Работа 4. 1 котлетоформовочная

РАБОТА 4.1 КОТЛЕТОФОРМОВОЧНАЯ

МАШИНЫ «МФК-2240»

Технологическая задача: формование котлет из фарша.

Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) котлетоформовочной машины «МФК-2240» и дать предложения по развитию его конструкции для повышения эффективности процесса формования.

Задачи работы:

1. Изучить устройство и принцип работы котлетоформовочной машины «МФК-2240».

2. Рассмотреть особенности процесса формования.

3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности привода котлетоформовочной машины «МФК-2240» при различных скоростях вращения рабочего вала и обработать результаты испытаний.

4. Дать предложения по техническому обслуживанию котлетоформовочной машины «МФК-2240».

5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки котлетоформовочной машины «МФК-2240».

Оборудование, инструменты и инвентарь: котлетоформовочная машина МФК-2240, настольные весы, секундомер, отвертки, гаечные ключи, нож, ложка, кастрюля.

Продукты: мясной фарш - 5,0 кг; рыбный фарш -5,0 кг; картофельный фарш - 5,0 кг; сухари - 1,0кг; пищевой несоленый жир - 50 г.

Изучение устройства и принципа работы

Котлетоформовочная машина МФК-2240 (рис.4.1.1) предназначена для формовки и односторонней панировки изделий из мясного, рыбного, картофельного фаршей, а также манных биточков круглой формы.

Машина состоит из корпуса 1, электродвигателя 2, червячного редуктора 3, крышки стола с загрузочным бункером 4, шнека 5, формующего стола 6, бункера для панировочных сухарей 7 и приемного лотка 8. лотка 8. Рабочим органом машины является формующий стол, изготовленный в виде диска с тремя круглыми отверстиями-ячейками. Стол закреплен на вертикальном полом валу 9, внутри которого установлена тяга механизма

Рис.4.1.1 Общий вид котлетоформовочной машины МФК-2240:

1 – корпус; 2 - электродвигатель; 3- червячный редуктор; 4- загрузочный бункер; 5 – шнек; 6 - формующий стол; 7 - бункер для панировочных сухарей; 8 - приемный лоток; 9 - вертикальный вал

 

регулирования массы формующего изделия. Внутри бункера 4 размещен шнек-питатель, нагнетающий фарш в ячейки формующего стола. Шнек приводится в движении вертикальным валом, консоль которого находится внутри бункера. В ячейках формующего стола 6 расположены поршни, которые при вращении стола совершают возвратно-поступательное движение сообщаемое торцевым копиром, закрепленным на станине. По профиль копира опираются толкатели поршней, которые свои ми наконечниками скользят по копиру. Вверх поршни перемещаются посредством кулачка, вниз - посредством пружины. Опускание поршней под действием пружины происходит до тех пор, пока пальцы, прикрепленные к нижней станине поршней, не упрутся в ограничительную планку. Планку можно перемещать вверх и вниз специальным регулировочным винтом, изменяя тем самым массу изделия в пределах от 50 до 75 г.

 

 

Техническая характеристика

Производительность 2240 шт/ч

Вместимость бункера для фарша 10 кг

Вместимость бункера для сухарей 0,7кг

Масса отформованных изделий 45,0...95,0 г

Частота вращения формующего стола 12,45 об/мин

Частота вращения шнека-питателя 37, 0 об/мин

Мощность электродвигателя 0,4 кВт

Частота вращения 1416 об/мин

Габаритные размеры 610х390х630 мм

Масса 75кг

Правила эксплуатации

Перед началом работы проверяют правильность установки рабочих органов, исправность машины и наличие заземляющего провода. Затем загружают бункеры машины панировочными сухарями и фаршем. Рядом с машиной на столе устанав­ливают противни, посыпанные панировочными сухарями.

После этого включите электродвигатель и сформуйте пять-шесть изделий, взвесьте их на контрольных весах и в случае необходимости произведите регулирование массы формуемых изделий с помощью соответствующего устройства. В процессе работы машины следует периодически проверять массу формуемых изделий и по мере необходимости производить регулировку.

После окончания работы машину выключите, и снимите все рабочие органы для санитарной обработки. Для этого отвинтите гайка крепления шнека-питателя и рабочего стола, а также винты крепления крышки стола. Затем снимите шнек-питатель, крышку стола с загрузочным бункером, формующий стол с поршнями и тщательно промойте их горячей водой. Наружные поверхности машины под бункером и формующим столом необходимо также промыть горячей водой и протереть насухо. Рабочие поверхности формующего стола, ячеек поршней, шнека-питателя, крышки стола и дорожку копира после просушивания следует смазать пищевым несоленым жиром. Растительное масло для смазки использовать не рекомендуется.

Общая санитарная обработка машины должна производиться не реже 2...3 раза в неделю. Полная разборка для профилактического осмотра и ремонта производится в соответствии с инструкцией.

Методика выполнения работы

1. Произведите частичную разборку котлетоформовочной машины в следующей последовательности:

- выньте лопасть из бункера,

- затем снимите загрузочный бункер,

- снимите бункер для панировки и сбрасыватель,

- отвинтите регулировочную гайку,

- снимите формующий стол

После этого зафиксируйте:

- радиус пера шнека-питателя,

- площадь поршня формующего стола,

- количество поршней,

- радиус копира.

2. Обратите внимание на форму кулачка, посредством которого поршни перемещаются вверх, и изучите регулировки массы изделий.

3. Смажьте рабочую поверхность кулачка пищевым жиром и соберите машину, установив формующий диск с круглыми отверстиями.

4. Включите машину и проверьте ее на холостом ходу в течение 30...40 с.

5. Отвесьте 5,0 кг фарша (мясного, рыбного или картофельного) и заполните им большой бункер, а панировкой - малый.

6. Подготовьте лоток для укладывания биточков, посыпав его панировочными сухарями.

7. Включите двигатель и понаблюдайте за процессом дозирования биточков.

8. Обратите внимание на то, как формующий стол подводит цилиндры с поршнями последовательно под бункер с панировочными сухарями, затем под бункер с котлетной массой и к сбрасывателю. При подходе отверстия в столе к бункерам поршень опускается, и образовавшееся над ним свободное пространство последовательно заполняется панировкой и котлетной массой. Слой панировки имеет высоту 1,5 мм.

9. При дальнейшем вращении стола цилиндр, перемещаются к сбрасывателю и одновременно происходит поднятие поршня, в результате чего изделие оказывается на поверхности стола, откуда передвигается сбрасывателем на разгрузочный лоток.

10. После изготовления трех биточков выключите машину и взвесьте их.

11. С помощью регулировочного винта, установите на шкале массу изделий, равную 50 г, и проведите их пробные взвешивания.

12. Затем, заметив время, включите электродвигатель.

13. Биточки массой 50 г снимайте лопаточкой с разгрузочного лотка и укладывайте непанированной стороной на подготовленный лоток.

14. Замерьте время окончания работы, после чего выключите электродвигатель.

15. Подсчитайте число биточков массой 50 г и заполните протокол наблюдений (табл. 4.1.1).

16. Разберите машину, промойте детали горячей водой и про­трите их сухой тканью.

17. Поршни, а также отверстия в столе смажьте пищевым несоленым жиром и соберите машину.

 

Таблица 4.1.1 Протокол наблюдений

Масса фарша в бункере m, кг

Paдиус пера шнека- питателя r, м

Площадь поршня Fn м2

Количе­ство поршней формую- щего стола Z, шт

Радиус копира R, м

Частота вращения формою щего стола n, с -1

Число Биточков, изготов- ленных за время τ, N, шт

Время τ,с

 

Расчетная часть

Определите теоретическую производительность котлетоформовочной машины Q (шт/ч)

Q =3600 nz (4.1.1)

Рассчитайте производительность котлетоформовочной машины по фактическому времени Q (шт/ч)

Q =3600 , (4.1.2)

Сравните производительность с паспортными данными и при несоответствии объясните причину.

Рассчитайте среднее квадратичное отклонение δ (т) контрольных проб

, (4.1.3)

где среднее арифметическое n результатов взвешивании отформованных масс изделий, г; m_i -дозы изделия, г.

Определите точность дозирования К (%) по коэффициенту вариации

(4.1.4)

Если точность дозирования не соответствует паспортным данным, объясните причину и произведите регулировку.

Рассчитайте мощность N_э (Вт) электродвигателя машины

(4.1.5)

где N₁– мощность, необходимая на преодоление сил трения о поверхности бункера и шнека-питателя, Вт,

, (4.1.6)

где М_тр - момент трения, Н·м,

М_тр =(q+δ_фF_к)/f_фr, (4.1.7)

q = тω₁²r - усилие сдвига, Н; δ_ф - липкость фарша, Па (δ_ф =400 Па); F_к - площадь контакта с поверхностью бункеры,м²; f_ф - коэффициент трения фарша о стенки бункера (. f_ф =0,12...0,15), r - радиус пера шнека-питателя, ω- угловая скорость вращения шнека-питателя, рад/с; N₂ - мощность, необходимая на приведение в движение формующего стола и на отрыв отформованного изделия от общей массы фарша, Вт,

N₂=M_крω₂ (4.1.8)

где M_кр- момент кручения, приложенный к формующему столу, Н·м,

M_кр=δ_cдF_nzR,. (4.1.9)

где δ_cд- предельное напряжение сдвига фарша, Па (δ_cд =1,5·10 Па); F_n - площадь поршня формующего стола, м²; z - количество поршней формующего стола; R - радиус копира, м; ω₂ - угловая скорость вращения формующего стола, с;

Графическая часть

Проведите статистическую обработку результатов исследований работы котлетоформовочной машины МФК-2240 и представьте ее в виде графической зависимости.

Выполните рабочий чертеж одного из узлов котлетоформовочной машины (формующий стол, механизм регулировки массы изделий, формующий диск, кулачок) и сделайте к нему спецификацию в соответствии с требованиями ЕСКД.

Проверь себя

1. Формование – это...

а) механическое воздействие на сырье для придания ему

определенной или заданной формы;

б) равномерное механическое распределение частиц

отдельных компонентов во всем объеме смеси

под действием внешних сил;

в) отмеривание, выдача и наполнение определенным

количеством сырья, продукции и вспомогательных

материалов аппарата, машины, тары, упаковки и т.д.;

г) это финишная операция переработки пищевых

продуктов.

2. По конструктивному исполнению оборудование для формования классифицируется?

а) открытое и закрытое оборудование;

б) открытое и вакуумное оборудование;

в) закрытое и атмосферное оборудование;

г) открытое и атмосферное оборудование.

3. Какой привод у котлетоформовочной машины МФК-2240?

а) электрическим приводом;

б) гидравлическим приводом;

в) пневматическим приводом;

г) специальным приводом.

4. За счет чего поршни котлетоформовочной машины МФК-2240 перемещаются вверх и вниз?

а) вверх – посредством пружины, вниз – сил тяжести;

б) вверх – посредством пружины, вниз – за счет кулачка;

в) вверх – за счет кулачка, вниз – посредством пружины;

г) вверх – за счет кулачка, вниз – за счет сил тяжести.

5. Основной признак, определяющий конструкцию формующего оборудования, – тип вытеснителя. Какой тип вытеснителя фарша в котлетоформовочной машине МФК-2240?

а) поршневой;

б) шнековый;

в) ротационный;

г) лопастной.

 

МАШИНЫ «Т1-ХТН»

Технологическая задача: округление тестовых заготовок.

Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) тестоокруглительной машины «Т1-ХТН» и дать предложения по развитию её конструкции для повышения эффективности процесса округления тестовых заготовок.

Задачи работы:

1. Изучить устройство и принцип работы тестоокруглительной машины «Т1-ХТН» и регулируемого привода.

2. Рассмотреть особенности процесса округления тестовых заготовок.

3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности привода тестоокруглительной машины «Т1-ХТН» при различных скоростях вращения рабочего вала и обработать результаты испытаний.

4. Дать предложения по техническому обслуживанию тестоокруглительной машины «Т1-ХТН».

5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки тестоокруглительной машины «Т1-ХТН».

Оборудование, инструменты и инвентарь: тестоокруглительная машина Т1-ХТН, ступенчатые шкивы, весы, щетка, совок, секундомер, ключи гаечные, штангенциркуль, линейка, тахометр.

Продукты: тесто - 10 кг, мука - 2 кг; раствор с массовой долей кремний-органической жидкости 5 % - 1,0 л.

Техническая характеристика

Производительность до 63 шт/мин

Масса формуемых кусков 0,2... 1,1 кг

Частота вращения чаши 4,18; 6,54 с^-1

Мощность электродвигателя 1,1кВт

Диаметр формующего органа 800 мм

Габаритные размеры 1015х930х1028 мм

Техническое обслуживание

Для обеспечения работоспособности тестоокруглительной машины Т1-ХТН необходимо систематически производить техническое обслуживание и все виды ремонта.

Техническое обслуживание тестоокруглительной машины включает в себя ежедневное техническое обслуживание, еженедельные осмотры, текущий и малый ремонт не реже одного раза в три месяца, капитальный ремонт не реже одного раза в год. Ежедневное техническое обслуживание включает в себя проверку состояния клиноременной передачи, зазора между внутренней поверхностью чаши и кромкой спирали, работы блокирующего устройства. Еженедельные осмотры включают проверку креплений электродвигателя, люфта червяка.

Текущий ремонт (один раз в три месяца) предусматривает проверку уровня масла в картере, ревизию электродвигателя и электрооборудования, проверку червячного зацепления.

Капитальный ремонт включает разборку и чистку деталей, смену масла в картере, промывку и набивку смазкой шарикоподшипников, замену изношенных деталей.

Чтобы избежать прилипания теста к рабочим поверхностям и придать им гидрофобные свойства, их очищают, обезжиривают, подогревают до 60 °С и наносят раствор кремний-органической жидкости ГКЖ-94 с массовой долей 5 % в четыреххлористом углероде. Затем покрытие выдерживается 120 мин на воздухе и далее подвергается термообработке при t =230 °С в течение 1 ч.

Методика выполнения работы

Перед началом работы необходимо:

1. очистить внутреннюю поверхность чаши и спираль;
2. проверить натяжение клиновых ремней привода;
3. проверить зазор между поверхностью чаши и спиралью;
4. проверить отсутствие люфта в подшипниках червяка,
5. проверить замки дверок и крепление щитков основания;
6. смазать машину согласно карте смазки;
7. подключить воздушную систему;
8. осуществить пуск машины,
9. убедиться в правильности направления вращения чаши;
10. при достижении чашей установленной скорости вращения подать тестовые заготовки.
11. Во время работы периодически следите за состоянием поверхностей рабочих органов, при необходимости машину остановите и выполните работы по очистке;
12. перед остановкой машины выключите тестоделительную машину и выработайте все заготовки.
13. После остановки очистите поверхность чаши;
14. очистите и протрите сухой ветошью спираль;
15. проверьте натяжение ремней клиноременной передачи.
16. Все работы по очистке выполняйте при выключенной машине.
17. По окончании опытов выключите привод округлителя и очистите поверхность конусной чаши и спирали от муки и теста.
18. Устраните замеченные неисправности.
19. По указанию преподавателя проведите статистическую обработку по точности измерения продолжительности обработки тестовой заготовки.

Расчетная часть

Определите теоретическую производительность П_ок (шт/с) тестоокруглителя с конической несущей поверхностью

(4.2.1)

где λ - коэффициент, учитывающий отклонение размеров кусков теста (λ=0,8...0,85); D - диаметр чаши в месте контакта с тестовой заготовкой, м; n - частота вращения рабочего органа, с^-1; μ - коэффициент, учитывающий отставание куска теста от несущей поверхности (μ=0,90); d - средний диаметр округленного куска теста, м.

Средний диаметр d (м) округленного куска теста определите по формуле

(4.2.2)

где т - масса куска теста, поступающего в округлитель, кг;

ρ - плотность теста (ρ=1070... 1200 кг/м³).

Рассчитайте необходимую частоту вращения n (с^-1) рабочего органа

(4.2.3)

и сравните ее с паспортной. При несоответствии объясните причину.

Графическая часть

Постройте график следующих зависимостей Q=f(m) при различных частотах вращения корпуса округлителя и времени нахождения заготовки в округлителе.

Проанализируйте полученные графические зависимости и проведите статистическую обработку результатов.

Выполните чертеж общего вида тестоокруглительной машины Т1-ХТН.

Проверь себя

1. Что является целью тестоокругления, как технологической операции?

а) пластификация теста;

б) придание тестовым заготовкам шарообразной формы и уплотнение поверхностного слоя теста;

в) размягчение теста внутри тестовой заготовки;

г) активация деятельности дрожжей.

2. Для чего через воздухо-подающие патрубки производится для обдувка тестовых заготовок воздухом:

а) для устранения залипания теста на рабочих поверхностях машины;

б) для коррекции движения тестовой заготовки;

в) для регулирования скорости тестовых заготовок;

г) для предотвращения механических повреждения поверхности заготовок при их перемещении.

3. Как регулируется зазор между стенкой чаши и формующей спиралью?

а) заменой чаши;

б) заменой формующей спирали;и;ой формы;

 

в) специальным регулировочным винтом расположенным в верхней части машины под съемным колпаком;

г) зазор зависит от скорости вращения и регулируется автоматически.

4. В каком диапазоне лежит величина зазора между внутренней поверхностью чаши и кромкой спирали?

а) не более 0,1 мм; б) 1...4,5 мм;

в) не менее 2,45 мм; г) не более 0,45 мм.

5. Как изменяется частота вращения чаши теотоокруглительной машины Т1-ХТН?

а) изменением передаточного отношения ременной передачи;

б) изменением передаточного отношения редуктора;

в) изменением частоты вращения электродвигателя;

г) при помощи вариатора.

 

РАБОТА 4.3. ФОРМОВОЧНЫЙ

ОДНОШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР

Технологическая задача: формование продукции методом экструзии.

 

Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) одношнекового экструдера и дать предложения по развитию его конструкции для повышения эффективности процесса экструдирования.

Задачи работы:

1. Изучить устройство и принцип работы одношнекового экструдера и регулируемого привода.

2. Рассмотреть особенности процесса экструдирования.

3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности привода одношнекового экструдера при различных скоростях вращения рабочего вала и обработать результаты испытаний.

4. Дать предложения по техническому обслуживанию одношнекового экструдера.

5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки одношнекового экструдера.

Оборудование, инструменты и инвентарь: лабораторный одношнековый экструдер, настольные весы, секундомер, штангенциркуль, гаечные ключи, отвертки.

Продукты: крупы - 2,0 кг; хлебная крошка - 2,5 кг.

 

Техническая характеристика

Производительность 15... 18 кг/ч

Однозаходный шнек:

длина 660 мм

диаметр 20 мм

отношение длины рабочей части

шнека к его диаметру 25:1

шаг винтовой нарезки шнека 16 мм

Частота вращения шнека 30... 60 об/мин

Мощность привода экструдера 4,0 кВт

Мощность ТЭН 1,5кВт

Диапазон регулирования температур 50...250 °С

Габаритные размеры 1520 х 670 х 800 мм

Масса 210 кг

Перед пуском экструдера нагревается рабочая зона формующего механизма в течение 20...25 мин до температуры 160...180 °С с помощью электронагревателей 9. За 25...30 мин до пуска экструдера готовится первая порция крупы влажностью 20-21%. Подготовленная крупа засыпается в загрузочное устройство 5 при включенной машине. При работе экструдера крахмалсодержащее сырье через загрузочное устройство 5, снабженное задвижкой, поступает в корпус 2 экструдера в межвитковую полость шнека 3. Задвижкой можно регулировать темп подачи материала, т.е. производительность экструдера. После выхода палочек из формующей матрицы открывается заслонка и в экструдер поступает крупа влажностью 12... 14%.Заданную частоту вращения рабочего органа устанавливают с помощью частотомера 13. Варьированием частоты вращения шнека 3 регулируют производительность экструдера. После достижения устойчивого режима работы периодически произ­водят отбор проб экструдата, фиксируют значения величины давления в предматричной зоне экструдера, температуры корпуса и экструдата. Одновременно осуществляют замер тока и напряжения на якоре электродвигателя установки по данным амперметра 14 и вольтметра 15, а также определяют ее производительность.

 

Подготовка к работе

Перед пуском экструдера необходимо проверить наличие заземления, отсутствие посторонних предметов в загрузочном устройстве, шнековой камере и матрице.

Перед подключением электродвигателя в сеть проверьте наличие ограждений на приводе. Шкивы ременной передачи при включенном электродвигателе должны вращаться по часовой стрелке. Следите за натяжением приводных ремней и своевременно их подтягивайте.

Перед включением электродвигателя необходимо убедиться в наличии шнека в корпусе экструдера. Прокрутите шнек вручную за шкив ременной передачи. Запустите экструдер кратковременным включением тумблера ПУСК-СТОП. Удостоверьтесь в правильном направлении вращения рабочего органа. При отсутствии ненормальных стуков и правильном направлении вращения можно запускать экструдер в работу.

Требуемая частота вращения шнека регулируется только на работающей машине при помощи тарельчатого вариатора, причем меньшая передача устанавливается путем вращения рукоятки по часовой стрелке, а большая - против часовой стрелки.

Необходимо постоянно следить за смазкой подшипниковых узлов и уровнем масла в червячном редукторе.

Электродвигатель вначале запускают без нагрузки, а затем равномерно подается сырье в загрузочное устройство.

Целесообразно экструдер промывать не реже одного раза в день, а также при переходе на другое пищевое сырье. При мойке нужно следить за тем, чтобы вода не попадала в электродвигатель и на электронагреватели.

Методика выполнения работы

1. Изучите конструкцию одношнекового экструдера и ознакомьтесь с его основными частями. Обратите внимание на то, что загрузочное устройство, корпус, шнек и матрица съемные. Загрузочное устройство и матрица крепятся к корпусу, а корпус к станине.

2. Снимите матрицу с экструдера, извлеките из корпуса шнек и определите его геометрические размеры.

3. Соберите экструдер в обратной последовательности и убедитесь в правильной сборке.

5. Перед началом работы произведите нагрев матрицы и корпуса экструдера до требуемой температуры обработки.

6. Включите машину на 30...40 с и проверьте ее исправность на холостом ходу.

7. С помощью вариатора и тахометра установите необходимую частоту вращения рабочего органа.

8. Вновь включите экструдер и равномерно загрузите первую порцию крупы с большей влажностью.

9. После вывода экструдера на рабочий режим засыпьте основную порцию продукта (крупа, хлебная крошка с размером частиц 2 мм) массой не менее 1,0 кг и влажностью 12...14%.

10. После достижения устойчивого режима работы периодически производите отбор проб экструдата, зафиксируйте значения величины давления в предматричной зоне экструдера, температуры корпуса и экструдата.

11. Замерьте напряжение и силу тока, потребляемого электроприводом.

12. Измените частоту вращения шнека и повторите испытания.

13. По окончании работы выключите привод, снимите матрицу и извлеките шнек из корпуса.

14. Очистите их от остатков продукта.

15. Все части экструдера, соприкасавшиеся с продуктом, протрите сухой тканью, а с наружных поверхностей сметите пыль сухой щеткой.

16. Устраните неисправности, замеченные при проведении испытаний.

Расчетная часть

Определите объемную производительность Q_d (м³/с) для любого сечения на длине dl дозирующей зоны шнека

Q_д= (4.3.1)

где D - наружный диаметр шнека, м; h. - глубина канала шнека, м; n - частота вращения шнека, с^-1 i - число заходов шнека (i =1); е - осевая ширина витков шнека, м (е =0); t - шаг нарезки шнека, м; j - угол подъема винтовой линии шнека,

j=arctg(t/pD); m - динамическая вязкость продукта, Па·с (m = const=m_эф – что соответствует изотермическому течению и очень близко к реальному процессу для мелких шнеков,

m = 1,03×10 Па·с); F_в, F_n - коэффициенты, зависящие от W/h и показывающие в какой мере на характер течения продукта влияют стенки канала и угол j.

Чем мельче канал (малое h, W>>h), тем ближе к единице коэффициенты F. При F_в = F_n =1 получим одномерное течение расплава продукта.

Для изотермического режима работы шнекового экструдера

(4.3.2)

где P - перепад давления в дозирующей зоне ( P принимаем равным давлению p в предматричной зоне), Па;

L_д - длина дозирующей зоны шнека, м; L_д = 5D.

Рассчитайте расход через отверстие любого профиля в матрице Q_г (м³/с)

Q_г=K (4.3.3)

где К - константа матрицы; P_г - перепад давления в матрице. Па; m_г - вязкость продукта в матрице, Па×с.

Для цилиндрического канала матрицы константа K определяется выражением

K= (4.3.4)

где l - длина формующего канала матрицы, м; R - радиус канала, м.

Для плоской щели

K= (4.3.5)

где l - длина формующего канала матрицы (щели), м; - ширина формующей щели, м; h - высота щели, м.

Поскольку в обычных условиях работы экструдера P = P_г, а Q_д = Q_г - вследствие неразрывности потока и сохранения массы, то решая совместно эти уравнения, получим фактическую производительность

Q= (4.3.6)

Определите мощность, затрачиваемую на привод экструдера N_дв (кВт),

N_дв= (4.3.7)

де ; L_общ – общая длина рабочей части шнека, м.

Графическая часть

Постройте графики следующих зависимостей: Q_д=f (DР) и Q_г=f (DР).

Проанализируйте полученные графические зависимости совмещенных расходно-напорных характеристик шнекового нагнетателя и формующей головки с целью выбора пары шнек-матрица, а также определения оптимального перепада давления и соответствующей производительности экструдера. Сделайте статистическую обработку результатов.

Выполните рабочий чертеж одной из деталей экструдера (шкивы ременной передачи и вариатора, матрица, шнек) или одного из наиболее изнашиваемых узлов экструдера (подшипниковый узел экструдера, сальниковое уплотнение, подшипниковый узел вариатора). Сделайте к нему спецификацию в соответствии с требованиями ЕСКД.

Проверь себя

1. Для чего предназначен одношнековый экструдер?

а) для гидротермомеханической обработки сырья;

б) только для формования продуктов;

в) для измельчения сырья;

г) только для пластификации и получения однородной массы продукта.

2. Какой тип шнека установлен в лабораторном экструдере?

а) однозаходный с переменным шагом винтовой нарезки и постоянной глубиной;

б) однозаходный с переменным шагом винтовой нарезки и переменной глубиной;

в) однозаходный с постоянным шагом винтовой нарезки и переменной глубиной;

г) однозаходный с постоянным шагом винтовой нарезки и постоянной глубиной.

3. Как изменяется частота вращения шнека экструдера, рассмотренного в данной лабораторной работе?

а) изменением передаточного отношения ременной передачи;

б) изменением передаточного отношения редуктора;

в) изменением частоты вращения электродвигателя;

г) при помощи вариатора.

4. В каком диапазоне лежит частота вращения шнека экструдера?

а) 30...60 мин^-1; б) 300...600 мин^-1;

в) 3...6 мин^-1; г) 3000...6000 мин^-1.

5. В каком случае возможно осуществлять регулирование частоты вращения рабочего вала экструдера?

а) только при выключенной установке;

б) только при работающей установке;

в) при работающей и при выключенной установке;

г) при работающей, но на холостом ходу (без продукта).

 

Техническая характеристика

Производительность, л/ч
Электродвигатель:
мощность, кВт	2,2
частота вращения, мин-1
Редуктор:
марка	Ч-100
передаточное отношение
Максимальное давление, МПа
Частота вращения шнека, мин-1	18…34
Диаметр отв. маслоотделяющей камеры, мм	0,8
Габаритные размеры, мм	1366x415x615
Вес, кг

 

Правила эксплуатации

Прежде чем пустить в работу, шнековый пресс осматривают с целью выявления посторонних предметов. При этом проверяют правильность сборки узлов пресса и подключения фаз к электродвигателю пресса, что обеспечивает правильное направление вращения (шнековый вал должен вращаться против часовой стрелки, если смотреть со стороны выхода жмыха). Перед пуском болт 15 выкручивают до максимальной величины конусного зазора. Прокрутив от руки привод пресса и питателя, убеждаются в плавности хода.

Пуск осуществляют вначале на холостом ходу, собственно включение производят после предупреждения всех находящихся вблизи пресса. На холостом ходу контролируют показания амперметров, а также работу всех механизмов пресса. Убедившись в нормальной работе пресса, начинают небольшую подачу мезги в питатель.

Переход на рабочую подачу мезги осуществляют после прогрева шнека, маслоотделяющей и дополнительной камер, при этом достигается температура жмыха 60…65°С и происходит отжим масла на всех ступенях. После этого переходят к постепенному уменьшению конусного зазора, что производят, внимательно наблюдая за показаниями амперметра. Если нагрузка на пресс превысила норму, немедленно уменьшают подачу мезги в питатель и, если этого недостаточно, отводят конус. Если это не дает результата, то пресс останавливают для выявления возможного дефекта.

Остановка пресса на срок более 10 мин сопровождается разборкой и очисткой шнека, маслоотделяющей и дополнительной камеры. При более короткой остановке пуск возможен и без разборки и очистки, но при полностью открытом конусном зазоре со всеми указанными предосторожностями.

Основные правила техники безопасности работы на прессе заключаются в следующем. Запрещается пускать пресс под нагрузкой при закрытом конусном зазоре. При появлении признаков неисправности (стук и т. п.) пресс останавливают. Если остановка не носит аварийного характера, то предварительно вырабатывают материал из рабочего объема пресса. Смазывают все трущиеся узлы пресса и редуктор.

 

Методика выполнения работы

1. Снимите дополнительную камеру, открутив гайку 17, выньте шнек из маслоотделяющей камеры.

2. Определите:

– рабочую длину,

– шаг,

– диаметр вала

– диаметр витка шнека,

– толщину витка по наружному диаметру,

– зазор между витком шнека и камерой.

3. Соберите все в обратном порядке.

4. Задайте необходимую частоту вращения путем регулировки шкива 9.

5. Измерьте диаметры шкивов 8 и 9.

6. Результаты измерений занесите в протокол (табл. 4.4.1).

7. Выверните болт 15 до полного открытия конусного зазора.

8. Включите кнопку «Пуск» и проверьте работу пресса на холостом ходу.

9. Засыпьте мезгу в приемный бункер.

10. Включите пресс и прогрейте шнек до температуры 60…65°С.

11. Постепенно уменьшайте конусный зазор до достижения максимального выхода масла.

12. Засыпьте 5 кг мезги в бункер и измерьте время отжима и количество выделившегося масла.

13. Сделайте три-четыре замера и заполните протокол наблюдений (табл. 4.4.2).

 

Таблица 4.4.1. Протокол измерений

Параметры пресса	Обозначения	Значения
Рабочая длина шнека, м	L
Шаг витков шнека, м	H
Диаметр вала шнека, м	d
Диаметр витка шнека, м	D
Толщина витка шнека по наружному диаметру, м	δ
Диаметр ведущего шкива, м	d1
Диаметр ведомого шкива, м	d2
Зазор между шнеком и камерой, м	b

 

Таблица 4.4.2 Протокол наблюдений

Продукт	Диаметр шкивов, м	Частота вращения шнека n, с-1	Продол-жительность отжима τ, с	Масса полученного масла m, кг
ведомого	ведущего
d1	d2

 

14. По окончании отжима выключите привод и очистите шнек, маслоотделяющую и дополнительную камеры от частиц продукта.

15. Устраните неисправности, замеченные при проведении испытаний.

 

Расчетная часть

Рассчитайте теоретическую производительность маслоотделяющего пресса П_т (кг/с)

(4.4.1)

где А, B, C - константы прямого и обратного потоков; n – частота вращения шнека, с^-1; Δp_max – общий перепад давления по лине шнека (