Сравнительный анализ технологий приготовления сырокопченых колбас

Mи=PmaxD²/32?(1.9-0.7a^-4-1.2a^-2-5.2lna)/(1.3+0.7a^-2);

где а == D/d -- отношение диаметров, которое практически лежит в пределах от 1,8 до 3. Наибольшее напряжение (оно же и эквивалентно):

= 6Mн/тб²;

Витки шнека будут изготовляться из стали 10, для которой допустимое напряжение при изгибе можно принять равным допускаемому напряжению при растяжении, т.е. 130010⁵ Н/м².

Тогда толщина витка шнека из формулы :

=6Mн/тб²;

.

Принимаем

Fв = D(H-);

FB=3,140,34(0,27-0,006)=0,2818 м.²

Развертки винтовых линий по зависимостям (9):

l =;

L = ;

Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага по условию:

Fш = 1/4(DL-dl+H²ln(D+2L)/(d+2l));

где L и l - развертки винтовых линий, соответствующие диаметрам шнека и вала.

Крутящий момент при трех рабочих витках шнека по выражению: Mкр =

0,131n p_max(D³-d³)tgср;

осевое усилие

S = 0/392n(D²-d²) p_max

где n - число рабочих шагов шнека.

М_кр=0,1313,1510⁶(0,34³-0,16³)0,3882=806 Нм,

S=0,3923(0,34²-0,16²)0,1510⁶=6210 Н.

где F- площадь поперечного сечения вала шнека в м²; Wp - полярный момент сопротивления поперечного сечения вала шнека в м³.

Пусть длина шнека равна 30,27=0,81 м.

Ширина витков по зависимости

b=0,5(D-d)

b=0,5(0,34--0,16)=0,09 м.

₀ = 2 - (L - l)/b;

(16)

Длину шнека определим по формуле:

L' = H'/sinD; l' = H? sind ;(17)

Из формулы (18) определим другие параметры: D0= L' /; d0=l'/;

где М - производительность смесителя или мешалки, м³/сек; - длительность цикла вымески или смешивания, с; - коэффициент заполнения объема дежи продукцией.

V=0,000962100,6^-1=0,335 [м³].

;(20)

где z - количество лопастей данного типа; Р - сопротивление, испытываемое одной лопастью, Н; - скорость движения соответствующей лопасти, м/с.

Для перемешивания тестообразных и сыпучих тел сопротивление одной лопасти

P=QF, [H](21),

где Q - соответствующее удельное сопротивление, Н/м²; F- лобовая поверхность лопасти.

По данным Лапшина (для фарша):

Q=Q0+a Н/м² (22),

где Q0 - условное начальное сопротивление, Н/м²; а - постоянный параметр, зависящий от вида фарша.

Для фарша вареных колбас а=40005000, Q0=40008000 H/м²

=R=0,17124=4,1 м/с

F=

Q=15000+100004,1=56000 H/м²

Р=560000,09=5040 Н

N=

Расчёт рабочих параметров шнека фаршемешалки. Известны производительность шнекового устройства П = 0,85 кг/с, коэффициент внутреннего трения продукта f = 0,3, плотность продукта = 1041 кг/м³.

Наружный диаметр шнека D принимаем равным 140 мм, а шаг

Н = 0,8140 = 112 мм.

Предельный диаметр вала шнека

d_пр = ( Н/) tg = ( 0,112/3,14)0,3 = 0,0107 м = 10,7 мм.

Примем диаметр вала шнека равным 60 мм (а = 2,3).

Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека и у вала по зависимостям

_D = arctg [H/(D)]; d = arctg [H/(d)];

_D = arctg [0,112/(3,140,14) ] = 14 ;

_d = arctg [0,112/(3,140,060)] = 31 .

Среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека по равенству

_ср = 0,5( D + d ) = 0,5 (14 + 31 ) = 22,5 .

cos² 22,5 = 0,854; tg 22,5 = 0,414; sin 222,5 = 0,707.

k0 = 1 - (cos² ср - 0,5f sin 2ср) = 1 - (0,854 - 0,50,30,707) = 0,252.

Нм/м.

Витки шнека будут изготовлены из стали 10, для которой допускаемое напряжение при изгибе можно принять равным допускаемому напряжению при растяжении, т.е. 12510⁶ Па. Тогда толщина витка шнека из формулы

_и = 6М/²

Принимаем = 4 мм.

Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага

F_в = D( H ) = 3,14 0,14 (0,112 - 0,004) = 0,0475 м².

l =

L =

l = = 0,219 м;

L = = 0,454 м.

Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага

F_ш =

Fш = = 0,0133

м², что удовлетворяет условиям работы, т.к. Fш Fв.

Крутящий момент при двух рабочих витках шнека

М_кр = 0,131 n pmax (D³ - d³) tg ср

Мкр = 0,13120,210⁶ (0,14³ - 0,06³) 0,414 = 54,84 Нм.

Осевое усилие

S = 0,392 n (D² - d²) pmax

S = 0,3922 (0,14² - 0,06²) 0,210⁶ = 2509 Н.

Нормальное и касательное напряжения вала

_сж = S/F ; = Мкр / Wр,

где F - площадь поперечного сечения вала шнека, м²; Wр - полярный момент сопротивления поперечного сечения вала шнека (Wр ,2 d³).

_сж = 2509353,857 = 887827 Па = 0,9 МПа.

= 54,8423148 = 1 269 444 = 1,3 МПа.

Эквивалентное напряжение

П = 0,125(D² - d²) (Н ) (1 К0) ,

где толщина витка шнека в осевом направлении по наружному диаметру, м; плотность материала, кг/м³; коэффициент заполнения межвиткового пространства; угловая скорость вращения шнека, рад/с.

0,85 = 0,125 (0,14² - 0,06²) (0,112 - 0,004) (1 0,252) 1041;

= 5,06 с^-1 (48 об/мин).

Теперь определим размеры заготовок витков и их число. Пусть длина шнека равна 6112 = 672 мм.

Ширина витков

b = 0,5 (D - d) = 0,04 м = 40 мм.

₀ = 2 -( L - l) / b = 23,14 - (0,454 - 0,219) / 0,04 = 0,405 рад = 23.

мм

.

Практически надо сделать шесть колец - заготовок

Литература

1. Кармас Э. Технология колбасных изделий / Э.Кармас. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 256 с.

2. Рогов И.А. Общая технология мяса и мясопродуктов / И.А. Рогов, А.Г.Забашта, Г.П.Казюлин. - М.: Агропромиздат, 2000. - 563 с.

3. Справочник технолога колбасного производства / И.А.Рогов, А.Г.Забашта, Б.Е.Гутник и др. - М.: Колос, 1993. - 431 с.

4. Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности / А.И. Пелеев. - М.: Агропромиздат, 1963. - 634 с.

5. Технология мяса и мясопродуктов / Л.Т.Алехина, А.С.Большаков и др.; Под ред. И.А.Рогова. - М.: Агропромиздат, 1988. - 576 с.

6. Технологическое оборудование мясокомбинатов / Под ред. С.А.Бредихина. - М.: Агропромиздат, 2000, - 557 с.