Описание технологической линии производства вареных колбас (стр. 3 из 5)
Изготавливается по категории размещения 4 по ГОСТ 15150-69 в климатическом исполнении УХЛ.
Техническая характеристика куттера Л5-ФКМ
Производительность, кг/ч……………………………………1200
Вместимость чаши, м3 ………………………………………..0,125
Коэффициент загрузки………………………………………..0,4...0,6
Число ножей……………………………………………………2
Длительность цикла, мин……………………………………...3...5
Скорость резания ножей, м/с………………………………….65
Установленная мощность, кВт………………………………...30,63
Масса, кг………………………………………………………...2200
Описание конструкции и принцип работы.
Куттер Л5-ФКМ состоит из станины с электродвигателями приводов ножевого вала и чаши, червячного редуктора привода чаши, ножевого вала, защитной крышки, выгружателя, механизма загрузки, дозатора воды и электрооборудования с пультом управления.
Станина куттера состоит из двух отдельных частей.
В нижней части станины на качающихся плитах установлены электродвигатели приводов ножевого вала и чаши, в верхней части на подшипниках качения смонтирован ножевой вал, на консоли которого устанавливаются ножевые головки.
Механизм выгрузки представляет собой конструкцию, состоящую из редуктора, к которому с одной стороны фланцем присоединен электродвигатель, а с другой - труба выгружателя с проходящим через нее валом привода тарелки.
Рабочим органом выгружателя является тарелка. В момент начала выгрузки продукта тарелка начинает вращаться, а так как одновременно включается электромагнитная муфта червячной пары, тарелка выгружателя медленно опускается в чашу и производится выгрузка готового фарша. При достижении тарелкой дна чаши (зазор между тарелкой выгружателя и дном чаши не более 1...2 мм) электромуфта отключается и движение тарелки вниз прекращается. Тарелка продолжает вращаться до полной выгрузки продукта, а затем включается реверс и тарелка выгружателя поднимается вверх до первоначального положения.
Зона куттерных ножей закрыта защитной крышкой из нержавеющей стали, заполненной внутри звукопоглощающим материалом, снизу к которой крепятся специальный скребок, служащий для удаления с наружной поверхности тарелки выгружателя фарша и направления его в лоток, установленный на ограждении чаши.
Механизм загрузки состоит из тележки, предназначенной для транспортировки продукта к куттеру и механизма ее опрокидывания, смонтированного в чугунной станине. Механизм опрокидывания представляет собой систему рычагов, получающих вращение от электродвигателя, через ременную передачу и две червячные пары.
Дозатор воды состоит из бака, в котором установлены датчики доз, центробежного насоса с электродвигателем для подачи воды в чашу и соленоидного клапана. Принцип работы дозатора воды основывается на объемном измерении. Бак дозатора постоянно наполнен водой доверху. Для выдачи определенной дозы включается насос подачи воды в чашу на определенное число литров. Когда уровень воды понизится на заданную величину, насос автоматически отключается, а соленоидный клапан открывается и вода из магистрали поступает в бак.
На куттере установлены пять асинхронных трехфазных электродвигателей. Их защиту от токов короткого замыкания и от перегрузок осуществляют три автоматических выключателя.
Правила эксплуатации и требования техники безопасности.
Зона вращения ножей куттера и передаточные механизмы должны быть закрыты крышками, сблокированными с пусковым устройством. При открытой любой из крышек куттера должна быть исключена возможность пуска куттера в работу. Для удобной и безопасной выгрузки из чаши переработанного фарша куттер следует обеспечивать тарельчатым выгружателем, сблокированным с пусковым устройством. При подъёме тарелки выгружателя должно прекращаться вращение самой тарелки и чаши куттера. Дежа куттера-мешалки должна иметь предохранительную планку, сблокированную с приводом, обеспечивающую отключение машины при касании рамки дежи.
В машине для измельчения блочного замороженного мяса зона работы шнеков и зона вращения ножей должны быть закрыты крышкой, сблокированной с пусковым устройством. При открытой крышке пуск машины должен быть исключён. Измельчитель оснащается ограждением, не допускающим разлёта раздробленных частей в стороны. Козырёк измельчителя, направляющий измельчённое мясо в приёмный бункер, оснащают блокирующим устройством, отключающим измельчитель при переполнении бункера. Загрузка замороженных блоков должна быть механизирована.
4. Расчетная часть
4.1 Определение технологических и энергетических характеристик процесса куттерования
Результаты реологических исследований, описанные выше, позволяют найти производительность куттера, исходя из рациональной продолжительности куттерования и кинематических характеристик машин. Зная закономерности повышения температуры фарша при его измельчении на куттере и полезную мощность, расходуемую режущим механизмом, можно рассчитать энергетические характеристики процесса куттерования. За счет энергии, приводящей в действие ножи и расходуемой на преодоление сопротивления сил трения и перемешивания (95-97%), значительно повышается температура фарша.
В начальный период измельчения, во время загрузки компонентов фарша, в 2-3 раза по сравнению с первоначальной повышается температура (мощность электродвигателя предельная). При установившемся режиме измельчения повышение температуры Δt(°С) можно определить (с погрешностью до 15%) по количеству подведенного тепла из уравнения теплового баланса:
,(1)где Q - количество подведенного тепла, Дж; с - удельная теплоемкость колбасного фарша, Дж/(кг°С) [с = 3750—4050 Дж /(кг°С)]; m -масса загружаемого мяса и воды, кг; 106 - коэффициент, Дж; UH - влагосодержание фарша, кг влаги / кг абсолютно сухого остатка; b - коэффициент, зависящий от кинематических характеристик куттера, мощности, которую развивает режущий механизм, и упругопрочностных свойств сырья, мин-1 (для куттера малой модели b = 0,217 мин-1 для куттера средней модели b = 0,347 мин-1).
В производственных условиях при куттеровании добавляют лед, поэтому при расчете Δt необходимо ввести поправку на скрытую теплоту плавления льда.
По количеству тепла можно определить мощность, развиваемую режущим механизмом:
,(2)где N - мощность, развиваемая режущим механизмом, Вт.
В этом случае поправку на скрытую теплоту плавления льда не вводят. Изменения величины мощности, рассчитанной по уравнениям (1) и (2), приведены на рис. 4.38.
Рис. 5 Изменение мощности, развиваемой режущим механизмом, в зависимости от влагосодержания и продолжительности измельчения на куттере: а - малой модели; б - средней модели
Таким образом, в результате проведенных исследований получены данные для определения повышения температуры фарша при куттеровании, которые позволяют предварительно рассчитывать температуру фарша при τкр и, если она оказывается выше заданной, принять меры к ее понижению (добавление льда вместо воды, переохлаждение мяса и т. д.).
Технологический расчет куттеров сводится главным образом к определению их производительности и мощности привода. Производительность Vч (в кг/ч) куттеров периодического действия рассчитывают по формуле:
где G - масса единовременной загрузки сырья, кг; τ - длительность процесса, с; β - коэффициент заполнения чаши (β= 0,6); ρ - плотность сырья кг/м3; V- вместимость чаши, л; τ3, τп, τв - длительность загрузки, переработки и выгрузки, с.
Мощность двигателя определяется по формуле:
где q - удельный расход энергии, кВт ч/т (при куттеровании q = 8-11 кВт-ч/т, при переработке кускового мяса в куттерах q = 11- 16 кВт-ч/т).
4.2 Кинематический расчет
Рассчитаем передаточное отношение привода ножей
,(3.1)где nдв – частота вращения двигателя, об/мин;
nр.о. – частота вращения рабочего органа, об/мин.
Эксперименты необходимо проводить при различных частотах вращения чаши. Рассчитаем эти частоты.
Для изменения скорости используем четырехступенчатые шкивы. Рассчитаем передаточные отношения на каждой ступени
I ступень
,(3.2)где D2 – диаметр ведомого шкива, мм;
D1 – диаметр ведущего шкива, мм.
II ступень
III ступень
Привод чаши состоит из червячного редуктора с передаточным отношением U5=80 и ременной передачи с передаточными отношениями U1, U2, U3, U5.
Рассчитаем частоту вращения чаши на каждой ступени.
Общее передаточное отношение
на I ступени
UI=U5·U1=80·0,703=56,24
на II ступени
UII=U5·U2=80·1=80
на III ступени
UIII=U5·U3=80·1,421=113,68
на IV ступени
UIV=U5·U4=80·2,066=165,28
Тогда получим частоту вращения чаши на I ступени