В зависимости от ассортимента мучных изделий на кондитерских фабриках получают на следующих механизированных линиях:
сахарное, затяжное и сдобное печенье на линии с ротационными формующими машинами;
затяжное печенье, галеты и крекеры на линии со штампующими машинами ударного действия;
пирожные типа «Эклер», «Картошка» и другие на специальной линии для производства этих видов пирожных;
различные виды тортов, вафель и пряников также на специализированных линиях.
1.2 Обзор формующих машин аналогов
Валково-шестерные машины-экструдеры применяют в кондитерском производстве для формования изделий, обычно, конфет, плотность массы которых не всегда позволяет использовать шнековые экструдеры. Валково-шестерные формующие машины дают жгут массы без разрывов и деформации.
По мере продвижения продукта из приемного устройства или бункера по валкам, а затем, выдавливаясь шестернями шестеренчатого насоса, происходит дополнительное перемешивание массы, что повышает качество готового изделия.
Идея формирования валково-шестерными экструдерами существует давно, поэтому спроектировано множество их вариантов.
Одна из них - валково - шестеренный экструдер, разработанный на 1-й Ленинградской кондитерской фабрике. В нем жиросодержащая масса загружается в воронку и захватывается шнеком, перемещая ее по цилиндрической камере и нагнетающей в камеру, где происходит захват массы зубьями шестеренчатых валков. Валки нагнетают массу в камеру сменной матрицы, закрепленной на сменной рамке, позволяющей менять форму и конфигурацию жгута, выходящего из машины.
Экструдер в линии ШПЛ, разработанный УкрНИИ Продмаш, отличается от описанного центральным расположением загрузочной воронки и распределительным шнеком, имеющим правую и левую навивку. Это обеспечивает более равномерную подачу массы к шестеренчатым роторам. Длина шестеренчатых роторов дает возможность устанавливать на выходе несколько съемных матриц, обеспечивая более высокую производительность. Но для этого необходимо увеличивать мощность привода и усиливать детали приводного механизма. В отличие от экструдера ВНИИКП линии ШПФ, расположение валов и шнеков горизонтальное.
Экструдер ШВФ-22, разработанный на фабрике «Красный Октябрь», совместно с МТИПП, имеет в предматричной камере перегородки, образующие секции у каждого выходного отверстия. Это выравнивает скорости у выдавливаемых жгутов. Машина работает следующим образом: масса из бункера, укрепленного на корпусе питателя, с расположенными в нем рифлеными валками, поступает в камеру нагнетания валков. В корпусе нагнетателя вращаются нагнетающие шестеренчатые роторы, выполнение из набора шестерен. Предматричная камера имеет вертикальные формующие каналы. В нижней части корпуса нагнетателя и предматричной камеры имеются вертикальные перегородки, которые делят корпус и камеру на отдельные секции. Бункер, корпус нагнетателя и нагнетатель, а также предматричная камера имеют рубашки для обогрева.
Масса вытягивается из бункера рифлеными волнами и равномерно подается по всей длине шестеренных потоков. Они нагнетают массу в предматричную камеру и из нее через формующие каналы выдавливаются жгуты массы.
В экструдере ШГФ-22 масса через бункер поступает в камеру, где ее нагнетание в предматричную камеру осуществляется двумя зацепляющимися червяками. Конструкция других основных узлов аналогична вышеописанным.
И хотя валково-шестеренные экструдеры отличаются простотой эксплуатации, малыми габаритными размерами, хорошим качеством выпускаемой продукции, они мало используются в производстве. Это связано со сложным расчетом и изготовлением нестандартных рабочих органов. К тому же экструдеры этих типов применяются, в основном, для формования плотных пищевых масс, что можно сделать на другом оборудовании. Но широкий диапазон возможностей изменения формы выходящего жгута или пласт, путем замены матриц, позволяет говорить о перспективности таких машин.
2. Технико-экономическое обоснование
2.1 Техническое обоснование
В производстве кондитерских изделий типа «Коврижка», пользующихся большим спросом, применяют линии, состоящие из участка замеса теста, формования изделий, выпечки их и укладки. Процесс перемешивания теста максимально механизирован, выпечка происходит в туннельных газовых печах и тоже механизирован. Единственным трудоемким процессом является формование пласта и изготовление штучных заготовок, направляемых в печь. Поскольку на этом процессе применяется ручной труд работников, вся линия в целом трудоемка и малопроизводительна.
Поэтому на данном участке есть смысл применять механизированную формовку пласта с начинкой заданных размеров с последующей резкой. Поскольку тесто для изделий «Коврижка» состоит из муки, сахара, маргарина и обладает высокой, для теста, вязкостью и плотностью, формование можно осуществлять валково-шестеренчатым нагнетателем, выдавливающим тесто через формователь пласта, который придает заданную форму изделию.
По технологии «Коврижка» имеет слой начинки. Поэтому возможно подавать начинку через плоский раструб, для лучшего распределения, в формователь.
2.2 Экономическое обоснование
В результате применения механизированной формовки пласта изделия «коврижка» происходит замена ручного труда, что приводит к повышению производительности и уменьшению себестоимости изделия за счёт сокращения численности рабочих на участке.
3. Описание проектируемого участка линии разделки теста при производстве изделий типа «коврижка»
3.1 Описание участка линии производства
Описание разрабатываемого агрегата для производства пирожных с наполнителем.
Разрабатываемой агрегат предназначен для выработки высококачественных песочных пирожных с начинкой массой 80 ÷100 г.
Агрегат включает в себя следующие основные узлы и механизмы:
формующая машина и предназначена для формования жгута с начинкой;
электромагнитный нож и предназначен для разделения тестового жгута на пирожные заготовки;
устройство для нанесения на поверхность отделочной массы;
транспортер для перемещения готовых пирожных в лотки;
транспортер для перемещения заготовок на лотки;
машинка глазировочная.
На разрабатываемый агрегат заложены усовершенствования и ряд инженерных решений, использование которых улучшает работу агрегата в целом.
Объектом разработки является рассмотрение принципиального нового способа формования заготовок и на этой основе проектирование конструкции формующей машины. Устройство и принцип действия новой формующей машины рассмотрим более подробно.
Формующая машина для формования пирожных заготовок с начинкой.
Формующее устройство предназначено для формования тестовых заготовок с начинкой в виде жгута и состоит из следующих узлов и механизмов:
каркаса, являющегося сварной конструкцией и выполняющегося несущую функцию;
установки для выпрессовки жгута предназначенной для нагнетания теста, его сжатия и выпрессовки с получением определенной формы;
установки для нагнетания начинки, необходимой для нагнетания начинки в зону прессования жгута из песочного теста, таким образом, чтобы начинка получалась в середине выпрессовываемого жгута;
привода установки для выпрессовки жгута, в который входят: электродвигатель, ременная передача червячного редуктора, жесткая муфта, цепная передача к ведущему валу установки для отделки массы;
привода установки для нагнетания начинки, в который входят: электродвигатель, ременная передача червячного редуктора, жесткая муфта, цепная передача к ведущему валу начинконагнетателя.
Принцип действия формующей машины заключается в следующем: порция теста подается в приемный бункер машины, откуда поступает на нагнетательные валки установки для выпрессовки жгута, которые в свою очередь нагнетают песочное тесто на зубья шестеренчатого насоса. Шестеренчатый насос подает под необходимым давлением тесто в формующую направляющую, в которую также под давлением подается начинка из начинконагнетателя.
Рассмотрим более подробно работу и конструкцию установок для нагнетания теста и начинки.
Установка для выпрессовки жгута.
Работа установки заключается в следующем: кусок теста, попадая на нагнетательные валки, подается на шестеренки насоса, которые нагнетают песочный полуфабрикат в насадку, где постепенно уплотняясь песочное тесто приобретает необходимую форму проходя через звенья и окончательно отформованный жгут выпрессовывается через формователь.
Осмотр, очистку и промывку нагнетательных валков, шестерен и корпуса осуществляется за счет снятия крышки
Установка для нагнетания начинки
Начинка закладывается в приемный бачок, который оснащен с закрепленными на валу лапастями. Вращаясь, вал лопастями уплотняет и подает начинку через соединительный переходник в нижней отсек, который представляет собой шестеренчатый насос. Вращаясь шестерни нагнетают начинку по трубопроводу в питатель-насадку в установке для формования жгута.
Для облегчения осмотра, очистки, а также ремонта шестеренчатого насоса предусмотрена съемная крышка, закрепленная винтами.
Обе нагнетательные установки имеют независимый привод, а также вариаторы, что позволяет производить плавную регулировку и настройку: скорость выхода жгута (υ=1,0 м/мин).
Оригинальность предлагаемой конструкции заключается в следующем: во-первых, отформованный поток не требует дополнительной отработки, кроме поперечной резки; во-вторых, имеется возможность плавной регулировки производительности потока; в третьих, снижается количество используемого оборудования. И все это, в конечном счете влияет на уменьшение трудозатрат, а следовательно, повышает производительность труда.