мм, z1 = 34, z2 =34, u = 1,0, bω = 54мм
Таблиця 4.1
Геометричні параметри циліндричної прямозубої передачі
Кут нахилу зуба на діаметрі d β = 0º
Кут зачеплення в нормальному = = 20
перерізі
Кут зачеплення в торцьовому
t = = 20
перерізі
Міжосьова відстань = 108мм
Ділильний і початковий
діаметри:
шестерні d1 = d1 = m z1 = 3 34 = 108мм
колеса d 2 = d2 = m z2 = 3 34 = 108мм
Діаметри вершин зубців:
шестерні da1 = d1 + 2 m = 108 + 2 3 = 114мм
колеса d a2 = d 2 + 2 m = 108 + 2 3 = 114мм
Діаметри западин:
шестерні d f 1 = d1 − 2,5 m = 108 − 2,5 3 = 101,5мм
колеса d f 2 = d 2 − 2,5 m = 108 − 2,5 3 = 101,5мм
Рисунок 4.3 – Ескіз зуба зубчастої передачі.
4.8 Вибір та перевірочний розрахунок шпонкових з’єднань
1. Найбільш небезпечна деформація шпонок і пазів є зминання від
крутного моменту. Розрахунок шпонкового з’єднань ведеться (8, стр.56).
Матеріал шпонки приймаємо Сталь 45. Допустиме напруження
зминання зм =170МПа .
B B- В
в
d
B
Рисунок 4.4 – Ескіз шпонкового з'єднання.
2. За діаметром вала d = 25мм згідно зі стандартом вибираємо такі
розміри з’єднання:
ширина шпонки в = 8мм ;
висота шпонки h = 7мм ;
глибина пазу на валу t1 = 4мм ;
довжина шпонки l = 18...90мм (приймаємо l = 40мм );
3. Визначаємо робочу довжину шпонки:
lшп = lст − (7 10) = 20 − 7 = 13мм
lст = (1,5 2,0)d в = 2,0 40 = 80мм
4. Перевіряємо міцність з’єднання на зминання:
2T 2 326,711103
зм = = = 93,346МПа зм
dв l (h − t1) 25 40 (7 − 4)
де зм = 100 120МПа .
t2
t1
h
5.Перевіряємо міцність з’єднання на зріз:
2T 103 2 326,711103
зр = = = 81,678МПа зр
dв b l 25 8 40
де зр = 60 100МПа .
6.Міцність з’єднання достатня, вибираємо шпонку призматичну
8 7 40 за ГОСТ 10748 – 79.
4.9 Розрахунок опор апарату
Найбільша маса апарату М=100 кг,
Допустиме напруження на фундамент [σф]=0,7 МПа. Розрахунок опор
апарату ведеться (8, стр.74)
Поверхня опор:
100 9,81
F = 0,001401м2
0,7 106
Приймаємо кількість опор n=4, тоді навантаження на одну опору буде
дорівнювати:
100 9,81
G = = 245,25Н
4
Опорна площа однієї опори дорівнює 46,8 cм 2 , приймаємо
відношення вильоту до її ширини а:с=0,8, згідно стандарту конструктивні
параметри опор дорівнюють, мм: с=80, а=55, b=70, h=125, δ=4, d=14, виліт
опори А=75мм. Приймемо коефіцієнт к=0.3, тоді товщина ребра дорівнює:
= 2,24G /(k m [ ct ] A) = 2,24 327 /(0,31100 106 75) = 3,25 мм,
Гнучкість ребра:
= l / 0,289 = 0,145 /(0,289 0,00325) =155,2
Приймаємо товщину стінки δ=4мм.
4.10 Розрахунок вала
В якості матеріалу для валів використовують звичайні конструкційні
вуглецеві або леговані сталі. Обираємо сталь 45. Розрахунок вала ведеться
згідно (9, стр.86).
Розрахунок вала на кручення.
Так як на даному етапі розрахунків відстані між опорами невідомі,
орієнтовний діаметр вала в небезпечному перерізі визначається з умов
міцності при крученні:
T
d = 3 , (4.28)
0,2 [ ]
де Т – крутний момент;
[τ] - допустиме напруження на кручення, для сталевих валів [τ] = 35..40 МПа.
Приймаємо [τ] = 40 МПа.
326,711103
d = 3 = 37,3мм
0,2 40
Приймаємо d = 40.0 мм.
Розрахунок вала на складний опір.
Визначаємо сили в зачепленні:
2 T2 2 326,711103
колова сила Ft 2 = = = 6050,204H ;
d1 108
радіальна сила Fr 2 = Ft 2 tg = 6050,204 tg20 = 2202,09H ;
Розрахунок проводимо з побудовою епюр згинальних моментів:
а) горизонтальна площина
Fr 2 a − RBX b = 0;
М A = 0 , 2202,09 32,5− RBX 558 = 0;
RBX =128,258H .
Fr 2 (a + b) − RAX b = 0;
М B = 0 , 2202,09 (32,5+ 558) − RAX 558 = 0;
RAX = 2330,348H .
Перевірка:
FX = 0 , RBX − RAX + Fr 2 = 0 ,
128,258 − 2330,348,48 + 2202,09 = 0.
Будуємо епюру у горизонтальній площині.
б) вертикальна площина
Ft 2 a − RBY b = 0;
М A = 0 , 6050,204 32,5− RBY 558 = 0;
RBY = 352,386H .
Ft 2 (a + b) − RAY b = 0;
М B = 0 , 6050,204 (32,5+ 558) − RAY 558 = 0;
RAY = 6402,52H .
Перевірка:
FY = 0 , RBY − RAY + Ft 2 = 0 ,
352,386 − 6402,52 + 6050,204 = 0 .
Будуємо епюру у вертикальній площині.
Сумарна епюра згинальних моментів:
M 2 2
сум = М згХ +М згY
(4.29)
M ' = 112,52 2
сум + 309 = 328,8H м;
Крутний момент Ткр=326,711 Нм.
Розрахунок еквівалентного моменту:
М 2 2
пр = М сум + ( Т ) , (4.30)
де - коефіцієнт, що враховує різницю в характеристиках циклів напружень
згину і кручення ( = 0,58 ).
М 2 2
пр = 0 + (0,58 326,711 ) =189,5H м;
М 2
пр = 0 + (0,58 206,82)2 =119,96Н м;
М = 328,82
пр + (0,58 206,82)2 = 300Н м;
М
пр = 164,42 + (0,58 206,82)2 = 203,51Н м;
М
пр = 164,42 + 02 =164,4Н м;
Визначаємо діаметри вала в характерних точках за формулою:
М
пр
d = 3 , (4.31)
0,1 −1
де −1 - допустиме знакоперемінне напруження для вала
189,5 103
в перерізі 1 d = 3 = 24,9мм
0,155
Остаточно приймаємо діаметр в перерізі 1 d = 25мм,
300 103
в перерізі 2 d = 3 = 29,9мм
0,155
Остаточно приймаємо діаметр в перерізі 2 d = 30мм.
4.11 Підбір підшипників
Для валів нагнітача обираємо підшипники ковзання з
металфторопласту по ОСТ 1 10287-71 рис.4.5. Розміри підшипника:
d = 25, D = 47, L = 12.
Рисунок 4.5 – Ескіз підшипника.
5 Технологічні розрахунки виготовлення деталі
5.1 Вибір та обґрунтування матеріалу деталі
Матеріал деталі «Хомут» Сталь 45 ГОСТ 1050-2004 - конструкційна
якісна сталь. Заготовка - прокат круглого перерізу h14-120 ГОСТ 2590-2006.
Так як деталь, згідно службового призначення, сприймає динамічні
навантаження, має не складну форму і типові поверхні, матеріал та тип
заготовки деталі обраний правильно.
Як матеріал - замінник обираємо конструкційну якісну сталь 50 ГОСТ
1050-2004, яка має дещо кращі механічні властивості.
Хімічний склад, механічні, ливарні і технологічні властивості сталі 45
ГОСТ 1050-2004 та матеріалу-замінника наводимо в таблицях 2.1…2.5.
Таблиця 5.1
Хіміний склад матеріалу деталі і матеріалу-замінника
Матеріал Вуглець Кремній Марганець Не більше
(С), % (Si), % (Mn), % Мідь Нікель Сірка Фосфор Хром
(Cu),% (Ni),% (S),% (P),% (Cr),%
Сталь 45 0,42- 0,20- 0,40-0,90 0,30 0,30 0,045 0,04 0,30
0,50 0,52
Сталь 50 0,47- 0,20- 0,40-0,90 0,30 0,30 0,045 0,04 0,30
0,55 0,52
Таблиця 5.2
Механічні властивості матеріалу Сталь 45 ГОСТ 1050-2004
Термообробка, стан поставки σ0,2, σВ, δ5, ψ, KCU, НВ
МПа МПа % % Дж/м2
Нормалізація 860-880 °С. 320 550 10 20 29 ---
Відпуск 600-630 °С.
Закалка 860-880 °С. Відпуск 400 600 10 20 24 ---
550-600 °С.
Нормалізація 860-880 °С. 290 520 10 18 24 148-217
Відпуск 630-650 °С.
Таблиця 5.3
Механічні властивості матеріалу Сталь 50 ГОСТ 1050-2004
Термообробка, стан Переріз, σ0,2, σВ, δ5, ψ, KCU, НВ
поставки мм МПа МПа % % Дж/м2
Нормалізація 860-880°С, 10 295- 650- 15- 13- --- ---
повітря до 300-350°С, 355 680 21 27
витримка 2г. 30 290- 650- 15- 19- 34-60 170-
Відпуск 600-620°С, 325 690 19 25 187
витримка 3г, 50 265- 610- 16- 19- 25-36 162-
охолодження 1г в печі 275 630 21 28 170
до 500°С, потім на
повітрі.
Після нормалізації і 10 480- 760- 16- 36- 34-48 216-
відпуску закалка 860- 530 780 21 41 229
870М, масло. Відпуск 30 420- 720- 18- 40- 40-59 216-
620-630°С, витримка 3г, 475 770 27 59 229
повітря. 50 400- 710- 16- 54- 54-56 206-
440 750 24 56 229
Таблиця 5.4
Технологічні властивості матеріалу деталі і матеріалу-замінника
Матеріал Зварюваність Оброблюваність різцями
Кутв.сп. Куб.ст.
Сталь 45 Важко зварювальна 1,1 0,7
Сталь 50 Обмежено 0,7 0,55
зварювальна
Умовні позначення в таблицях:
σ0,2 опір текучості;
σВ - тимчасовий опір розриву;
δ5 – відносне видовження;
ψ – відносне звуження;
KCU – ударна в’язкість;
НВ – твердість по Бринелю.
Для зняття внутрішніх напруг і стабілізації розмірів після ливарних робіт
необхідно провести повне відпалювання.
5.2 Технологія виготовлення деталі
Таблиця 5.5
Технологічний маршрут виготовлення деталі
Номер Технологічне обладнання, пристрої,
операції, Назва операції, переходу інструмент оброблювальний,
переходу контрольний
1 2 3
10 Заготівельна Штампувальне обладнання
10.1 Відштампувати заготовку зі сталі 45а
20 Токарна Токарно-гвинторізний 16К20
Установити, закріпити і зняти деталь 3-кулачковий патрон
20.1 Точити торець Різець підрізний прямий, Т15К6
20.2 Точити Ø70 Різець прохідний правий відігнутий,
Розточити внутрішню канавку Т15К6, φ = 90°
20.3 витримавши розміри Ø62, 5, 10, Ø66 Різець розточний для глухих отворів,
та кут 45° Т15К6, φ = 45°
30 Токарна Токарно-гвинторізний 16К20
УЗЗ 3-кулачковий патрон
30.1 Точити торець в розмір 14 Різець підрізний прямий, Т15К6
30.2 Точити торець в розмір 45 Різець прохідний правий відігнутий,
30.3 Точити Ø25 Т15К6, φ = 90°
Точити фаску 1х45˚ Різець прохідний правий відігнутий,
30.4 Т15К6, φ = 45°
40 Фрезерна Вертикально-фрезерний 6М12П
УЗЗ Ділильна головка
40.1 Фрезерувати поверхню на висоту 9, Фреза кінцева, D = 10, Р6М5
витримавши розміри 17 та 6
Повернути заготовку на 180°
40.2 Фрезерувати поверхню в розмір 18,
витримавши розміри 17 та 6
50 Свердлильна Свердлильний 2А125
УЗЗ Кондуктор
50.1 Свердлити отвір Ø4, витримавши Свердло 4, Р6М5
розміри 17 та 6
60 Токарна Токарно-гвинторізний 16К20
УЗЗ Спец. пристрій
60.1 Свердлити отвір під Ø12Н8 Свердло Ø11,7, Р6М5
60.2 Зенкерувати фаску 1х45˚ Зенкер конічний, Р6М5, φ = 45°
60.3 Розвернути отвір Ø12Н8 Розвертка Ø12Н8, Р6М5, пробка Ø12Н8
Технологічний маршрут виготовлення деталі розраховується згідно
літератури (45,46):
30. Токарна
Перехід 30.1. Точити торець в розмір 14.
Глибина різання в даному випадку
мм
Вибираємо подачу. Для різців перетином стержня 16х25 при
обробленні заготовки зі сталі діаметром 70 мм при глибині різання до 3 мм
рекомендуються подачі 0,6-1,2 мм/об.
Приймаємо s = 1 мм/об.
Вибираємо залежність для визначення швидкості різання
Приймаємо стійкість різця Т = 60 хв.
Тоді маємо
Необхідна частота обертання шпинделя
Приймаємо за паспортними даними верстата nв = 200 об/хв.
Тоді дійсна швидкість різання буде дорівнювати
Основний час на виконання переходу
l – довжина оброблення безпосередньо на деталі, l = 21,5 мм;
l1 – добавка довжини на підвід інструменту до початку різання з
механічною подачею, l1 = 2 мм;
l2 – величина врізання інструменту, l2 = 2 мм;
l3 – величина перебігу різця, l3 = 2 мм.
мм
Допоміжний час на виконання переходу
t1 – допоміжний час, пов’язаний безпосередньо з переходом для
поперечного обточування з установленням різця на розмір при автоматичній
подачі, t1 = 0,05 хв;
t2 – допоміжний час на заміну частоти обертів шпинделя або подачі,
так як перша операція і виставляються параметри, то t2 = 0,05+0,05 = 0,1;
t3 – допоміжний час на інші дії під час виконання переходу, оскільки
потреби в заміні інструменту та інших діях немає, то t3 = 0.
хв
Перехід 30.2. Точити торець в розмір 45.
Глибина різання в даному випадку
мм
Вибираємо подачу. Для різців перетином стержня 16х25 при
обробленні заготовки зі сталі діаметром 27 мм при глибині різання до 3 мм
рекомендуються подачі 0,4-0,5 мм/об.
Приймаємо s = 0,5 мм/об.
Вибираємо залежність для визначення швидкості різання
Приймаємо стійкість різця Т = 60 хв.
Тоді маємо
Необхідна частота обертання шпинделя
Приймаємо за паспортними даними верстата nв = 800 об/хв.
Тоді дійсна швидкість різання буде дорівнювати
Довжина обробки
l = 13,5 мм; l1 = 2 мм; l2 = 2 мм; l3 = 2 мм.
мм
Основний час на виконання переходу
Допоміжний час на виконання переходу
хв
Перехід 30.3. Точити поверхню Ø25.
Глибина різання в даному випадку
мм
Вибираємо подачу. Для різців перетином стержня 16х25 при
обробленні заготовки зі сталі діаметром 27 мм при глибині різання до 3 мм
рекомендуються подачі 0,4-0,5 мм/об.
Приймаємо s = 0,5 мм/об.
Вибираємо залежність для визначення швидкості різання
Приймаємо стійкість різця Т = 60 хв.
Тоді маємо
Необхідна частота обертання шпинделя
Приймаємо за паспортними даними верстата nв = 800 об/хв.
Тоді дійсна швидкість різання буде дорівнювати
Довжина обробки
l = 31 мм; l1 = 2 мм; l2 = 0; l3 = 0.
мм
Основний час на виконання переходу
Допоміжний час на виконання переходу
хв
Перехід 30.4. Точити фаску 1х45.
При знятті фаски 2 мм на поверхні діаметром до 100 мм оперативний
час на зняття фаски Топ4 = 0,18 хв.
Основний час на виконання операції під час виготовлення однієї
деталі
хв
Допоміжний час на виконання операції
tу – допоміжний час на установлення, кріплення і зняття деталі, при
закріпленні у 3-кулачковому патроні tу = 0,18 хв.
хв
Операційний час
хв
Штучний час становить
Час на обслуговування робочого місця Тоб = 2% Топ і час на
відпочинок і природні потреби Тпп = 4% Топ.
хв
Підготовчо-завершальний час
Час на одержання і здачу документів, пристроїв та інструментів Тпз1 =
10 хв, час на налагодження оброблення в патроні Тпз2 = 8 хв.
хв
Калькуляційний час на виконання операції під час виготовлення
однієї деталі
Норма виробітку за годину становить
40. Фрезерна
Перехід 40.1. Фрезерувати поверхню на висоту 9, витримавши
розміри 17 та 6.
Глибина фрезерування
мм
Вибираємо подачу. При фрезеруванні площини кінцевою фрезою при
діаметрі фрези 10 мм рекомендовані подачі на зуб фрези Sz = 0,02-0,06
мм/зуб. Приймаємо Sz = 0,05 мм/зуб.
Для визначення швидкості різання для кінцевих фрез з
швидкорізальної сталі при фрезеруванні сталей вибираємо залежність
Період стійкості фрези Т = 120 хв.
Тоді
Необхідна частота обертання шпинделя
Приймаємо згідно паспортних даних nв = 725 об/хв.
Тоді дійсна швидкість різання буде дорівнювати
Визначаємо хвилинну подачу
мм/хв
Приймаємо хвилинну подачу Sхв = 130 мм/хв.
Основний час на виконання операції
l – довжина оброблюваної поверхні, l = 3,5 мм;
l1 – добавка на перехід інструменту з робочою подачею до моменту
різання, l1 = 3 мм.
мм
Допоміжний час, пов’язаний з переходом, з автоматичним
переміщенням стола довжиною до 750 мм, при фрезеруванні фрезою,
установленою на розмір щупом за установом у пристрої, tд1 = 0,22 хв.
Перехід 40.2. Фрезерувати поверхню в розмір 18, витримавши розміри
17 та 6.
Даний перехід аналогічний попередньому, тому
tд1 = 0,22 хв
Основний час на виконання операції
хв
Допоміжний час на виконання операції
Допоміжний час на установлення і зняття деталі
tу1 – допоміжний час безпосередньо на установлення і зняття деталі, tу1
= 0,30 хв.
tу2 – допоміжний час на очищення місця установлення від стружки, tу2
= 0,1 хв.
хв
Допоміжний час на виконання операції
хв
Операційний час
хв
Штучний час становить
Час на обслуговування робочого місця Тоб = 4% Топ і час на
відпочинок і природні потреби Тпп = 7% Топ.
хв
Підготовчо-завершальний час
Час на одержання і здачу документів, пристроїв та інструментів Тпз1 =
7 хв, час на налагодження установки деталі у спец пристрої вручну Тпз2 = 14
хв, час на установлення фрез Тпз3 = 2 хв.
хв
Калькуляційний час на виконання операції під час виготовлення
однієї деталі
Норма виробітку за годину становить
50. Свердлильна
Перехід 50.1. Свердлити отвір Ø4, витримавши розміри 17 та 6.
Припуск на оброблення під час свердління становить половину
діаметра свердла dсв, тобто
Вибираємо подачу. Для сталі при свердленні отвору 4
рекомендуються подачі 0,05-0,08 мм/об.
Приймаємо згідно паспортних даних s = 0,1 мм/об.
Для визначення швидкості різання вибираємо залежність
Беремо стійкість свердла Т = 15 хв.
Тоді
Необхідна частота обертання шпинделя
Приймаємо nв = 1400 об/хв.
Тоді дійсна швидкість різання буде дорівнювати
Основний час на виконання переходу
l – глибина свердлення, l = 18 мм;
l1 – величина на підведення свердла, l1 = 2 мм;
l2+l3 – додаток на врізання і перебіг свердла, l2+l3=2,5 мм.
мм
Допоміжний час на перехід tΔ1 = 0,06 хв.
Основний час на виконання операції під час виготовлення однієї
деталі
хв
Допоміжний час на виконання операції
tу – допоміжний час на установлення, кріплення і зняття деталі, tу =
0,34 хв.
Тоді
хв
Операційний час
хв
Штучний час становить
Час на обслуговування робочого місця Тоб = 1,5% Топ і час на
відпочинок і природні потреби Тпп = 6% Топ.
хв
Підготовчо-завершальний час
Час на одержання і здачу документів, пристроїв та інструментів Тпз1 =
10 хв, час на налагодження установки деталі у пристрої вручну Тпз2 = 5 хв.
хв
Калькуляційний час на виконання операції під час виготовлення
однієї деталі
Норма виробітку за годину становить
6 Правила монтажу, ремонту та експлуатації
бродильно-формувального агрегату
Надійна і довговічна робота лінії по виробництву сухарно-
бараночних виробів забезпечується тільки за умови суворого дотримання
правил експлуатації, своєчасного, якісного і повного проведення технічного
обслуговування і ремонтно-профілактичних робіт, передбачених посібником
з експлуатації.
До робіт по монтажу, наладці, експлуатації й обслуговуванню
обладнання допускаються особи, що вивчили дане обладнання і пройшли
інструктаж з техніки безпеки.
Для забезпечення більш якісної підготовки обладнання до роботи
рекомендується проводити пусконалагоджувальні роботи наладчиками
організації-виробника. При підготовці пусконалагоджувальних робіт
сторонніми організаціями, виробник не несе відповідальність за якість
наладки і роботу обладнання не гарантує.
Запчастини, що поставляються з обладнанням, призначені для
забезпечення пусконалагоджувальних робіт до експлуатації протягом
гарантійного терміну. Забезпечення запчастинами для середніх і капітальних
ремонтів здійснюється по фондах, що виділяється у встановленому порядку.
Планом передбачаються необхідні організаційно-технічні заходи:
• використання засобів механізації;
• порядок підготовки і зупинки обладнання;
• проведення ремонту або заміна окремих вузлів машини;
• розміщення матеріалів і деталей, які будуть монтуватись замість
знятих;
• порядок і почерговість опробування і здачі устаткування після
ремонту;
• забезпечення необхідними ремонтно-монтажними пристроями,
матеріалами та інструментами, індивідуальними засобами захисту.
Монтаж екструдера здійснюється згідно з розробленим проектом
організації монтажу. Установка екструдера на опорах при наявності
залізобетонної підлоги відбувається шляхом кріплення опор анкерними
болтами до підлоги з попереднім виставленням по рівню. Після закінчення
установки екструдера низ опор заливають цементним розчином. При
відсутності залізобетонної підлоги площадку вирівнюють і закладають
фундамент 400x400 на глибину 400 мм під чотири опори з колодязями під
фундаментні болти. Екструдера встановлюється по рівню і основа за-
ливається цементним розчином.
Монтаж екструдера повинен відповідати наступним вимогам:
1. Прив'язка обладнання установки до приміщення підприємства,
взаємне розташування машин, прокладка трубопроводів та
комунікацій розроблюється проектними організаціями споживача з
врахуванням установочних та приєднувальних розмірів, вказаних на
габаритних кресленнях, технологічної та функціональної схем та
вимог інструкції;
2. Горизонтальність базових поверхонь обладнання повинна бути по
рівню;
3. Монтаж установки повинен забезпечувати доступ до всіх частин та
місць обслуговування, можливість огляду, ремонту та очистки;
4. Прокладка всіх видів комунікацій повинна виключати можливість
будь-яких ушкоджень;
5. Після закінчення монтажу усі трубопроводи гарячої води тепло-
ізолювати;
6. Шафу приборів встановити безпосередньо в місці, яке зручне для
обслуговування;
7. Прокладку кабелів та труб з проводами визначити, виходячи з
місцевих умов монтажу;
В процесі експлуатації екструдера необхідно виконувати наступні
пункти:
─ проводити щоденний огляд екструдера;
─ періодично перевіряти надійність кріплення вузлів;
─ слідкувати за нормальним режимом роботи екструдера, не допускати
перевантажень;
─ слідкувати за нормальною роботою валкових нагнітачів періодично
проводити чистку;
─ редуктори приводів заливати до необхідного рівня відповідним
мастилом, регулярне змащення підшипників;
─ профілактичний огляд проводити не менше одного разу в місяць;
─ неухильно дотримуватись правил техніки безпеки.
Максимальна продуктивність обладнання досягається правильною
експлуатацією і бережливим відношенням до нього обслуговуючого
персоналу. Виробничий процес ремонту - це сукупність дій людей і знарядь
праці в результаті яких з обладнання, що втратило свою працездатність, за
допомогою запасних частин і додаткових матеріалів отримують працездатне
обладнання.
Положення про планово-попереджувальний ремонт передбачає
поточний, середній і капітальний ремонт, а також міжремонтне
обслуговування. Склад кожного виду ремонту встановлюється попередньо
в залежності від складу окремих вузлів і деталей обладнання.
Перед ремонтом потрібно виявити дефекти обладнання. Дефекти
виявляються під час огляду і при перевірці журналу про відмови в роботі
екструдера. Перед початком ремонтних робіт виконавці знайомляться з
тією частиною плану організації робіт, яка до них відноситься, отримують
докладний інструктаж з техніки безпеки незалежно від того, що раніше вони
виконували аналогічні роботи.
Капітальний ремонт устаткування складається з робіт по заміні
деталей та вузлів, для яких закінчився строк їх нормальної експлуатації; які
були виявленні в процесі самого ремонту; по впровадженню нової техніки і
раціоналізаторських пропозицій; по охороні праці і техніці безпеки,
передбачених планом номенклатурних заходів та інструкціями інспекцій.
При підготовці обладнання до монтажних, ремонтних, очисних робіт
необхідно провести ряд підготовчих операцій. До них відносяться зупинка
обладнання, перекриття матриці, видалення залишків продуктів,
відключення від джерел, які б могли привести в дію обладнання, перевірка
достатньої освітленості, наявності інструкцій з техніки безпеки та знання її
робітниками.
Діагностика несправностей вузлів та деталей
При виході обладнання з ладу можливі випадки різних несправностей
елементів схеми. Оперативний пошук несправностей зменшує простої
обладнання. Для скорочення часу пошуку необхідно правильно поставити
процес діагностики систем керування.
Діагностика несправностей починається з визначення групи, до якої
належать дані несправності. Всі несправності елементів поділяються на дві
групи:
1. Зовнішні – ті, що можна побачити візуально або почути (порушення
зв’язку між елементами або вихід з ладу елементів системи).
2. Внутрішні – ті, що проявляються в збої системи керування в процесі
роботи.
Методика ремонту вузлів та деталей
При проектуванні обладнання необхідно врахувати, що поточний
контроль за роботою системи повинен виводитись на щит керування. Дана
індикація дозволяє оператору при простій поломці швидко усунути
несправність. Крім того, необхідно внести правильний запис про
несправність у відповідний журнал.
Для скорочення часу пошуку необхідно передбачити можливість при
користуванні застосовувати модульні елементи, наприклад: реле електричної
схеми можуть монтуватись на одній панелі і знаходитись у спецшафах
керування. Всі з’єднання кінців проводів повинні бути поміщені відповідно
до принципової схеми.
7 Науковий розділ
7.1 Дослідження процесу екструдування
газонаповненого тіста
Екструзія – перспективний спосіб формування, що забезпечує
інтенсифікацію виробництва, його потоковість і поглиблене оброблення
сировини. Сутність процесу формування полягає в спрямованому
деформуванні матеріалу за допомогою відповідного інструменту. Для
екструдера таким інструментом є матриця, а саме формувальний канал
матриці, досконалість якого визначає і параметри екструдату, і якість
поверхні. Процес екструдування дріжджового тіста перш за все
визначатиметься не ньютонівським характером течії останнього для якого
характерні специфічні прояви його властивостей, пов′язані із збільшенням
поперечного перерізу екструдату, який вільно виходить із формувального.
При застосуванні процесу екструзії тільки для традиційного
формування тістових заготовок явище розбухання потоку не мало важливого
значення, оскільки після формування джгут піддавався подальшому
обробленню, однак застосування екструдування газонаповненого тіста без
наступних стадій оброблення перед випіканням потребує всебічного
вивчення даного процесу.
Для впровадження процесу екструдування дріжджового тіста і
суміщення процесів формування та розрихлення тістових заготовок
необхідно дослідити залежність розмірів тістового джгута від геометричних
параметрів формуючого каналу, оскільки процес екструдування дріжджового
тіста не використовувався і такі відомості в літературі відсутні. Під час
суміщення процесів остаточного формування на розрихлення тістових
заготовок важливого значення набуває поведінка тістового джгута на виході
з формувального каналу, ступінь його розрихлення та стан поверхні
екструдата.
7.2 Експериментальна установка і методика
проведення досліджень
При екструдуванні вибродженого дріжджового тіста, насиченого
вуглекислим газом, розрихлення тістового джгута відбувається на виході із
формувального отвору. Насичення тіста вуглекислим газом суттєво змінює
його структурно-механічні властивості, в'язкість пшеничного тіста , що
визначатиме характер пористості готових виробів і одночасно стан поверхні
екструдату. Крім того всі попередні дослідження реологічних характеристик
тісті були спрямовані на виключення впливу вуглекислого газу, який
утворювався при бродінні, його намагались витіснити із тіста , або
знехтувати. В літературі відсутні дані і про характер залежностей а також
кількісні показники. При математичному моделюванні даного процесу
виникає необхідність мати конкретні залежності для створення адекватної
моделі реальному процесу.
Для дослідження і контролю структурно-механічних властивостей,
визначення їх кількісних характеристик найбільш доцільно використовувати
реологічні методи [9], при їх оцінюванні найбільш повно дає можливість
дослідити залежність реологічних характеристик тіста від вмісту газової фази
тіста метод капілярної віскозиметрії. Даний метод дає змогу провести
широкий спектр досліджень як кінетичних факторів: середньої швидкості
потоку, об'ємну, вагову, або масову витрату, так і динамічних до яких
відносяться і реологічні властивості тіста, визначити і зміну густини тіста, її
залежність від вмісту вуглекислого газу.
Результати дослідження реологічних характеристик газонаповненого
тіста можуть використовуватися при розробці математичної моделі процесу
екструзії аномально-в’язких харчових середовищ, таких як дріжджове тісто,
які дозволяють прогнозувати поведінку матеріалу при екструдуванні,
особливо в формувальних каналах матриці.
Для вивчення зміни досліджуваних характеристик тістового джгута в
процесі екструдування тісто готувалось безопарним способом WТ = 36 % із
борошна пшеничного вищого ґатунку із середніми хлібопекарськими
властивостями за рецептурою (Додаток А). Тісто після замішування
виброджувало в термостаті при температурі 32 – 330.
Екструдування проводили при різній тривалості виброджування у
ємкості (0, 20, 40, 60 хв.) при підтриманні постійної температури водяної
сорочки 32-330. Якість пресованих дріжджів відповідає ДСТУ.
7.3 Опис експериментальної установки для дослідження процесу
екструзії газонаповненого тіста
Для дослідження і контролю структурно-механічних властивостей,
визначення їх кількісних характеристик найбільш доцільно використовувати
реологічні методи [9], при їх оцінюванні найбільш повно дає можливість
дослідити залежність реологічних характеристик тіста від вмісту газової фази
тіста метод капілярної віскозиметрії. На основі цього методу нами
розроблена експериментальна установка , яка дає змогу провести широкий
спектр досліджень як кінематичних факторів: середньої швидкості потоку,
об'ємну, масову витрату, так і динамічних до яких відносяться і реологічні
властивості тіста, визначити і зміну густини тіста, її залежність від вмісту
вуглекислого газу.
На рис.7.1. зображено схему експериментальної установки, яка
складається з циліндричного корпуса 1, який має водяну сорочку 2. Корпус
герметично закривається кришкою 10, між корпусом та кришкою
встановлено ущільнювач 10.
На кришці екструдера встановлений манометр 6 – для спостереження
значень тиску, та патрубок 7 із запірним клапаном через який подається
повітря від компресорної установки 12 для підтримання надлишкового
тиску. Всередині ємкості встановлено поршень 8. Екструдер закріплений на
рамі. В нижній частині установки розміщена матриця 3, вихід із якої
перекривається ножем 4, який рухається по направляючим. Для регулювання
температури в водяну сорочку екструдера подається вода від
ультратермостату 11 з температурою 33-340С.
Для дослідження процесу екструдування газонаповненого тіста
використовувались матриці: виготовлені із фторопласту із циліндричним каналом
різного діаметру та постійної довжини.
11 6 7 8 9 12
10
1
2 2 0 В
2
5 4 3
Рисунок 7.1 – Схема експериментальної установки для дослідження
реологічних характеристик газонаповненого тіста та процесу екструдування
дріжджового тіста: 1 - корпус циліндричний; 2 - водяна сорочка; 3 - матриця;
4 - ніж; 5 – направляюча; 6 - манометр; 7- запірний клапан; 8 - поршень;
9 - кришка; 10 - ущільнювач; 11 - ультратермостат; 12 - компресор.
Рисунок 7.2 – Схема матриці для дослідження поведінки тістового
джгута при екструдуванні.
7.4 Методика проведення досліджень
Дослідження проводилися з газонаповненим пшеничним тістом при
постійному тиску, який створювався за допомогою компресорної установки.
Після інтенсивного замішування тісто виброджувало протягом 0,5
години у термостаті, а потім, знаходилося у герметичній ємкості, де і
відбувався процес накопичення вуглекислого газу. В одній серії
експериментів проводили дослідж6ення, які розрізнялися тиском
екструдування 0,1, 0,2, 0,3 та 0,4 МПа.
Діаметр джгута вимірювали штангенциркулем, масу - на електронних
вагах.
Всі інші параметри були розраховані за формулами. Визначення
об’ємної та масової продуктивності проводили при екструдуванні тістового
джгута довжиною 200мм, вимірювали його діаметр та фіксували
тривалість випресовування.
Тістовий джгут випресовували через капіляр круглого перерізу, тому у
результаті ми отримували виріб правильної геометричної форми, круглого
перерізу.
Об’єм джгута визначаємо за формулою:
*d 2 * l
V = ,м3
(7.1)
4
де d – діаметр тістового джгута, м;
l – довжина тістового джгута, м
Об’ємну продуктивність знаходимо за формулою:
V
Voб = ,м3 / с
(7.2)
V – об’єм екструдованого джгута за час τ , м3 ;
τ – тривалість випресовування тістового джгута, с.
Вміст газової фази знаходимо наступним чином:
безгазу − екс
G = 100
, %. (7.3)
безгазу
де ρекс – поточне (експериментальне) значення густини тістового джгута,
кг/м3;
ρбезгаз у – значення густини тістового джгута для тіста без дріжджів
заданої рецептури, кг/м3.
Масову продуктивність визначаємо за формулою:
m
Qмас = ,кг / c (7.4)
де m – маса екструдованого джгута визначеної довжини, кг;
τ – тривалість випресовування тістового джгута визначеної довжини,
с.
Коефіцієнт розширення тістового джгута визначається за формулою:
d
К = т.д
(7.5)
dкап.
де dт.д. – діаметр тістового джгута після виходу з формуючого каналу,
м;
dкап – діаметр формувального каналу, м;
Результати дослідження реологічних характеристик газонаповненого
тіста використані при розробці математичної моделі процесу екструзії
аномально-в’язких харчових середовищ, таких як дріжджове тісто, які
дозволяють прогнозувати поведінку матеріалу при екструдуванні, особливо
в формувальних каналах матриці.
Критерій Рейнольдса визначали за формулою:
Re = v∙l∙ρ/μ (7.6)
де ρ — густина, кг/м3;
µ — коефіцієнт динамічної в'язкості, Па∙с;
v — характерна швидкість течії рідини, м/с;
l — характерний розмір (довжина матриці), мм.
Критерій Ейлера визначали за формулою:
Eu = p/(ρ∙v ²) (7.7)
де р – тиск, МПа;
ρ — густина, кг/м3; v — характерна швидкість течії рідини, м/с.
7.5 Вплив вмісту вуглекислого газу на швидкість
екструдування
Для визначення впливу тиску на процес екструзії вибродженого тіста
дослідження проводились на розробленій нами експериментальній установці
для дослідження процесу екструдування дріжджового тіста, насиченого
вуглекислим газом при значеннях тиску: 0,1; 0,2; 0,3 та 0,4 МПа при різній
тривалості виброджування тіста: 0; 20; 40; 60хв. в закритій ємності.
Фіксуючи час виходу тістового джгута довжиною 200мм швидкість
розраховували за формулою:
l
w = , м / с (7.8)
де l – довжина тістового джгута, м;
τ – час випресовування тістового джгута, с.
Нами отримані залежності середньої швидкості тістового джгута від
тиску екструдування при різному вмісті газової фази рис.3.1. Криві 1-4
носять експоненціальний характер. Вони свідчать про те, що із збільшенням
вмісту вуглекислого газу зростає і середня швидкість екструзії. Це
пояснюється тим, що виділення газу при падінні тиску до атмосферного
приводить до збільшення середньої швидкості тістового джгута. Ріст
газових пухирців сприяє збільшенню середньої швидкості потоку.
Однак при вмісті газу більше 40% (криві 3,4) надмірна кількість газу і
значний градієнт падіння тиску при 0,3-0,4 МПа приводить до втрат газу
внаслідок руйнування газових пухирців і тиск всередині яких перевищує
силу поверхневого натягу і границю міцності їх стінок, про що свідчить
погіршення стану поверхні тістового джгута та поява дефектів, пов’язаних з
нерегулярністю потоку і розривів суцільного поверхневого шару тіста. При
значення тиску 0,1-0,25 МПа суцільність комірок не руйнується, але
спостерігається більш крупна пористість готового виробу та можуть
спостерігатися пустоти всередині тістового джгута.
W 10³, м/c
30
25
4
20
15
3
10
2
5
1
0
G, %
0 10 20 30 40 50 60
Рисунок 7.3 – Залежність середньої швидкості випресовування від
вмісту газової складової за різного тиску пресування: 1- 0,1 МПа.; 2- 0,2
МПа; 3- 0,3 МПа; 4- 0,4 МПа.
Криві зони екструдування можемо описати рівнянням виду:
w = n , (7.9)
де n, к – коефіцієнти , які залежать від вмісту газової. Математичне
опрацювання числових значень дозволило отримати наступні рівняння :
0,065P 0,021
n = 0,68e та = e . (7.10)
В результаті рівняння залежності середньої швидкості потоку від
вмісту газової фази при різному вмісті газової фази набуло вигляду:
0,065P 0,021
w = 0,68e e . (7.11)
На швидкість екструзії впливає і тиск випресовування: чим більший
тиск - тим вище середня швидкість потоку.
Таким чином, в результаті проведених експериментальних досліджень
нами отримані залежності середньої швидкості тістового джгута від вмісту
газової фази та тиску пресування. Встановлено, що при збільшенні вмісту
газової фази до 40%, швидкість пресування збільшується в 5 разів в
порівнянні з тістом без дріжджів у всьому діапазоні зміни тиску, що
пояснюється зменшенням в’язкості тіста при введенні газу.
7.6 Залежність об’ємної продуктивності від вмісту вуглекислого
газу
Для побудови кривих течії газонаповненого тіста нам необхідно
вивчити залежність об’ємної продуктивності від тиску пресування та від
діаметру формувальної матриці.
7.6.1 Вплив тиску екструдування на об’ємну продуктивність
Графік залежності об'ємної продуктивності від вмісту газової фази за
різного тиску пресування представлений на рис.7.4.
3 -3
V, м /с∙10
10,00
4
8,00
6,00
3
4,00
2
2,00
1
0,00 G,%
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
Рисунок 7.4 – Залежність об'ємної продуктивності від вмісту газової фази за
різного тиску пресування: 1- 0,1 МПа; 2- 0,2 МПа; 3- 0,3 МПа; 4- 0,4 МПа.
Залежність об’ємної продуктивності від вмісту газової складової при
різному тиску пресування носить експоненційний характер. Із збільшенням
тиску пресування інтенсивність зміни об’ємної продуктивності зростає зі
збільшенням газової фази. Із збільшенням вмісту газу зростає і
продуктивність, що пояснюється збільшенням середньої швидкості потоку, в
зв’язку із зменшенням в’язкості тіста. Порушення суцільності тістового
джгута (крива 3,4) приводить до зриву течії і зменшення об’ємної
продуктивності.
Знаходимо коефіцієнти, які залежать від тиску пресування, залежність
яких представлена на рис.7.5.
С,n
3
2,5
2 1
1,5
1
0,5
2
0 Р, МПа
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45
Рисунок 7.5 – Залежність коефіцієнтів рівняння С (крива 1) та n (крива
2) від тиску пресування.
Математичне опрацювання числових даних дозволило отримати
рівняння залежності об'ємної продуктивності від вмісту газової фази за
різного тиску пресування:
V = 0,1e8PG0,05−0,06P . (7.12)
Таким чином, в результаті проведених експериментальних досліджень
нами отримані залежності об'ємної продуктивності від вмісту газової фази за
різного тиску пресування.
7.6.2 Вплив діаметру матриці на об’ємну продуктивність
Для дослідження залежності об’ємної продуктивності від діаметру
формувального каналу та від вмісту газової фази проводимо дослідження з
використанням матриць з однаковою довжиною та різним діаметром
формувального каналу: d=10мм, d=16мм, d=20мм, d=24мм.
Нами отримана залежність об’ємної продуктивності від діаметру
формуючого каналу та від вмісту газової фази, зображена на рис.7.6.
3 3
V∙10 , м /с
80,00
4
60,00 3
40,00
20,00
2 1
0,00 G, %
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00
Рисунок 7.6 – Залежність об'ємної продуктивності від вмісту газової
фази за різного діаметру формуючого каналу : 1- діаметр матриці 10мм;
2- діаметр матриці 16мм; 3- діаметр матриці 20мм;
4- діаметр матриці 24мм.
Після математичного опрацювання дослідних даних нами отримане
рівняння залежності об'ємної продуктивності від діаметру формуючого
каналу та від вмісту газової фази:
V=1693d3,6 e2,3G. (7.13)
Залежність носить степеневий характер від діаметру та
експоненційно залежить від вмісту газової фази.
7.7 Залежність масової продуктивності екструдування від тиску та
вмісту газової фази
Проведені дослідження і отримані результати дозволяють побудувати
криві течії газонаповненого тіста та отримати залежність масової
продуктивності від вмісту газової фази при різному тиску пресування.
Із зміною вмісту газової фази змінюється, як показали досліди, і масова
продуктивність.
Представлена на рис.7.7. залежність масової продуктивності від вмісту
газової фази в тісті та тиску екструдування.
-3
Q∙10 , кг/с
6 4
5
4
3
3
2
2
1
1
0 G, %
0 10 20 30 40 50
Рисунок 7.7 – Залежність масової продуктивності від вмісту газової
фази за різного тиску пресування: 1- 0,1 МПа; 2- 0,2МПа; 3- 0,3МПа;
4- 0,4МПа.
Як видно з побудованих графіків, в більшій міри на масову
продуктивність впливає тиск екструдування. Зі збільшенням тиску
пресування до 0,3 та 0,4 МПа відбувається стрімке збільшення масової
продуктивності.
Знаходимо коефіцієнти, які залежать від тиску пресування. Їх
залежність представлена на рис.7.8.
C, n
2,5
1
2
1,5
1
0,5
2
0 P
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
Рис 7.8. Залежність коефіцієнтів рівняння С (крива 1) та n (крива 2)
від тиску пресування.
Математичне опрацювання числових даних дозволило отримати
рівняння залежності масової продуктивності від вмісту газової фази за
різного тиску пресування:
Q = 0,17e0,7PG 0,012+0,1P (7.14)
7.8 Залежність коефіцієнта розширення від діаметру
формувального каналу
При суміщенні процесів формування і розрихлення, особливого
значення набуває поведінка тістового джгута на виході з формувального
каналу, де внаслідок перепаду тиску (від тиску пресування до атмосферного)
відбувається значне збільшення його діаметра.
Для дослідження використовували матриці різного діаметру 10, 16, 20,
24мм і однакової довжини. Коефіцієнт розширення визначали як відношення
діаметру тістового джгута після формування до діаметру матриці.
Залежність коефіцієнта розширення від діаметру формувальної
матриці представлені на рис.7.9.
k
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00 d, мм
0 5 10 15 20 25 30
Рисунок 7.9 – Залежність коефіцієнта розширення від діаметру
формувального каналу.
Залежність коефіцієнта розширення від діаметру формувального
каналу рис.7.9 носить експоненційний характер в дослідженому діапазоні
значень: із збільшенням діаметра каналу збільшується і ступінь розширення
тістового джгута за рахунок кількості газових пухирців по перерізу каналу і
збільшення їх діаметру. Коефіцієнт розширення не залежить від тиску
пресування. Залежність коефіцієнта розширення від діаметру формувального
каналу описуємо рівнянням:
k= 1,05е0,04d. (7.15)
Для дослідження впливу газової фази на процес екструзії тіста через
матриці різного діаметру нами змінювалась тривалість виброджування тіста в
закритій ємності з метою накопичення різної кількості газу. Ми отримали
залежність, отриману на рис.7.10.
Аналізуючи отримані результати, можемо стверджувати, що залежність
коефіцієнта розширення від вмісту газової фази екструдату носить
степеневий характер, для розглянутого діапазону матриць.
k
3,4
4
2,9
3
2,4
2
1,9
1
G, %
1,4
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Рисунок 7.10 – Залежність коефіцієнта розширення від вмісту газової
фази за різного діаметра формувального каналу матриць: 1 – d=10мм,
2 – d=16мм, 3 – d=20мм, 4 – d=24мм.
Залежність коефіцієнта розширення від вмісту газової фази описуємо
рівнянням:
k= 1,35G0,141. (7.16)
З підвищенням вмісту газової фази тіста просторова структура тіста
руйнується і в’язкість знижується. Це явище з’являється як наслідок того, що
в умовах високої швидкості деформації дисперсної колоїдної системи, до
якої належить тісто, частина зв’язків, які руйнуються, не встигають
відновитися і тому на виході з екструдера тісто «вибухає», тобто змінюється
діаметр по відношенню до діаметру формувального каналу. Це пояснюється
неньютонівським характером матеріалу. Крім того, на діаметр джгута
впливає і вміст газової фази тіста, що пояснюється збільшенням діаметру
газових пухирців при виділенні газу внаслідок падіння тиску до
атмосферного. При збільшенні вмісту газової фази від 5 до 42% діаметр
збільшувався на 35%.
7.9 Залежність критерію Ейлера від Рейнольдса
В ході проведених експериментів нами отримана залежність критерію
Ейлера від Рейнольдса за різного тиску пресування, яка зображена на
рис.7.11.
Eu
25000,00
3
20000,00
15000,00
2
10000,00
5000,00
1
0,00 Re
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40
Рисунок 7.11 Залежність критерію Ейлера від Рейнольда за різного
тиску пресування: 1- 0,1МПа; 2- 0,2МПа; 3-0,3МПа.
З отриманого графіка видно, що розбіжність значень критерію Ейлера
від Рейнольдса невелика і критерій Eu від Re на виході з формувального
каналу не залежить від тиску і може бути описана однією залежністю,
представленою на рис. 7.12.
Eu
25000,00
20000,00
15000,00
10000,00
5000,00
Re
0,00
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00
Рисунок 7.12 – Залежність критерію Ейлера від Рейнольдса на виході із
формувального каналу.
Дана залежність носить степеневий характер і описується рівнянням:
Eu=1890Re-0,74.
Таким чином проведені дослідження узагальнені у вигляді
критеріальних рівнянь. Отримані критеріальні залежності в явному вигляді.
8 Охорона праці та безпека в надзвичайну ситуацію
8.1 Стан травматизму на підприємстві хлібокомбінат
Одним з найважливіших завдань охорони праці є попередження
травм, які є наслідком нещасного випадку на виробництві. Для
характеристики рівня виробничого травматизму на дільниці, а також для
співставлення стану травматизму використовуються відповідні показники
(коефіцієнти) частоти важливості нещасних випадків та непрацездатності.
Причинами травматизму являються технічні і організаційні недоліки
виробництва.
Аналіз виробничого травматизму проводиться такими методами :
• статистичний метод, базується на аналізі статистичного матеріалу по
травматизму, який накопичений на підприємстві або в галузі за декілька
років.
• монографічний метод являє собою аналіз небезпечних і шкідливих
виробничих факторів, які властиві технологічному процесу, обладнанню,
ділянці виробництва.
• економічний метод полягає в визначенні економічної шкоди від
заподіяного травматизму, визначенні економічної ефективності від затрат на
розробку та впровадження заходів з охорони праці.
За період 2009-2010 років на даному підприємстві нещасних випадків
котрі призвели б до виробничого травматизму не було, про що свідчить
документація підприємства.
Служба охорони праці на підприємстві
Для виконання правових, організаційно-технічних, санітарно-
гігієнічних, соціально-економічних і лікувально-профілактичних заходів,
спрямованих на запобігання нещасним випадкам професійним
захворюванням і аваріям в процесі праці на виробництві діє служба охорони
праці. На підприємстві відповідальною особою є інженер з охорони праці.
Його основними обов’язками є:
─ проведення інструктажів з охорони праці
─ забезпечення оптимальних режимів праці та відпочинку
─ слідкування за дотриманням вимог виробничої санітарії та
гігієни праці на підприємстві та ін.
Аналіз основних шкідливих і небезпечних факторів
За природою дії небезпечні та шкідливі виробничі фактори
поділяються на такі групи: фізичні, хімічні, біологічні і психофізіологічні.
На лінії виробництва сухарно-бараночних виробів основними
шкідливими факторами є фізичні: рухомі машини та механізми, підвищена
температура повітря і борошна, підвищена запиленість, підвищений рівень
шуму, підвищений рівень статичної електрики.
Засоби захисту від небезпечних та шкідливих виробничих факторів:
герметизація обладнання, огородження рухомих частин обладнання,
заземлення або занулення електроустаткування, аспірація, вентиляція
приміщень, респіратори.
Повітря робочої зони
Для підвищення працездатності та збереження здоров’я робітників
важливо створити стабільні метеорологічні умови за ГОСТ 12.1.005-88
„ССБТ: Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей
зоны”. В поняття метеорологічні умови повітряного середовища входять:
температура повітря; відносна вологість; швидкість руху повітря;
інтенсивність теплового опромінення.
Роботи, пов’язані з виконанням основних виробничих процесів, на
лінії виробництва сухарно-бараночних виробів в основному відносять до
робіт другої категорії, в нашому випадку – ІІа.
В залежності від тяжкості фізичної праці, пори року, і наявності
джерел надлишкової теплоти передбачають оптимальні і допустимі
параметри мікроклімату робочої зони для оператора лінії. Для категорії ІІа ці
параметри наведені у табл. 8.1.
Таблиця 8.1
Параметри мікроклімату робочої зони
Температура, °С Відносна вологість, % Швидкість руху, м/с
Пора оптимальн оптимальн оптимальн
допустима допустима допустима
року а а а
Холодна 18…20 17…23 40…60 75 0,2 0,3
Тепла 21…23 18…27 40…60 65 0,3 0,2…0,4
Під час роботи бродильно-формуючого агрегату, а саме під час
виформовування виробів крізь отвори матриці виділяється деяка кількість
двоокису вуглецю, але його концентрація незначна, тому загазованість не
нормується.
При роботі в приміщеннях з високою запиленістю - потрібно
користуватися індивідуальними засобами захисту; респіраторами,
спецодягом і протипиловими окулярами. Одним з основних шкідливих
факторів є борошняний пил, що спричиняє гострі і хронічні захворювання
верхніх дихальних шляхів, бронхіальну астму, викликає алергічні
захворювання шкіри. Його ГДК не повинні перевищувати 6мг
м3 .
Загазованість – наявність у повітрі шкідливих та (чи)
вибухонебезпечних газоподібних речовин у концентраціях, близьких чи вище
гранично допустимих норм.
СО (чадний газ) — смертельна отрута для тварин і людей, бо,
сполучаючись з гемоглобіном крові, блокує транспорт кисню. Утворюється
при неповному спалюванні. Наприклад, якщо перекрити димохід печі, в якій
є розжарене вугілля, то може утворитись чадний газ. Утворюється також в
автомашинах при неповному згорянні пального. Небезпечний в закритих
приміщеннях. На відкритому повітрі швидко окислюється і перетворюється в
СО2.
Вентиляційні системи нормуються за ГОСТ 12.4.021–75 ССБТ
”Системы вентиляционные. Общие требования”.
Для створення нормальних санітарно-гігієнічних умов праці
виробничі приміщення обладнані припливно-витяжною вентиляцією – це
механічна система за допомогою якої чисте повітря подається в приміщення,
а забруднене виводиться з нього.
Крім механічної у виробничих приміщеннях діє природна вентиляція,
яка дозволяє підтримувати нормальні умови мікроклімату. Також
передбачена місцева витяжна вентиляція конструкція якої забезпечує
максимальне вловлювання шкідливих виділень при мінімальній кількості
вилученого повітря. Крім того, вона не громіздка та не заважає
обслуговуючому персоналу працювати і наглядати за технологічним
процесом. Також передбачена аварійна система вентиляції.
Техніка безпеки при обслуговуванні обладнання
При порушені елементарних правил безпеки в процесі експлуатації машин
та механізмів на підприємствах хлібопекарної промисловості виникає
небезпека травмування обслуговуючого персоналу.
При обслуговувані обладнання потрібно використовувати наступні
елементарні правила безпеки:
- для обладнання тістоготувального відділення: тістомісильні машини
повинні бути обладнані блокувальними пристроями, для очищення
внутрішньої поверхні обладнання потрібно використовувати спеціальні
скребки з довгою ручкою; тісто спуски повинні бути забезпечені
запобіжними решітками, робота заборонена без них;
- для обладнання тісторозробного відділення: обертаючі механізми
повинні бути обгороджені спеціальними кожухами із блокуючи ми
пристроями; подача тіста повинна бути механізована; тісто подільні
головки повинні бути огороджені і повинні мати блокуючі пристрої;
- обладнання пекарного відділення повинно бути обладнане контрольно-
вимірювальними приладами, запірною арматурою, запобіжними
пристроями; кратність повітрообміну повинна становити 18.
Пожежна безпека
Основними причинами пожеж на виробництві є:
— необережне поводження з вогнем;
— незадовільний стан електротехнічних пристроїв та порушень
правил їх монтажу та експлуатації;
— порушення режимів технологічних процесів;
— несправність опалювальних приладів та порушення правил їх
експлуатації;
— невиконання вимог нормативних документів з питань пожежної
безпеки.
Цех по виробництву сухарно-бараночних виробів по вибухо-пожежній
безпеці відноситься до категорії “Г” згідно з нормами технологічного
проектування ОНТП 24-86 (НАПБ Б.07.005-86) “Определение категории
помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
(общесоюзные нормы технологического проектирования)”. Ступінь
вогнестійкості будівлі для основних цехів не повинен бути нижче ІІІ згідно зі
СНиП 2.01.02-85 “Противопожарные нормы”.
Для своєчасного оповіщення про пожежу в цеху передбачена
автоматична пожежна сигналізація. В якості автоматичних оповіщувачів
прийняті теплові пожежні оповіщувачі ДСП-038.
Для ліквідації пожежі в цеху є первинні засоби пожежогасіння. Це
пожежні стволи разом з пожежними рукавами, внутрішні пожежні
трубопроводи, вогнегасники, лопати, відра, сухий пісок, азбестові ковдри, а
також інструменти для розбирання будівельних конструкцій. На виробництві
використовуються вогнегасники ОУБ-3А і ОУБ-7А, ОП-1і ОП-10.
Розрахунок необхідної кількості води для трьох часового пожежогасіння.
З 3600 (n
Q = 1 + n2 )
, м3
1000
де: 3600 та 1000 – перевідні коефіцієнти відповідно години в секунди і літрів
в м3.
n1– витрата води на внутрішнє пожежогасіння, (n1=5 л/с);
n2– витрата води на зовнішнє пожежогасіння (n2=30 л/с), виходячи з того що
відділення пожежонебезпекою відноситься до категорії “Г”, ступінь
вогнестійкості - “ІІІ”, та об`єм приміщення рівний
Vпр=LxSxH де L- довжина; S- ширина; H- висота цеху;
Vпр=102x54x6=33048 м3, то n2=20л/с.
3 3600 (5+ 20)
Q = = 270м3
1000
Приймаємо об'єм резервуара з водою 300 м3.
У разі пожежі або інших нестандартних ситуацій у цеху має бути не
менше двох шляхів евакуації людей. Розташовують виходи з протилежних
сторін будівлі або розосереджено. У разі потреби одним з шляхів евакуації
може бут вікно з пожежною драбиною або східцями, що ведуть на зовні
подвір’я. Сухарно-бараночний цех знаходиться на другому поверсі та межує з
побутовими приміщеннями.
Для підвищення пожежної безпеки необхідно:
- дотримуватись режиму роботи обладнання;
- надійна герметизація з’єднань;
- теплоізоляція нагрітих поверхонь;
- попередження надходження зарядів статичної електрики;
- використання системи автоматизації, блокування, попереджувальної і
аварійної сигналізації;
Висновки і пропозиції
Пропозиції по покращенню умов праці:
─ максимально механізувати та автоматизувати виробничі процеси;
─ впроваджувати раціональні передові технології робочих процесів і
новітнього обладнання;
─ оптимізація метеорологічних умов у приміщеннях;
─ використанням засобів індивідуального та колективного захисту;
─ здійснювати оснащення санітарно-побутових приміщень, діючих
вентиляційних, аспіраційних пиловловлювальних і опалювальних систем
Застосування перелічених засобів та заходів у комплексі дозволяє
забезпечити нешкідливі та сприятливі умови праці.
8.2 Розробка рекомендацій, що до проведення робіт з
консервації лінії для виробництва сухарно-бараночних виробів
На підприємствах може виникнути ситуація при якій необхідно
зупинити роботу обладнання або навіть і всього виробництва. Зупинка
обладнання полягає у виведенні його з експлуатації межах конкретного
виробництва з закінченим технологічним циклом.
Зупинка об'єкту в залежності від її тривалості поділяється на коротко -,
середньо - та довгострокову. Короткострокова зупинка об'єкту передбачає
зупинку його експлуатації за виробничої потреби тривалістю менше строку, за
якого руйнівний та шкідливий вплив на обладнання, людину та оточуюче
середовище матеріалів та середовищ, які використовувались в процесі,
залишається в регламентних нормах без прийняття додаткових дій.
Середньострокова зупинка об'єкту передбачає припинення випуску продукції
на строк до 3міс. При виводі обладнання з експлуатації та здійснення заходів,
які забезпечують цілісність та роботоздатність об'єкту. Середньострокова
зупинка може проводитися з повною або частковою консервацією.
Довгострокова зупинка передбачає вивід обладнання в плановому порядку з
експлуатації на строк більше 3міс. з обов'язковою консервацією.
Консервація об'єкту передбачає здійснення комплексу організаційних та
технічних заходів, які передбачають промислову та екологічну безпеку при
зупинці об'єкту, матеріальну цілісність об'єкту, попередження його
руйнування, в тому числі внаслідок корозії, а також його роботоздатність
після розконсервації.
Консервація обладнання - це комплекс заходів призначений для
запобігання псування обладнання, яке не експлуатується, вивіз його з
підприємства або при виникненні небезпечних ситуацій на необхідний час.
Консервація обладнання супроводжується технологічною картою.
Загальні вимоги до консервації технологічного обладнання
підприємства харчової промисловості.
Консервація технологічного обладнання передбачає
здійснення комплексу організаційних і технічних питань, що
забезпечують промислову і екологічну безпеку при консервації; матеріальне
збереження об'єкту; запобігання його руйнуванню, зокрема в наслідок корозії,
а також його працездатності після розконсервації.
Організація і проведення робіт по його консервації і розконсервації
здійснюється відповідно до документів розроблених на основі певних
положень.
Порядок консервації лінії для
виробництва сухарно-бараночних виробів
Для визначення робіт по консервації будь-якого технологічного
обладнання наказом керівника організації створюється комісія у складі
технічного керівника організації або начальника виробничого відділу і членів
комісії.
Проекти документів на консервацію готує і погоджує з головними
фахівцями організації виробничий технічний відділ (або група фахівців,
призначених при утворенні комісії, а також інші підрозділи підприємства по
розсуду керівництва).
Комплекс заходів щодо консервації лінії для виробництва сухарно-
бараночних виробів:
• розрахунок засобів, матеріалів, оснащення, реагентів, енергоресурсів і
людських ресурсів, необхідних для виконання заходів;
• порядок підготовки автомат для консервації з урахуванням заходів по
безпечній консервації різних видів устаткування, його збереження, вимог
паспортів і нормативних документів;
• порядок розробки і оформлення організаційно-технічної і
розпорядливої документації (проектною - при необхідності);
• організацію і координацію робіт задіяних служб підприємства;
• готовність до введення в експлуатацію в установленому порядку після
закінчення терміну консервації;
• проведення повного або часткового капітального
ремонту, діагностування, метрологічного контролю;
• порядок розробки декларації безпеки на консервоване технологічне
обладнання або виключення цього обладнання з декларації безпеки, що діє.
Рекомендації по порядку консервації для знов проектованого
технологічного обладнання, що вводиться в експлуатацію, слід передбачити у
складі проектної документації об'єкту, а також в технологічних регламентах і
інструкціях по його пуску.
Комплекс заходів щодо консервації технологічного обладнання, що
діють, розробляється експлуатуючою організацією (або власником об'єкту),
що має ліцензію Держміськтехнагляду України на експлуатацію небезпечних
виробничих об'єктів.
На весь період знаходження обладнання в стані консервації складаються
кошториси на зміст законсервованих об'єктів і проведення періодичного
контролю за їх станом.
Консервація проводиться відповідно до плану-графіка, який додатком до
наказу про консервацію.
Проведення консервації обладнання (апаратів, машин, механізмів,
пристроїв, приладів і ін.) оформлюють актом. У ньому, крім загальних питань,
вказують застосовані методи консервації ( варіанти захисту від корозії ),
застосовані матеріали, строки можливого зберігання виробів і строки чергової
переконсервації.
До обладнання законсервованого на тривалий час обмежують доступ.
При їхньому зберіганні у виробничих приміщеннях встановлюють
огородження з попереджувальними табличками: люки, вентилі і зовнішні
невеликі елементи закривають чохлами й опечатують. Дрібні деталі
демонтують і зберігають на складах. У випадках консервації більших партій
машин і апаратів вікна і скляні двері приміщень у районі Їхнього розміщення
закривають дерев'яними щитами або зашивають дошками. Ділянку
відокремлюють від основних елементів каркасом або забором, періодично, але
не рідше одного разу у квартал, здійснюють перевірку законсервованого
обладнання. При проведенні роботи роблять запис у журналі огляду або
складають акт на переконсервацію.
Відповідальність за безпечну реалізацію заходів щодо консервації
технологічного обладнання в повному об'ємі і у встановлений термін
покладається на керівника об'єкту.
Після проведення організаційно-технічних заходів щодо даного
технологічного обладнання і здачі устаткування, будівель і споруд на
консервацію складається акт. Що затверджується технічним керівником
організації (підрозділи).
Технологічна карта на консервацію лінії для виробництва
сухарно-бараночних виробів
Виконавці: механік і слюсар пункту технічного обслуговування.
Трудові витрати: при механізованому способі консервації - 8.3 чол.-год.,
вручну - 12.4 чол.-год., Розряд виконавців - ІУ.
Устаткування, пристосування, інструмент: мийна установка; один із
типів агрегатів технічного обслуговування (АТО-4822-ГОСНИТИ, АТО-
1500Г, АТО-С, ATO-17б8А-ГОСНИТИ); один із типів агрегатів технічного
обслуговування машин при зберіганні ( АТО-9984, АТО-9995) і установка для
нанесення матеріалів консервації і мастил (03-4899, 03-9905); монтажний стіл
на чотири робочих місця; стелаж для ланцюгів; пересувна
мийна ванна; ванна для робочо-консерваційних мастил; захисні чохли для
електроустаткування; пристосування ОМ-3969 для консервації втулочно-
роликових ланцюгів; шаблони; знімачі; чохол для ножів; затискачі; кисть-
ручник.
Матеріали (норма витрат, кг): присадка АКОР-l (3); мастило ПВК (2,5);
мастило НГ -204 У (2); склад ПЕВ-74 (3,4); склад ЗВВД-13(3,4); суміш
алюмінієвої пудри зі світлим масляним лаком або уайт - спиритом (0,5);
мелений тальк марки Б (0,23).
ВИСНОВКИ
Аналіз літературних джерел свідчить, що на сучасному етапі
підвищився попит на дрібні сухарні вироби зі смаковими добавками,
виробництво яких традиційним способом не є доцільним, тому що пов'язане з
великими витратами часу, ручної праці, застосуванням громіздкого
обладнання.
Застосуваня оброблення тістових заготовок методом екструдування
безпосередньо на під печі з безперервним процесом випікання-сушіння
сухарних виробів є перспективним і економічно обгрунтованим.
Аналіз теоретичних та експериментальних досліджень дозволив
зробити такі висновки:
1.Встановлено, що безперервний процес випікання-сушіння сухарних
виробів складається з двох періодів, які проходять послідовно: перший
період - прогрівання заготовок, характеризується збільшенням швидкості
вологовіддачі до максимального значення; другий період – сушіння, для
якого характерне поступове зниження швидкості вологовіддачі до кінця
процесу сушіння. Тривалість періоду сушіння перевищує тривалість періоду
випікання в 4-5 разів, в залежності від визначального розміру виробів.
2.Визначено, що максимальна тривалість теплового оброблення
заготовок, яка забезпечує виробництво якісних виробів, знижується за
експоненційним законом зі збільшенням температури робочої камери.
3.Запропоновано метод розрахунку визначального розміру, який
враховує геометричні розміри та форму заготовки для теплових розрахунків
процесу випікання-сушіння; розроблено спосіб визначення площі поверхні
подового хліба в залежності від геометричних розмірів заготовки;
запропонована формула для знаходження визначального розміру та
встановлено залежність між інтенсивністю вологовіддачі та визначальним
розміром заготовки.
4.Встановлено, що тривалість процесу випікання-сушіння виробів
збільшується зі збільшенням визначального розміру за степеневим законом.
5.Визначено, що середня питома інтенсивність вологовіддачі
зменшується зі збільшенням визначального розміру та зниженням
температури робочої камери.
6.Обґрунтовано раціональні параметри режиму випікання-сушіння
сухарних плит за результатами експериментальних досліджень та проведення
обчислювального експерименту за математичною моделлю прогрівання
тістової заготовки циліндричної форми з урахуванням динаміки ефективних
теплофізичних характеристик.
7.Розроблено новий спосіб виробництва сухарних виробів, який
передбачає поєднання процесів випікання та сушіння сухарних плит,
сформованих екструдуванням в одній робочій камері і їх подальше
охолодження в умовах розрідження. Впровадження даного способу дозволяє:
на 10% зменшити енерговитрати на тепломасообмінні процеси за рахунок
організації в одній робочій камері безперервного процесу випікання-сушіння;
знизити енерговитрати на 16% та скоротити тривалість процесу випікання-
сушіння на 22…25% при сушінні до заданої вологості за рахунок теплоти,
яка акумулювалась виробом під час охолодження в умовах розрідження.
8.Розроблено бродильно-формувальний агрегат безперервної дії для
формування з одночасним розрихленням тістових плит на під печі.
Перелік посилань
1. Михелев А.А. Справочник по хлібопекарному производству.
М.:”Пищевая промышленность”, 1977. – 487с.
2. Технологічне обладнання хлібопекарських і макаронних виробництв /
За ред. О.Т Лісовенка. – К.: Наук.думка, 2000. – 282 с.
3. Обладнання підприємств переробної і харчової промисловості / І.С.
Гулий, М.М. Пушанко, Л.О. Орлов. За ред..академіка УААН І.С. Гулого –
Вінниця: Нова книга, 2001,-576с.,рис.335,таб.26.
4. Остриков А.Н., Парфенопуло М.Г., Шевцов А.А. Практикум по курсу
технологическое оборудование/ Воронеж 1999 – 424с
5. Деклараційний патент на винахід 59060А, МПК А21 СВ/00, Бродильно-
формувальний агрегат/ Теличкун В.І. Сандул О.О. Череда В.В. Заявлено
11.12.2002, опубл. 15.08.2003, бюл. №8
6. Гортинский В. В. Исследование и расчет валковых нагнетателей
бараночного теста. – М. 1971.
7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. ― М.:
"Машиностроение", 1979.
8. Павлище В.Т.Основи конструювання та розрахунку деталей машин. ―
К.:"Вища школа", 1993.
9. Дробот В.І.. Технологічні розрахунки у хлібопекарському
виробництві.(задачник) . Навчально методичний посібник. – К.Кондор, 2010.
– 440с.
10. Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и
аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат, 1991 – 256 с.
11. Гатилин Н.Ф. Проектирование хлебозаводов. – М: Агропромиздат,
1975. – 376с.
12. Курсовое и дипломное проектирование технологического
оборудования пищевых производств / Учебник и учебное пособие для
студентов высших учебных заведений/ О.Г. Лунин, В.Н. Вельтищев, О.М.
Березовский и др. – М.: Агропромиздат, 1990-269 с.
13. Мирончук В.Г. Монтаж, ремонт та експлуатація обладнання харчових
виробництв. Курс лекцій для студ. спец. 6.090221 – К.: НУХТ 2007 – 118с.
14. Белов С.В. Охрана окружающей среды. – М.: Высшая школа 1991. –
316с.
15. Дробот В.І. Довідник з технології хлібопекарського виробництва:
Навч. посіб. – К.: Руслана, 1998. – 416с.
16. Сигал М.Н. Володарский А.В. Конвеерные хлебопекарные печи. – М.:
Пищ. пром., 1981. – 161с.
17. Михелев А.А. Справочник по хлебопекарному производству. М.:
«Пищевая промышленность», 1977.- 487с.
18. Теличкун В.І. Бродильно-формувальний агрегат для розробки
дріжджового тіста / В.І. Теличкун, В.М.Таран, М.Г.Десик, Ю.С. Теличкун //
Наукові праці НУХТ. - Київ: НУХТ. - 2008. - С. 76-77.
19. Сигал М.Н., Володарский А.В, Коломейский Б.М. Поточно-
механизированные и автоматизированные линии в хлебопекарной
промышленности. - К.: Урожай, 1988.- 176 с.
20. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных
условий / Ю.П. Адлер. - М.: Наука, 1976. - 278 с.
21. Мачихин С.А. Исследование процесса формования бараночных
изделий и реологических свойств теста: диссерт. канд. техн. наук / С.А.
Мачихин. - М.: МТИПП, 1965. – 183 с.
22. Берман Т.К. Формование пищевых масс: дисс. на соиск. уч. степени
доктора техн.наук / Т.К. Берман. - М.: НИИ резиновых и латексных изделий,
1983. - 400 с.
23. Мачихин Ю. А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых
материалов - М.: Легкая и пищевая промышленость, 1981.- 216с.
24. Гуськов К.П., Азаров Б.М. Выравнивание скоростей выпресовывания
макаронных изделий / К.П. Гуськов, Б.М. Азаров // Хлебопекарная и
кондитерская промышленность. - 1966. - №1. - с.21.
25. Мачихин Ю. А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых
материалов - М.: Легкая и пищевая промышленость, 1981.- 216с.
26. Андреев А.Н., Шубин В.Б. Оптимизация процесса формования теста
для сладкой соломки. - Хлебопекарная и кондитерская промышленность,
1982, №8, с. 27-29.
27. Васин М.И. Применение экструдерной техники в хлебопекарной и
макаронной промышленности. - М.: ЦНИИТЭИ Министерства
хлебопродуктов СССР, 1987. - 24 с.
28. Гейштор В.С. Регулирование температуры полуфабрикатов и теста в
тестоприготовительном оборудовании. - Хлебопекарная и кондитерская
промышленность, 1983, №11, с. 36-37.
29. Грифф А. Технология экструзии пластмасс. - М.: Мир, 1965. - 308 с.
30. Гуськов К.П., Мачихин Ю.А., Мачихин С.А. и др. Pеология пищевых
масс. - М.: Пищевая промышленность, 1970 .- 208 с.
31. Ермолов А.Ю. Влияние вибрации на производительность
одношнековой формующей машины и качество выпрессованых жгутов из
конфетных масс. - М.:ЦНИИТЭИ: Пищевая промышленность. Серия 3.
Кондитерская промышленность, 1982, с.14,15.
32. Иванов В.С., Калинина С.М., Благовещенский И.Г. Пути снижения
адгезии теста. - Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1983, №11,
с. 36-37.
33. Каплун Я.Б., Ким В.С. Формующее оборудование экструдеров. - М.:
Машиностроение, 1969. - 160 с.
34. Кононюк А.Е., Басанько В.А. Справочник конструктора оборудования
пищевых производств. - К.: Техніка, 1981. - 319 с.
35. Лисовенко А.Т. Технологическое оборудование хлебозаводов и пути
его совершенствования. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 208
с.
36. Лунин О.Г., Калошин Ю.А., Назаров Н.И. Выбор оптимальной
конфигурации предматричного пространства макаронного пресса. -
Хлебопекарная и кондитерская промышленность 1975, №3, с. 20-22.
37. Насретдинов Е., Рахимов Р., Мажидов К. Использование омагниченой
воды в приготовлении теста. - Хлебопродукты, 1997, №10, с. 21.
38. Николаев Б.А. Измерение структурно-механических свойств пищевых
продуктов. - М.: Экономика, 1969. - 223 с.
39. Николаев Б.А. Структурно-механические свойства мучного теста. - М.:
Пищевая промышленность, 1976. - 247 с.
40. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика . - М.: Знание, 1958. - 63
с.
41. Техника переработки пластмасс / под ред. Н.И. Басова и В. Броя. - М.:
Химия, 1985.- 528 с.
42. Технологическое оборудование пищевых производств / под ред. Б.М.
Азарова. - М.: Агропромиздат, 1988. - 456 с.
43. Тульский Н.В., Чернышев Н.Н. Действие давления на процесс
брожения теста. - Хлебопекарная и кондитерская промышленность 1972, №5,
с. 7,8.
44. Урьев Н.Б., Талейсник М.А. Физико-химическая механика и
интенсификация образования пищевых масс. М.: Пищевая промышленность,
1976. - 234 с.
45. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. 4-е изд., перераб. и доп. /
Под ред А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. Т. 1:
- 656 с.; Т. 2: - 496 с.
46. Анухин В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах:
Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. - 219 с.