М.С. Омаров

для студентов пищевых технологических специальностей

Павлодар
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет

им. С. Торайгырова

М. С. Омаров

оборудование ДЛЯ производства колбас
Учебное пособие

для студентов пищевых технологических специальностей

Павлодар

2010

ББК 36.9-5*3,1я73

О-57
Рекомендовано к изданию Ученым советом

Павлодарского государственного университета

им. С. Торайгырова
Рецензенты:

В. А. Овсянникова – кандидат технических наук, профессор, заведующая кафедрой «Прикладная биотехнология» Инновационного Евразийского университета;

К. С. Исаева - кандидат технических наук, доцент кафедры «Биотехнология» Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова.
Омаров М.С.

О-57 Оборудование для производства колбас: учебное пособие

для студентов пищевых технологических специальностей/

М. С. Омаров. – Павлодар : Кереку, 2010. – 208 с.

Для студентов пищевых технологических специальностей высших учебных заведений. Может быть полезно аспирантам, магистрантам, специалистам пищевой, мясоперерабатывающей и сельскохозяйственной промышленности, а также учащимся колледжей и профессиональных лицеев аналогичных специальностей.

ББК 36.9-5*3,1я73

ISBN
© Омаров М. С., 2010

© ПГУ им. С. Торайгырова, 2010

ответственность несут авторы и составители

Введение

Переработка мясного сырья на пищевые продукты осуществляется с помощью соответствующих технологических процессов, под которыми понимают воздействие на сырье с целью изменения или сохранения его структурно-механических, физико-химических, биохимических и других свойств.

По видам потоки разделяют на одно- и многолинейные, расходящиеся, сходящиеся и совмещенные.

При однолинейных потоках из определенного вида сырья вырабатывают один вид однородной продукции. При многолиней­ных потоках производство продукции разделяют на несколько вспомогательных потоков. Расходящиеся потоки применяют там, где из одного вида сырья производят ряд конечных продуктов.

Если несколько потоков по обработке или переработке полуфабрикатов сходятся для изготовления одного вида сложного продукта - это сходящийся поток. Примером совмещенного потока может быть консервное производство.

На предприятиях по переработке мяса в технологи­ческие потоки входят традиционные для многих отраслей произ­водства механические и гидромеханические процессы (измельче­ние, дозирование, смешивание, разделение неоднородных и одно­родных жидкостей и т.п.), тепловые процессы (шпарка, варка, копчение, охлаждение и т.п.), а так­же целый ряд специфических операций (обездвиживание, убой, обескровливание, нутровка и т. п.).

Технологическое оборудование по характеру воздействия на продукт делят на аппараты и машины.

В аппаратах осуществляют тепло- и массообменные, физико-химические, биохимические и другие процессы, в результате которых изменяются физические и химические свойства обрабаты­ваемого продукта или изменяется его агрегатное состояние. Ха­рактерным признаком аппарата является наличие реакционного пространства или камеры. Для интенсификации процессов аппа­раты могут быть снабжены дополнительными механизмами. Кроме того, для работы аппаратов обычно обязательно наличие различных рабочих жидкостей (холодной и горячей воды), газа, пара, дыма, тепло- или хладагентов и т. д. Взаимодействие после­дних с обрабатываемым продуктом в аппарате может происхо­дить непосредственно или через разделяющую поверхность (стенку).

В машинах осуществляется механическое воздействие на продукт, в результате чего изменяются его геометрические и физико-механические показатели. Конструктивной особенностью машин является наличие движущихся исполнительных (рабочих) орга­нов. Форма, размеры, материал и характер перемещения этих ор­ганов зависят от их назначения. Привод исполнительных органов при их вращательном движении осуществляется от двигателя че­рез совокупность механических передач (зубчатых, червячных, цепных, ременных и т.д.). При возвратно-поступательном движе­нии используются гидро- или пневмопривод или электродвига­тель в сочетании с кривошипно-шатунным, кулачковым и други­ми механизмами. В качестве первичных двигателей в мясной отрасли чаще всего служат электродвигатели переменно­го и постоянного тока, реже - двигатели внутреннего сгорания.

В зависимости от характера работы машины и аппараты могут быть периодического, полунепрерывного и непрерывного дей­ствия.

В оборудовании первого типа продукт подвергается воздействию в течение определенного времени, после которого он под­лежит выгрузке. В оборудовании полунепрерывного (циклическо­го) действия загрузка продукта и воздействие на него осуществля­ются непрерывно в течение всего рабочего цикла, а выгрузка про­исходит через определенные промежутки времени. В оборудова­нии непрерывного действия загрузка, обработка и выгрузка про­дукта выполняются одновременно.

В процессе работы на технологическом оборудовании проводят не только основные (измельчение, перемешивание, варка и т.д.), но и вспомогательные (загрузка, перемещение, контроль, выгруз­ка и т.п.) операции. В зависимости от соотношения этих опера­ций, а также участия человека в их выполнении различают обору­дование неавтоматического, полуавтоматического и автоматичес­кого действия. В неавтоматическом (простом) оборудовании вспо­могательные и часть основных операций выполняют вручную. В полуавтоматическом оборудовании вспомогательные операции не механизированы. В автоматах все основные и вспомогательные операции выполняются оборудованием без участия человека.

В зависимости от сочетания технологического оборудования в производственном потоке различают отдельные единицы (вы­полняют одну операцию), агрегаты (выполняют последовательно различные операции), комбинированное оборудование (выпол­няет законченный цикл операций) и поточные автоматические линии (выполняют все технологические операции в непрерыв­ном потоке).

Работа машин и аппаратов оценивается по техническим и технологическим показателям, составляющим их техническую характеристику. К числу таких показателей относят:

- производительность, т.е. количество перерабатываемого сырья или изготовляемой продукции в единицу времени;

- потребляемую мощность, выражаемую количеством пара, хладоносителя, электричества в единицу времени;

- параметры электрической энергии (напряжение, частота, количество фаз), пара (температура, давление) и хладоносителя (вид, температура);

- параметры сырья и конечной продукции;

- параметры режима работы технологического оборудования и его отдельных элементов (давление, температура, частота враще­ния и др.);

- габаритные размеры и массу технологического оборудования;

- условия эксплуатации (характеристика производственного помещения, температура и относительная влажность воздуха).

Первые два показателя являются наиболее важными, т. к. в определенной степени позволяют судить о техническом уровне оборудования и соответствии его мировым стандартам.

Расчетная производительность машины или аппарата - количество (массовое, объемное, штучное) продукции, полученное в единицу времени, кг/ч (м³/ч; шт/ч)

Для машин и аппаратов, рабочий процесс которых основан на перемещении продукта, скорость этого перемещения характеризует их пропускную способность.

При обработке штучной продукции скорость определяют из выражения
v = П_м· l/3600· ·z (2)

где П_м - штучная производительность, шт/ч; l - расстояние между единицами продукции, м;  - коэффициент неравномерности поступления продуктов в технологический поток; z – количество параллельных рядов.

При обработке продукции, перемещаемой сплошным потоком
v = V_v /3600··f (3)
где V_v - объемная производительность, м³/ч; f - площадь поперечного сече­ния, м².

В случае ритмично-пульсирующего перемещения обрабатываемого продукта

где l_о - длина пути за один такт, м; _п - продолжительность перемещения, с.

Одним из наиболее важных показателей работы машин и аппаратов пищевых производств являются удельные затраты электроэнергии на переработку сырья. Для определения этого показателя наряду с производительностью оборудования необходимо знать мощность его привода.

Единой методики определения мощности привода машин и аппаратов не существует ввиду большого разнообразия их типов, а также технологических процессов и операций, осуществляемых с помощью оборудования, предназначенного для переработки различного вида сырья, иногда значительно различающегося между собой по физико-механическим свойствам.

Приведены формулы и рекомендации для оп­ределения мощности привода основных типов машин и аппара­тов, применяемых для переработки мяса. Следует иметь в виду, что в основе всех этих формул лежит общее положение, исходящее из самого определения мощности: при равномерном движении потребная мощность N для его осуществления равна ра­боте А, совершенной в единицу времени, и рассчитывают ее как произведение силы и скорости
N = А/ = P·S/ (5)
где А - работа, Дж;  - время, с; Р - действующая сила, Н; S - пройденный путь, м; v - скорость, м/с.

Для вращения тела с постоянной скоростью мощность привода определяют

В некоторых случаях формула (5) может быть использована и для случая вращательного движения. Например, мощность, затрачиваемую для преодоления силы трения в подшипнике скольже­ния, можно рассчитать как произведение силы трения Т в под­шипнике, возникающей от силы тяжести G вращающегося на валу тела, и окружной скорости цапфы вала

T = f·G (8)

Окружная скорость цапфы равна

где D - диаметр цапфы, м.

Мощность, затрачиваемая на преодоление силы трения в подшипнике, равна
N = f·G··D·n/60  0,05·f·G·D·n (10)
Таким образом, если нагрузка в течение определенного време­ни (например, кинематического цикла) существенно не меняется, то, найдя ее и умножив на скорость рабочего органа, можно рас­считать мощность, необходимую для приведения в движение это­го рабочего органа. Эта мощность с учетом мощности, потребной на преодоление различных сопротивлений, позволяет определить мощность привода рабочего органа проектируемой машины.

Номинальную мощность электродвигателя N_эд (Вт) определяют с учетом КПД передачи мощности от вала рабочего органа к веду­щему валу машины в целом и КПД передач привода

Остальные показатели технической характеристики машин и аппаратов отражают их эксплуатационные свойства, а также качественные показатели сырья и готовой продукции.

Следует отметить, что реализовать все возможности оборудования, заявленные технической характеристикой, в большинстве случаев невозможно без соответствующей подготовки обслужива­ющего персонала и инженерной службы перерабатывающих пред­приятий.

Необходимо знать закономерности изменения сырья на всех технологических стадиях в зависимости от режимов работы машин и аппаратов, а также уметь настраивать и контролировать параметры оборудования для обеспечения этих режимов.

Оборудование для измельчения мяса и мясопродуктов, перемешивания, дозирования и формования поступает с заводов-изготовителей в собранном виде и не требует сборочных операций при его монтаже.

Монтаж технологического оборудования сводится в основном к транспортировке с приобъектного склада в зону монтажа; такелажу внутри монтажной зоны; распаковке, расконсервации; установке на фундамент или железобетонное перекрытие и выверке в горизонтальной и вертикальной плоскостях; испытанию на холостом ходу.

Оборудование к месту установки перемещают механизированным способом в соответствии с ППР. Предварительную выверку обору­дования на фундаменте производят при свободном опирании на под­кладки, а окончательную - при затянутых гайках фундаментных болтов. После правильно выполненной регулировки и затяжки бол­тов машина должна равномерно опираться на все пакеты подкладок, что проверяют обстукиванием молотком. При этом звук должен быть чистым, без дребезжания.

После окончательной выверки установки оборудования на фундаменте стальные подкладки прихватывают электродуговой сваркой и подливают цементным раствором. Крепление оборудования на фундаменте должно быть надежным и прочным. Подливку необходимо производить не позднее 48 ч после сдачи монтажной организацией письменного извещения. Производят ее в присутствии представите­ля монтажной организации. Высота подливки между низом оборудования (рамы, плиты, станины) и поверхностью фундамента допу­скается в пределах 40-80 мм. Если оборудование имеет в основании ребра жесткости, то указанный размер следует считать от низа вы­ступающего ребра.

В правильно затянутых соединениях пластина щупа толщиной 0,03-0,05 мм не должна проходить ни в одном из стыков прокладок глубже 3-5 мм. Затяжку фундаментных болтов выполняют равномерно крест-накрест с тем, чтобы опорная часть машины была плотно прижата к фундаменту по всей площади соприкосновения.

Монтаж технологического оборудования производят в соответст­вии с планом расположения оборудования и установкой его по осям и отметкам.

Установленное технологическое оборудование выверяют при по­мощи инвентарных регулируемых подкладок, металлических подкла­док или регулируемых винтов. Места для установки подкладок и регулирующих винтов оборудования на поверхности пола должны быть предварительно очищены, выровнены по уровню и иметь размеры, превышающие величину подкладок не менее чем на 25 мм с каждой стороны. Плоскость подкладок, прилегающая к оборудо­ванию и поверхности фундамента или чистого пола, не должна иметь выпуклостей, заусенцев, забоин. Под регулирующие винты в ме­стах их опирания на пол укладывают стальные подкладки. Коли­чество подкладок в пакете не должно превышать 5 штук, включая тонколистовые, применяемые для окончательной выверки.

Подкладки устанавливают с обеих сторон каждого фундаментного болта по возможности ближе к нему. Подкладки под легкое оборудование можно устанавливать с одной стороны фундаментного болта.

Горизонтальность установки машин проверяют по несущей плите в двух взаимно перпендикулярных направлениях, вертикальность - по обработанным поверхностям уровнем и отвесом. При выверке установки машины отклонения осей и отметок по горизонтали и вертикали не должны превышать: главных осей машины в плане 10 мм; фактической высотной отметки установленной машины - 10 мм; машины от горизонтали - 0,3 мм на 1 м.