Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Развитие мукомольно-крупяной промышленности РБ зависит от многих факторов. Главные из них - состояние мукомольно-крупяного рынка и технический уровень предприятий отрасли.

Мукомольно-крупяной рынок - один из важнейших социально значимых сегментов экономики. С одной стороны на него влияет производство сырья (продовольственного зерна), зависящее от погоды, с другой стороны - производство и потребление круп, хлебобулочных, макаронных и других изделий.

Принципиально важная особенность мукомольно-крупяного рынка заключается в жизненной необходимости и незаменимости хлебобулочных, макаронных изделий, круп, а следовательно, зерна и муки. Эти продукты содержат достаточное количество необходимых питательных веществ и витаминов. Питаясь только продуктами этой группы, человек может прожить долгое время. Именно поэтому среднедушевое потребление муки и хлеба является критерием мировой и национальной продовольственной безопасности.

Анализ продовольственной корзины РБ показал, что хлебопродукты занимают в ней значительное место. Потребление продуктов хлебной группы составляет более 20 % общего рациона питания жителя нашей страны, и эта цифра имеет тенденцию к росту. Потребление других групп продуктов постоянно снижается. Это определяет важность развития мукомольно-крупяного рынка как в количественном, так и в качественном отношении.

1. Обоснование темы курсового проекта

Одной из задач агропромышленного комплекса является борьба с потерями сельскохозяйственной продукции, начиная с периода уборки урожая. Высокое качество зерна обеспечивает его лучшую сохранность, сокращает потери при хранении, повышает производительность перерабатывающих предприятий и увеличивает выход и качество готовой продукции.

Пшеница, как и другие зерновые культурные злаки, поражается многими болезнями, в результате чего снижается урожай и ухудшается его качество. В процессе переработки зерна минеральная пыль и микроорганизмы переходят в готовый продукт, что приводит к его повышенной бактериальной обсемененности. Мука, крупа становятся неустойчивыми при транспортировке и хранении. Причем развитие микрофлоры идет настолько интенсивно, что эти продукты становятся непригодными еще при транспортировке по бактериальным показателям, что не позволяет их использовать при производстве продуктов питания, особенно для детей в возрасте до 1 года. Одной из самых распространенных бактерий для мукомольных и хлебопекарных предприятий является картофельная палочка.

В последние годы зерно перед помолом не моется, а только отволаживается. Поэтому при размоле зерна картофельная палочка попадает в муку. При благоприятных условиях бактерии картофельной палочки быстро размножаются. Оптимальными условиями для развития спор картофельной палочки является температура около 40^оС, наличие влаги, питательной среды, пониженной кислотности. Ее клетки не выдерживают нагревания до 80°С, а споры остаются жизнеспособными при 120°С. Поэтому бактерии при выпечке хлеба погибают, а споры остаются жизнедеятельными.

Кислая среда угнетает развитие бактерий картофельной палочки. Поэтому в ржаном хлебе, который имеет повышенную кислотность, картофельная болезнь развивается реже.

На размножение картофельной палочки значительное влияние оказывает нарушение санитарного и технологического режима хранения и переработки зерна, муки, а также выпечки хлеба и его хранения. В связи с этим большое значение имеет соблюдение требований санитарных и технологических инструкций, действующих в элеваторной, мукомольной и хлебопекарной промышленности, а также в торговле.

При развитии картофельной болезни происходит усиленное размножение бактерий картофельной палочки. В результате под воздействием активных амилаз картофельной палочки в хлебе происходит увеличение количества декстринов, которые придают мякишу липкость. При этом продукты распада белков, образующиеся под действием протеолетических ферментов картофельной палочки, обладают резким специфическим запахом. Пораженный картофельной болезнью хлеб приобретает неприятный специфический запах, имеет липкий мякиш, который при сильном поражении тянется нитями, а затем в середине буханки (батона) появляется черная пустота с сильным гнилостным запахом.

Для предотвращения распространения картофельной болезни необходимо проведение определенных мероприятий во всех звеньях цепи- начиная с почвы, зерна и заканчивая хлебом. Для улучшения состояния зерна, муки, хлеба с целью предотвращения развития картофельной болезни в хлебе необходимо соблюдение мероприятий, предусмотренных "Инструкцией по хранению продовольственного, кормового зерна, маслосемян, муки и крупы", "Правилами по организации и ведению технологического процесса на элеваторах", а также "Правилами организации и ведения технологического процесса на мельницах".

Однако одним из самых эффективных методов, устраняющих указанные недостатки, является использование моечной машины. Моечные машины, помимо устройств для выделения примесей, являются начальным этапом сложной водно-тепловой обработки зерна в процессе гидросепарирования, отлежки, замочки. Проведенная нами разработка режимов на каждом этапе водно-тепловой обработки в целом определяет изменения технологических свойств зерна в заданном направлении.

Основное гидросепарирование зерновой смеси происходит в сплавной камере, где фактически и достигается выделение примесей.

Заключительным этапом работы моечной машины является обезвоживание зерна. В центрифугальной колонке моечной машины происходит отделение влаги в результате совместного действия отжима и подсушивания зерна воздухом.

Моечные машины успешно эксплуатируются на мукомольных предприятиях в Украине и в Российской Федерации и Беларуси. Так, на одной из мельниц производительностью 70 т/сут при очистке зерна на одном сепараторном проходе и на моечной машине достигнуты следующие параметры.

Таблица 1

	До мойки	После мойки
Сорная примесь	0,3	0,02
Зерновая примесь	1,4	-
Битых зерен	1,4	1,0
Проход сита 1,7х20	0,8	0,4
Влажность	11,4	16,2

Снижение зольности 0,03%. Расход воды 500...750 литров на 1 т зерна в зависимости от засоренности зерна. Степень увлажнения 2...6% регулируется передвижением загрузочного патрубка. Давление воды до 2 атм. Производительность одношнековой машины до 3,7 т/ч.

Применение моечной машины позволяет сократить набор зерноочистительных машин, отпадает необходимость в камнеотборнике, триере, аспираторе, втором сепараторном проходе. При этом выход муки высшего сорта оставляет 70...72% при стандартной белизне и зольности муки. Применение моечной машины снижает капитальные и эксплуатационные затраты.

Таблица 2

	Без мойки	С мойкой
Расход электроэнергии, кВт/ч	22,0	11,0
Стоимость оборудования, грн.	79000	18900
Расход воздуха, м3/ч	10000	-
Расход воды, л/т зерна	-	700

2. Технологический процесс производства круп

Крупа -- это важный продукт питания, обладающий высокой пищевой ценностью. В крупе содержатся незаменимые аминокислоты, витамины, минеральные соли. Крупы широко используются в кулинарии для приготовления разнообразных первых и вторых блюд, а в пищевой промышленности -- для производства консервов и пищевых концентратов.

Химический состав крупы зависит от вида зерна и технологии производства. В крупах содержится от 60 до 85% углеводов. Углеводы круп -- это в основном крахмал, небольшое количество Сахаров и клетчатки. От свойств и количества крахмала зависят увеличение объема круп при варке, консистенция каш. Наибольшим содержанием крахмала отличаются крупы из риса, пшеницы, кукурузы.

Процесс производства крупы можно разделить на два этапа: подготовка зерна к переработке и непосредственно получение крупы.

При подготовке к переработке зерно очищают от органических и минеральных примесей, семян сорных растений, дефектных и мелких семян основной культуры.

Содержащиеся в зерновой массе примеси ухудшают качество вырабатываемой муки, могут быть причиной поломки рабочих органов машин, поэтому при подготовке зерна к помолу необходимо удалить основное количество примесей, используя их отличия от зерна в физических свойствах.

Крупу после увлажнения и темперирования загружают в варочный аппарат из расчета 800 кг при стандартной влажности 15 %. Варка кукурузной крупы из кремнистого зерна в сахарно-солевом растворе продолжается 2 ч, из зубовидного зерна -- 1,5, пшеничной крупы -- 1,5 ч с момента достижения давления в аппарате 0,15 МПа.

В процессе варки пищевые вещества крупы претерпевают большие изменения. Крахмал клейстеризуется и частично декстрини-зируется. Клейстеризация происходит со значительным поглощением крахмалом воды и приводит к большому увеличению в крупе растворимых веществ. Белковые вещества коагулируют, выделяя при этом влагу. Клейстеризация крахмала и коагуляция белковых веществ повышают усвояемость продукта организмом человека.

Цвет крупы изменяется от светло-коричневого до темно-коричневого. Интенсивность цвета крупы зависит от присутствия в ней меланоидинов, которые образуются вследствие взаимодействия моносахаров и аминокислот. Меланоидины придают крупе специфический привкус. Излишнее их образование нежелательно, так как меланоидины не усваиваются организмом. Поэтому интенсивный темно-коричневый цвет крупы не является показателем ее готовности. Причиной темной окраски крупы является несоблюдение режима варки.

В сваренной крупе не должно быть комьев, затрудняющих дальнейшие технологические операции. Комья образуются в случае, если крупу сразу выгружают из варочного аппарата, так как после остывания она комкуется. Чтобы избежать образования комьев, после спуска из варочного аппарата пара крупу выгружают на испарительную чашу, затем скребковым механизмом, который разбивает образовавшиеся комья, ее направляют на транспортер сушилки. Во время обработки крупы на испарительной чаше происходит выделение пара, который отводят, устраивая над чашей специальный зонт.

При сушке на ленточных сушилках удаление влаги из крупы производится на ленточном транспортере, забирающем крупу сразу из-под варочных аппаратов. Комья разбиваются устанавливаемым в конце ленты механизмом для дробления, который состоит из двух вращающихся валов с насаженными на них штырями. Остывая на испарительной чаше или транспортере, крупа теряет 1,5...2 % влаги и не образует комьев.

Избежать образования комьев после варки можно продувкой сваренной крупы в варочном аппарате сжатым воздухом. По окончании варки, после выпуска пара из варочного аппарата, не прекращая его вращения, крупу продувают сжатым воздухом в течение 10... 12 мин, который подают в аппарат под давлением 0,3...0,4МПа.

Отработанный воздух вместе с захваченными им парами воды выбрасывается по специальному трубопроводу в атмосферу. Крупа, обработанная сжатым воздухом, также теряет способность образовывать комья. При этом ее влажность снижается примерно на 2%.

На конвейерных сушилках температуру теплоносителя (горячего воздуха) устанавливают при сушке кукурузной крупы 80...85 С, пшеничной -- 60...80°С. Снижение температуры теплоносителя ведет к удлинению процесса сушки. Крупу для хлопьев сушат до содержания влаги 18 %.

После сушки крупу охлаждают на последней ленте сушилки, подавая под нее холодный воздух, иначе на следующем технологическом процессе она слежится в комья, которые трудно будет разбить.

После отлежки крупу просеивают на бурате, отбирая образовавшиеся комочки, которые дробят и присоединяют к просеянной крупе. После этого крупу подогревают и увлажняют острым паром при давлении 1 МПа, доводя влажность пшеничной крупы до 18...20, кукурузной -- до 20...22%.

Если крупа поступает на плющение с меньшим содержанием влаги, то получается много крошки и мучели; крупа с большей влажностью «замазывает» валки и хлопья рвутся -- готовые хлопья имеют внешний вид, не соответствующий техническим требованиям.

Крупу пропаривают в шнековом пропаривателе с паровой рубашкой. Внутри пропаривателя расположен шнек для горизонтального перемещения продукта. Продукт поступает в шнек и в связи с небольшим шагом винта медленно передвигается от приема к выходу. При передвижении продукт встречает струю пара и увлажняется. Чтобы острый пар, попадая на днище пропаривателя, не конденсировался, в паровую рубашку также подают пар.

Пропаренная крупа поступает на плющение. Для плющения применяется двухвалковая плющилка, состоящая из двух параллельно расположенных валков, находящихся в одной горизонтальной плоскости, питающего валика, приемного ковша и съемных ножей для снятия налипших на основные валки хлопьев.

Для плющения варено-сушеную пропаренную крупу подают в приемный ковш. Она захватывается питающим валиком и равномерно распределяется между двумя вращающимися гладкими валками, которыми расплющивается на тонкие лепестки. Толщина лепестков регулируется шириной щели между валками. Продукция лучшего качества получается при обжаривании сырых хлопьев толщиной 0,25...0,5 мм.

Расплющенная крупа из плющилки поступает на инспектирование на ленточные транспортеры для отделения мелочи.

Сваренные до готовности крупы (зернобобовые) направляют на сушку.

Вареные крупы - перловую, пшеничную, овсяную, кукурузную, предназначенные для производства быстроразваривающихся концентратов методом плющения, подсушивают до влажности 22-26% и затем плющат на вальцовом станке с гладкими валками, с зазором между ними 1-2 мм и дифференциалом 1: 1. Величину зазора устанавливают так, чтобы ткань зерен после валков была нарушена, но зерно не превращалось бы в мучку (мелкую крупку).

Расплющенную крупу (зернобобовые) досушивают до 9,5- 10%. Остальные крупы, которые в производстве концентратов не плющат, сушат сразу до 9,5-10%.

Сушку крупы и зернобобовых после варки можно осуществлять в сушилках различных конструкций. Наиболее совершенными являются конвейерные сушилки типа ПК.С и СПК и сушилки ВИС-42-Д. До настоящего времени для этих целей применяются также сушилки «Эврика», хотя они очень неудобны в обслуживании.

Перспективными следует считать сушилки с «кипящим слоем» и аэрофонтанные, над внедрением которых в пищеконцен-тратную промышленность работают многие научно-исследовательские институты.

Сушка вареных круп и зернобобовых - сложный физико-химический процесс, определяющий качество готовых пищевых концентратов.

При рассмотрении процесса варки круп отмечалось, что крахмал при варке клейстеризуется, это сопровождается его набуханием. В процессе сушки вода, поглощенная крахмалом, удаляется, что приводит к ретроградации амилозы и переходу в гель пептизированного амилопектина; частицы крахмала сближаются и уплотняются.

На это указывает снижение растворимых веществ в крупах во время сушки.

Однако высушенные крупы не теряют способности набухать и развариваются значительно лучше, чем исходные крупы - сырье. Это очевидно происходит потому, что полностью структура пептизированного крахмала не восстанавливается. Особенно это заметно на крупах, подвергнутых гидротермической обработке методом гидратации.

Технологически важно, чтобы способность быстро набухать и развариваться в высушенных крупах сохранилась как можно лучше. Поэтому процесс сушки должен строиться так, чтобы эта способность оставалась достаточно высокой.

Как известно, процесс сушки может быть разбит на два основных периода: первый - период постоянной скорости сушки и второй - период падающей скорости сушки.

Начальные стадии технологического процесса производства варено-сушеных круп выполняются при помощи комплексов оборудования для хранения, транспортирования и подготовки к производству крупы, воды, соли, жира и других видов сырья. Для хранения сырья используют металлические и железобетонные емкости и бункера. На небольших предприятиях применяют механическое транспортирование крупы погрузчиками, нориями, цепными и винтовыми конвейерами. На крупных предприятиях используют системы пневматического транспорта крупы. Жидкие полуфабрикаты перекачиваются насосами. Подготовку сырья осуществляют при помощи просеивателей, смесителей, магнитных улавливателей, фильтров и вспомогательного оборудования. Ведущий комплекс линии состоит из варочных аппаратов, сушилок. В состав этого комплекса входят дозаторы крупы, воды и жидких полуфабрикатов, смесильные установки, варочные и сушильные агрегаты.

Следующий комплекс линии включает оборудование для темперирования, дозирования и смешивания рецептурных компонентов.

Завершающий комплекс оборудования линии обеспечивает упаковывание, хранение и транспортирование готовых изделий. Он содержит фасовочно-упаковочные машины и оборудование экспедиций и складов готовой продукции.

Машинно-аппаратурная схема линии производства круп, не требующих варки, приведена на рисунке 1.

Устройство и принцип действия линии. Крупу очищают от посторонних примесей на зерновом сепараторе 1 и от легковесных примесей на дуаспираторе 2, затем пропускают через магнитную колонку 3 для освобождения от металлических примесей с подъемной силой магнитных скоб не менее 117,6 Н.

На сепараторе в зависимости от вида перерабатываемой крупы устанавливают штампованные сита с круглыми или продолговатыми отверстиями.



Рисунок 1 - Машинно-аппаратурная схема линии производства круп

На приемном сите отделяются крупные грубые примеси (солома, камни, щепа и т.п.), на сортировочном - зерновые и другие примеси крупнее зерна. Проходом через сходовое сито отделяются примеси мельче зерна.

Очищенная крупа поступает в бункер 4. По мере необходимости ее направляют из бункера через автоматические весы 5 в подвесной бункер 6 над моечной машиной 7. Автоматические весы сблокированы со счетным механизмом, и после отсчета заданного количества отвесов прекращается подача крупы в подвесной бункер. Для окончательной очистки от загрязнений крупу и зернобобовые моют на зерномоечной машине, где удаляют с их поверхности грязь, мучель, пыль, отделяют семена дикорастущих растений, лузгу, органический сор, необрушенные зерна. Для мойки круп используют обычную питьевую (водопроводную) воду. Пшено моют водой, нагретой до 45 °С, рис при приготовлении крупы, не требующей варки, - до 40 °С. Влажность вымытых круп составляет, %: пшено - 25, рисовая крупа - 27, остальные крупы и лущеный горох - 20. Вода, смачивая крупу, способствует также ее равномерному увлажнению, что очень важно для гидротермической обработки. Скорость увлажнения крупы при мойке зависит от ряда факторов: вида крупы, температуры моющей воды, продолжительности процесса и т. п.

После мойки в непрерывно работающей моечной машине 7 крупу собирают в резервном бункере 8. Варка крупы осуществляется в варочном аппарате 10, куда добавляют через мерник-дозатор 9 необходимое количество воды. Крупы и зернобобовые варят паром под давлением 0,15…0,20 МПа в присутствии воды в течение 30…45 мин. Количество подаваемой воды обусловливает степень гидратации крупы. При варке наблюдается слипаемость круп, что затрудняет их дальнейшую технологическую обработку. Поэтому при гидротермической обработке круп рекомендуется применение растительных фосфатидов, которые препятствуют слипанию и комкообразованию, что позволяет вести гидротермическую обработку крупы до полной клейстеризации крахмала. Фосфатиды закладывают в варочный аппарат предварительно растворенными в гидрожире, нагретом до 40…55 °С. При загрузке 800 кг крупы в варочный аппарат добавляют 1,6 кг фосфатидов и 4,8 кг жира. Во избежание чрезмерной пептизации крахмала при гидротермической обработке в варочный аппарат перед началом варки вводят стабилизатор, предотвращающий чрезмерное набухание и стабилизирующий стенки крахмальных зерен крупы. В качестве стабилизатора рекомендуется применять раствор поваренной соли (19,5…20 % к массе крупы).

Сваренную до готовности крупу передают на сборный конвейер 11, которым она направляется в бункер-рыхлитель 12 и оттуда для подсушки до влажности 25…27 % - в сушилку 13. Подсушенную крупу плющат на вальцовом (плющильном) станке 14 с рифлеными валками.

Влажность гречневой крупы перед плющением должна быть 23 %, перловой и пшеничной - 18…22 %. Степень плющения крупы после предварительной подсушки влияет на длительность восстанавливаемости готового продукта при его оводнении. Чтобы повысить степень деформации крупинки во время плющения, следует применять рифленые валки. Зазор между валками с одинаковой частотой вращения для гречневой крупы устанавливают равным 0,4…0,5 мм, для перловой и пшеничной - 0,3…0,4 мм.

Крупу досушивают в сушилке 15 при температуре сушильного агента 120 °С до влажности 9,0…9,5 %. Для подсушки крупы до плющения и ее досушки после плющения применяются ленточные конвейерные сушилки.

Высушенную крупу освобождают от комочков и случайных примесей на крупосортировке 16, очищают от металлических примесей на магнитном сепараторе 17 и резервируют в бункерах 18. Затем крупу направляют на следующий процесс или, если крупа предназначена для другого предприятия, упаковывают в пакеты из крафт-бумаги.

3. Обзор конструкций моечных машин

Машина А1-БМШ предназначена для мокрого шелушения зерна пшеницы и ржи при подготовке его к помолу. Машина предназначена для установки в зерноочистительных отделениях мельниц в составе комплектного оборудования. Машина мокрого шелушения предназначена для мойки зерна, его отжима и шелушения.

Зерно равномерно подается в нижнюю часть машины через приемный патрубок, одновременно в приемный патрубок подается вода из водопроводной сети. Зерно подхватывается гонками и поднимается вверх, последовательно проходя зону мойки, зону отжима, шелушения и камеру выброса продукта. Зерно в момент подъема, под действием центробежной силы отбрасывается от поверхности решетного цилиндра. В результате трения зерновых между собой и о поверхность решета происходит очистка поверхности зерна от надорванных оболочек и частично от зародыша и бородки. При этом с поверхности зерна удаляется избыточная влага.

Машина А1-БМШ предназначена для мокрого шелушения зерна пшеницы и ржи при подготовке его к помолу. Машина предназначена для установки в зерноочистительных отделениях мельниц в составе комплектного оборудования. Машина мокрого шелушения предназначена для мойки зерна, его отжима и шелушения.

Зерно равномерно подается в нижнюю часть машины через приемный патрубок, одновременно в приемный патрубок подается вода из водопроводной сети. Зерно подхватывается гонками и поднимается вверх, последовательно проходя зону мойки, зону отжима, шелушения и камеру выброса продукта. Зерно в момент подъема, под действием центробежной силы отбрасывается от поверхности решетного цилиндра. В результате трения зерновых между собой и о поверхность решета происходит очистка поверхности зерна от надорванных оболочек и частично от зародыша и бородки. При этом с поверхности зерна удаляется избыточная влага.

Основной рабочий орган машины - бичевой ротор 9 и ситовой цилиндр 6. Зерно поступает в машину через приёмный патрубок 5, а вода через ротаметр 3 и трубопровод 2. Зерно подхватывается гонками 11 и поднимается вверх, последовательно проходя зоны мойки, отжима и шелушения. После обработки лопатки верхней части корпуса 14 выводят очищенное зерно в патрубок 13. В процессе обработки зерно многократно отбрасывается гонками 11 и ударяется о внутреннюю поверхность ситового цилиндра 6. В результате ударного воздействия бичей 10, гонков 11, интенсивного взаимного трения и трения зёрен о ситовую поверхность происходит очистка зерна от минерального загрязнения, надорванных оболочек, частиц зародыша и бородки.

Рисунок 2 - Схема моечной машины А1-БМШ

1-привод; 2-трубопровод для воды; 3-ротаметр; 4-командный аппарат; 5- приёмный патрубок; 6-ситовой цилиндр; 7, 8-соответственно внешний и внутренний конусы; 9-бичевой ротор; 10-бич; 11-гонок; 12-корпус; 13-выпускной патрубок; 14-лопатки; 15-вентиль;16 - кольцевая форсунка.

С поверхности зерна удаляется избыточная влага. Отходы проходят через чешуйчатое сито 6 и падают вниз, а частицы, осевшие на внешней поверхности сита и корпуса, периодически смываются водой и выводятся вместе с основной массой отходов через кольцевой канал между конусами 7 и 8.Периодичность подачи воды на смыв обеспечивается командным аппаратом 4. Отработавшая (загрязнённая) вода из моечной зоны выпускается через внутренний конус 8. Количество подаваемой в машину воды регулируется вентилем 15, а контролируется ротаметром 3.

Машина А1-БМШ представляет собой разборную металлическую конструкцию (рисунок 2). Корпус 9 и траверса 6, выполненные из чугуна и скрепленные между собой тремя пустотелыми металлическими стойками 11, образуют станину машины. К траверсе болтами прикреплена крышка 19, которая вместе с траверсой образует кольцевой канал. Через него продукт выгружается из машины.

Один из основных рабочих органов машины - ротор 15, состоящий из вала и пяти розеток. К ним болтами прикреплены десять бичей, скрепленных внизу стальным кольцом. На каждом биче находится 15 тонкое, каждый из которых расположен по углом 40° к горизонтали. Гонки четырех нижних рядов выполнены из нержавеющей стали, остальные - из стали Ст. 45. Вверху на пяти бичах расположены чугунные гонки, которые отбрасывают зерно в выпускной патрубок. На нижних гонках прикреплены регулируемые пластины, а на двух нижних розетках - по пять дополнительных гонков, которые отбрасывают зерно из центра машины в рабочую зону.

Нижняя часть ротора на высоте 300 мм расположена в кольцевом канале (между стенками внутреннего и среднего цилиндров корпуса машины), образующем моющую зону. Вал ротора вращается в верхнем 18 и нижнем 12 подшипниковых узлах. Корпуса последних прикреплены к верхней крышке и основанию корпуса. После сборки ротор балансируют, допускаемый дисбаланс 10 г?м.

Ротор приводится в движение электродвигателем 16 с помощью клиноременной передачи 17. Электродвигатель установлен на сварной плите, шарнирно закрепленной на кронштейне крышки. Натяжение ремней обеспечивают натяжными винтами и поворотом плиты.

Ситовой цилиндр 14 состоит из двух половин, соединенных болтами через две регулировочные планки. Его устанавливают так, чтобы выходная часть чешуйчатых отверстий размером 1,1х10 мм была обращена по направлению вращения ротора. Снаружи зона расположения ситового цилиндра закрыта кожухом. В свободное пространство попадают оболочки зерна и отработанная вода, которые затем удаляются из машины.

С поверхности ситового цилиндра 14 и кожуха проходовые частицы удаляются смывающим устройством. Оно состоит из трубчатого пластмассового кольца 20 с двумя рядами отверстий, мембранного вентиля 4 с электромагнитным приводом, фильтра 2 и запорного вентиля 1. Периодичность и продолжительность включения воды для смыва устанавливают с помощью прибора 5.

Принцип действия машины заключается в следующем. Зерно через приемный патрубок 10 равномерно подается в моющую зону машины. Одновременно поступает вода. Ее расход контролируют ротаметром 8. Зерно, поданное в нижнюю часть машины, подхватывается гонками и поднимается вверх, проходя зону мойки, отжима и шелушения, камеру выброса. Уровень воды в зоне мойки изменяют постановкой съемной крышки с отверстиями. Избыток воды из моющей зоны отводится через верхний край среднего цилиндра или через отверстия съемной крышки. Зерно в момент подъема под действием центробежной силы, создаваемой ротором, отбрасывается к поверхности ситового цилиндра.

В результате трения зерновок между собой и о чешуйчатое сито поверхность зерна очищается от надорванных оболочек и частично от зародыша и бородки, при этом с поверхности зерна удаляется избыточная влага.

Проходовые частицы, пройдя через отверстия в ситовом цилиндре, падают вниз. Частицы, осевшие на внешней поверхности кожуха, периодически смываются водой и вместе с основной массой отходов через кольцевой конусный канал выводятся из машины.

Пуск машины проводят дистанционно с центрального пульта управления. При необходимости аварийной остановки или для выполнения работ по наладке и регулированию можно остановить и запустить машину с помощью индивидуального кнопочного поста управления.

В корпусе машины (в зоне мойки) устанавливают дверцу с решеткой. Подачу воды в зону увлажнения и мойки регулируют с помощью вентиля перед ротаметром. При этом положение поплавка на шкале ротаметра должно соответствовать фактическому расходу воды. После этого открывают вентиль подачи воды на смывающее устройство. Включение мембранного вентиля происходит автоматически после включения привода в работу. После пуска машины и работы на холостом ходу подают зерно, постепенно увеличивая нагрузку до номинального значения.

Во время работы машины под нагрузкой проверяют влажность зерна. Она должна возрасти по сравнению с первоначальным значением на 1,5-2,0%. Если увеличение влажности превышает указанные значения, в корпусе устанавливают дверцу без отверстий.

При эксплуатации машины необходимо обеспечить равномерную подачу зерна, постоянство расхода воды, надежную работу смывающего устройства, герметичность соединений, рабочее состояние гидравлического фильтра. В процессе эксплуатации не реже одного раза в месяц машину подвергают периодическому осмотру и устраняют отмеченные неисправности.

Технические характеристики машины А1-БМШ

Производительность, т/ч 5-6

Снижение зольности, % 0,03-0,04

Увеличение содержания битых зерен, % 1,0

Расход воды, л/ч, на:

мойку 1200

смывание оболочистых частиц 500

Размеры ситового цилиндра, мм:

диаметр 300

высота 900

Зазор между гонками и ситовым цилиндром, мм 13-16

Частота вращения ротора, об/мин:

машины 440

электродвигателя 960

Мощность электродвигателя, кВт 11

Нагрузка на сито, т/(ч м') 7,7

Габариты, мм:

длина 1900

ширина 1400

высота 2350

Рисунок 3 Машина А1-БМШ

Машина для увлажнения зерна марки А1-БШУ-2 предназначена для интенсивного увлажнения зерна пшеницы при подготовке его к помолу. Машина устанавливается в схемах зерноочистительных отделений мельниц перед отлежными закромами.

Машину А1-БШУ-2 применяют на этапе основного увлажнения, а А1-БШУ-1 - на этапе доувлажнения перед подачей зерна в размольное отделение.

При поступление зерна в индикатор 2 отклоняется поворотная заслонка и замыкает электрическую цепь электромагнитного вентиля 6, который открывает подачу воды в машину. Зерно и вода, поступившие в рабочую зону (в кольцевое пространство между ротором и корпусом) смешиваются и в результате ударного воздействия бичей 9 и гонков 10,а также интенсивного трения зерна между собой (последнее обеспечивается различным наклоном гонков 10) происходит сорбция влаги поверхностью зерна и одновременное транспортирование вдоль машины. Выпуск увлажнённого зерна происходит через патрубок 8. Привод ротора осуществляется от электродвигателя через клиноремённую передачу. Корпус 12, в который помещён ротор, выполнен разъёмным, что обеспечивает хороший доступ к рабочим органам машины. Технологическая эффективность (степень увлажнения) существенно зависит от частоты вращения ротора, количества бичей и их расположения на роторе.

Рисунок 4 - Схема машины А1-БШУ:

1-привод; 2-индикатор наличия зерна; 3-трубопровод для подачи воды; 4-ротаметр; 5-фильтр; 6-электровентиль; 7-вентиль; 8-выпускной патрубок; 9-бич; 10-гонок; 11-вал пустотелый; 12-корпус.



Рисунок 5 - Ротор машины А1-БШУ:

1,7-цапфы; 2,5-бичи; 3-труба; 4-шпилька; 6,8-гонки.

ММЗ-500- предназначена для операции мойки зерна пшеницы. Машина непрерывного действия.

Таблица 3

Технические характеристики	ММЗ-500
Производительность, не менее, кг/ч	500
Расход воды, л/мин., не более	16,7
Мощность электродвигателя, кВт	0,25
Напряжение сети, В	380
Габаритные размеры, мм	1300х730х1350
Масса, кг, не более	60

4. Расчет и описание конструкторской части

4.1 Расчет шнека

Из опыта работы многих шнековых устройств известно, что под действием винтовой поверхности шнека транспортируемый материал движется не параллельно его оси, а винтообразно с переменной скоростью в осевом и радиальном направлениях в зависимости от расстояния частиц материала до оси шнека, от коэффициента трения и величины противодавления.

Так как углы подъема винтовых линий правильной винтовой поверхности шнека изменяются, увеличиваясь от периферии к центру шнека, то осевое перемещение частиц материала, расположенных в радиальном направлении, будет неодинаковым.

Для практических расчетов достаточно принимать среднее арифметическое значение углов подъема винтовых линий на периферии б_D и б_d вала шнека, т. е.

	(4.1)

Здесь

	(4.2)

где H - шаг витков шнека, м

D и d - диаметры шнека и вала шнека, м.

Шаг винтовой линии шнека выбирается равным (0,7-0,8)D

Снижение перемещения частиц продукта в осевом направлении можно учесть коэффициентом отставания:

	(4.3)

где f=tgц - коэффициент трения (ц - угол трения).

Диаметр вала шнека должен быть больше предельного, определяемого из условия:

	(4.4)

Производительность шнекового устройства определяется произведением полезно заполненного одношагового межвиткового объема в пределах плоского угла в один радиан на угловую скорость вращения шнека:

	(4.5)

где д -- толщина витка шнека в осевом направлении по наружному диаметру, м

с -- плотность материала, кг/м³

ш -- коэффициент заполнения межвиткового пространства;

щ -- угловая скорость вращения шнека, рад/с.

При заданной производительности по уравнению (4.5) можно определить параметры шнека.

Если формуемый или прессуемый материал является пластично-вязким и обладает адгезией, то в качестве коэффициента трения берется коэффициент внутреннего трения, определяемый из условия связи частиц между собой при сдвиге слоев материала.

Для получения максимальной производительности шнекового устройства необходимо принимать небольшие значения углов подъема винтовых линий шнека (не более 10°). В противном случае может произойти отрыв материала от внутренней поверхности корпуса устройства из-за преобладающих винтовых поверхностей шнека, между которыми находится продукт.

Для снижения опасности проворачивания транспортируемого материала на внутренней поверхности корпуса устройства устанавливают ребра или делают углубления, располагая их в осевой направлении или в направлении винтовой линии. Площади внутренней цилиндрической поверхности корпуса шнеко-вого устройства и одной стороны поверхности шнекового витка на длине одного шага шнека можно определить по выражениям:

	(4.6)
	(4.7)

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

Крутящий момент на валу шнека и осевое усилие можно определить по выражениям:

	(4.8)
	(4.9)

где п -- число рабочих шагов (витков) шнека,

Р_max-- максимальное давление, развиваемое шнеком, Па.

Максимальное давление может быть задано по технологическому процессу, а также определено путем приравнивания удерживающего момента массы материала, увлекаемого во вращение рабочими витками шнека, крутящему моменту шнека.

Зная крутящий момент на валу шнека и осевое усилие, находят соответствующие им нормальное и касательное напряжения в опасном сечении вала шнека в зоне питания:

	(4.10)
	(4.11)

где F-- площадь поперечного сечения вала шнека, м²,

W_p -- полярный момент сопротивления поперечного сечения вала шнека, м³.

Эквивалентное напряжение по теории наибольших касательных напряжений определяют по формуле:

	(4.12)

Последний виток шнека, выходящий в прессовую камеру, находится под действием максимального давления. Этот виток следует рассчитать на прочность.

С небольшим допущением один виток можно представить как кольцевую пластинку, защемленную по внутреннему контуру в теле вала шнека. В этом случае наибольший изгибающий момент на внутреннем контуре такой пластинки, выполненной из стали

	(4.13)

а наибольшее напряжение (оно же эквивалентное)

	(4.14)

где а = D/d -- отношение диаметров шнека и вала.

Шнеки можно изготовлять литыми, точеными, сварными и паяными. В индивидуальном производстве чаще всего шнеки изготовляют сварными, причем винтовую поверхность (перо) шнека составляют из отдельных элементов -- вырезанных разомкнутых и выгнутых колец.

Для изготовления шнека диаметром D с заданным диаметром вала d и шагом Н необходимо изготовить кольца с наружным диаметром D_o, внутренним диаметром d_o и разомкнутыми на угол выреза б₀ (рисунок 4.1).

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вначале определяют ширину винтовой поверхности и длины винтовых линий l и L в пределах одного шага шнека:

	(4.15)
	(4.16)
	(4.17)

Затем определяют угол выреза:

	(4.18)

И, наконец, диаметры кольца:

	(4.19)
	(4.20)

Кольца можно изготовлять также без выреза. Таких колец-заготовок для выполнения шнека заданной длины надо меньше, чем колец с углом выреза б₀, т. к. одно такое кольцо образует винтовую поверхность на длине шнека:

	(4.21)

которая, как видно из этого выражения, несколько больше шага шнека.

Определяем шаг витков шнека:

Н=0,8?0,4=0,32,м

Предельный диаметр вала шнека определим из условия (4.4)

По конструктивным особенностям машин для мойки зерна принимаем диаметр вала сплошного шнека d равным 60 мм.

Тогда соотношение диаметров шнека и вала

Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека б₀ и у вала б_В определим по формулам (4.2):

Определим среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека по формуле (4.1):

Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении найдем по формуле (4.3):

Определим удельный изгибающий момент в витке шнека по внутреннему контуру (т.е. у вала) по формуле (4.13):

Для изготовления витков шнека используем сталь 30Г. Для стали 30Г допускаемое напряжение при изгибе принимаем равным 125?10⁶ Па (допускаемое напряжение при изгибе принимаем равным допускаемому напряжению при растяжении).

Толщину витка шнека определим по формуле (4.14):

Принимаем д=5,мм.

Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага определим по формуле (4.6):

Длины разверток винтовых линий, соответствующие диаметрам вала шнека L, определим по формулам (4.16) и (4.17):

Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага определим по формуле (4.7):

что удовлетворяет условиям работы, так как F_Ш<F_В.

4.2 Прочностной расчет вала

Крутящий момент при 10 рабочих витках шнека определим по формуле (4.8):

Осевое усилие определяем по формуле (4.9):

Нормальные и касательные напряжения в опасном сечении вала шнека определим по формулам (4.10) и (4.11):

Эквивалентное напряжение находим по формуле (4.12):

В качестве материала для изготовления вала шнека использовать сталь Ст5, то эквивалентное напряжение находится в пределах допустимого напряжения.

Из выражения (4.5) определим угловую скорость шнека. При этом коэффициент заполнения межвиткового пространства ш принимаем равным единице.

Определим размеры витков и их число.

Пусть длина шнека

Ширину витков определяем по формуле (4.15):

Угол выреза в кольце-заготовке вычислим по формуле (4.18):

Диаметры колец шнека определим по формулам (4.19) и (4.20):

Если изготовить кольцо-заготовку без углового выреза, то оно расположится на длине шнека, определяемой по формуле (4.21):

Число колец-заготовок без углового выреза:

т.е. практически необходимо изготовить 30 колец.

4.3 Расчет корпуса

Корпус служит для размещения шнека.

Толщина стенки и основания корпуса принимаем одинаковыми и рассчитываем:

, (4.21)

где М_кр- вращающий момент на валу шнека, Н•м.

.

Принимаем толщину стенок 3 мм.

4.4 Расчет привода

Частота вращения рабочего органа составляет 12 об/мин.

Определяем общее передаточное отношение:

; (4.22)

Принимаем передаточное число ременной передачи .

Передаточное отношение двухступенчатого цилиндрического редуктора будет равно

Определим кинематические характеристики на валах:

Вал I: двигатель АИР112МВ8

мощность на валу ;

частота вращения вала ;

угловая скорость

крутящий момент на валу

(4.23)

Вал II:

частота вращения

угловая скорость

крутящий момент на валу

;

где, - КПД червячной передачи.

мощность

Вал III:

частота вращения

угловая скорость

крутящий момент на валу

;

где, - КПД зубчатой передачи.

- КПД муфты.

мощность

5. Техника безопасности при эксплуатации

Перед началом работы оператор линии обязан пройти инструктаж и расписаться в журнале по технике безопасности.

Вокруг установки запрещается загромождать проходы. Перед началом работы необходимо внимательно изучить руководство по эксплуатации оборудования, внимательно осмотреть аппарат, чтобы убедиться в отсутствии посторонних предметов в рабочих камерах, проверить надежность заземления и наличие электроизоляционного коврика.

О замеченных недостатках или неисправностях оборудования оператор должен немедленно поставить в известность мастера участка.

В случае получения термического ожога следует промыть обожженное место 3 раствором марганцовокислого калия, 96 раствором этилового спирта или присыпать гидрокарбонатом натрия.

В случае пореза рану надо обработать раствором йода или другим заменяющим его средством, забинтовать или заклеить лейкопластырем.

В случае прикосновения человека к токоведущим частям необходимо освободить его от действия.

Наиболее надежным мероприятием является отключение электроустановки от источника питания. Если быстро снять напряжение с электроустановки невозможно, то пострадавшего следует оттянуть от токоведущих частей. При напряжении электроустановки до 1000В допускается оттягивать пострадавшего, взявшись за его одежду. Однако, для того, чтобы оказывающий помощь сам не оказался под напряжением (в случае прикосновения к телу пострадавшего или к его сырой одежде) он должен предварительно изолировать свои руки. Для изоляции рук можно использовать диэлектрические перчатки, шарф, рукавицы и т.п. Оказывающий помощь может также изолировать себя от пола, предварительно положив под ноги сухую доску, резиновый коврик или даже собственную одежду.

После освобождения пострадавшего от действия тока ему следует оказать первую доврачебную помощь и одновременно принять меры для вызова врача.

Станину, электродвигатель и магнитный пускатель необходимо надежно заземлить. Приводные ремни и шкивы должны быть ограждены.

К работе на автомате допускаются только работники, прошедшие технический минимум и хорошо изучившие правила техники безопасности.

моечная машина крупа

Заключение

В курсовом проекте описан технологический процесс производства круп. Приведен обзор конструкций моечных машин.

Расчетная часть курсового проекта содержит конструктивные расчеты шнека, корпуса и привода, на основании которых выполнена графическая часть работы, представленная на чертежах: 1,5 формата А1 - сборочный чертеж; 1,25 формата А1 - деталировка основных единиц, 1 лист формата А3 - кинематическая схема установки.

Отдельный раздел пояснительной записки посвящен технике безопасности при эксплуатации машин на производственных участках перерабатывающих предприятий.

Список использованных источников

1. Методические указания по выполнению курсового проекта «Основы расчета и САПР машин и аппаратов» для студентов специальности 1-74 06 02 «Техническое обеспечение процессов хранения и переработки сельскохозяйственной продукции», Минск: БГАТУ, 2007.

2. Антипов С.Т., Груданов В.Я., Панфилов В.А. и др. Машины и аппараты пищевых производств 3 тома [текст]: Учебник/С.Т.Антипов, В.Я. Груданов, В.А. Панфилов. - Минск: БГУ, 2006г.-2231с.

3. Арсеньев Т.П. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептура. Т.2. Масло. - СПб: ГИОРД, 2003 - 184с.

4. Крусь Г.Н. и др. Технология молока и молочных продуктов/ Г.П. Крусь, А.Р. Храмцов, З.В. Волокитина, С.В. Карпычев; Под ред. А.М. Шалыгиной. - М.; КолосС, 2004. - 455с.

5. «Справочник по монтажу технологического оборудования молочной промышленности».- М.: Пищевая промышленность, 1969.

6. Лукьянов Н.Я., Барановский Н. В. «Оборудование предприятий молочной промышленности». - М.: Пищевая промышленность, 1968.

7. Притыко В.П., Лунгрен В.Г. «Машины и аппараты молочной промышленности». - М.: Пищевая промышленность, 1979.

8. «Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности». Сурков и др. Учебник для вузов. - М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1983.

Размещено на Allbest.ru