Оборудование пищевых производств. Основные понятия (лекция 2)

1.

Лекция 2
основные понятия

2. Классификация механического оборудования

Механическое оборудование предприятий пищевой
промышленности относится к классу технологических машин.
Механическое оборудование предназначено для выполнения
технологических операций по первичной переработке пищевых
продуктов с целью изменения их свойств (структуры, формы,
размеров и т.п.)

3. Классификация механического оборудования

Технологическая машина представляет собой
устройство, состоящее из источника движения, передаточного
механизма, исполнительного механизма и вспомогательных
элементов, объединенных в единое целое станиной или корпусом.
К вспомогательным элементам технологической машины относятся
узлы управления, регулирования, устройства, обеспечивающие
безопасность работы обслуживающего персонала, загрузочные и
разгрузочные устройства и т.п.
корпус
Пульт упр.
М
П.м.
И.м
.
Станина

4. Классификация механического оборудования

Механическое оборудование предприятий пищевой
промышленности можно классифицировать:
по
по
по
по
функциональному назначению;
количеству выполняемых операций;
структуре рабочего цикла;
степени автоматизации и др.

5. Классификация механического оборудования

По функциональному назначению:
сортировочно-калибровочное;
моющее;
очистительное;
измельчительно-режущее;
месильно-перемешивающее;
дозировочно-формовочное;
прессующее.

6. Классификация механического оборудования

Сортировочное оборудование применяется для сортировки,
калибровки и просеивания сыпучих продуктов, овощей, фруктов и
пр.
Моечное оборудование – для мытья овощей и другого сырья.
Очистительное оборудование – для очистки корнеклубнеплодов,
рыбы.
Измельчительно-режущее оборудование – для размалывания,
дробления, протирания, разрезания пищевых продуктов.
Месильно-перемешивающее оборудование – для замеса теста,
перемешивания фаршей, взбивания кондитерских смесей и т.п.
Дозировочно-формовочное оборудование – для формовки котлет,
деления масла на порции, раскатки теста и т.п.
Прессующее оборудование – механизмы для получения сока из
фруктов и ягод, производства макаронных изделий и пр.

7. Классификация механического оборудования

По количеству выполняемых операций:
Однооперационные – выполняющие одну технологическую
операцию (картофелечистка - очистка картофеля от кожуры).
Многооперационные – выполняющие технологический процесс,
состоящий из нескольких технологических операций
(посудомоечная машина – мытье посуды горячей водой с
раствором моющего средства, предварительное ополаскивание,
окончательное ополаскивание, стерилизация).
Многоцелевые – выполняющие несколько технологических
процессов с помощью поочередно подсоединяемых сменных
исполнительных механизмов (универсальные кухонные машины
со сменными рабочими органами).

8. Классификация механического оборудования

По структуре рабочего цикла:
Машины периодического действия, в которых загрузку, обработку и
выгрузку продукта осуществляют поочередно, т.е. приступать к
обработке следующей порции продукта можно только после того,
как из рабочей камеры будет выгружен ранее обработанный
продукт. (картофелеочистительные, тестомесильные, взбивальные
машины и др.)
Машины непрерывного действия, в которых процессы загрузки,
обработки и выгрузки продукта в установившемся режиме
совпадают по времени, т.е. продукт непрерывно продвигается от
загрузочного устройства в рабочую камеру, перемещается вдоль нее
и одновременно подвергается воздействию рабочих органов, после
чего удаляется через разгрузочное устройство, т.е. новые порции
продукта подаются в машину до окончания обработки предыдущих и
соответственно сокращется время ее работы (мясорубки,
овощерезки, протирочные машины, просеиватели и др.)

9. Классификация механического оборудования

По степени автоматизации технологических процессов,
выполняемых машиной:
Машины неавтоматического действия. В них технологические
операции (подача продуктов в рабочую камеру, удаление из нее
готовой продукции, контроль за готовностью продуктов)
выполняет оператор, обслуживающий машину.
Машины полуавтоматического действия. Основные
технологические операции осуществляются машиной, ручными
остаются только вспомогательные операции (например, загрузка и
выгрузка продуктов).
Машины автоматического действия. Все технологические и
вспомогательные операции выполняются машинами. Такие
машины можно использовать в технологическом процессе
автономно или в составе поточных линий.

10. Производительность, мощность и КПД машины

Производительность технологической
машины – это ее способность перерабатывать
определенное количество продукции в единицу
времени (кг/ч, шт./с, м³/ч, т/сут. и т.д.).

11. Производительность, мощность и КПД машины

Теоретическая производительность (Qт) – это
количество продукции, которое машина может
выпускать в единицу времени при бесперебойной и
непрерывной работе в стационарном режиме.
Б
Е
Q Б z
,
Т
Т P ТT
где Б – количество продукции, выпускаемое машиной за один рабочий
цикл (кг, шт., т и пр.);
z – количество рабочих циклов за единицу времени;
Тр – рабочий цикл машины (ч, с, сут. и пр.);
Е – вместимость рабочей камеры (м³);
Тт – технологический цикл машины (ч, с, сут. и пр.)
(Тт=tз+tо+tв, где tз – время загрузки, tо - время
обработки, tв – время выгрузки продукции из машины).

12. Производительность, мощность и КПД машины

Технологическим циклом машины называют
время пребывания обрабатываемого объекта в
технологической машине, в течение которого он
проходит обработку от начального состояния до
конечного согласно технологии данного процесса.
Рабочим циклом машины называют промежуток
времени между двумя последовательными моментами
выхода единиц готовой продукции.

13. Производительность, мощность и КПД машины

Техническая (действительная)
производительность (Qтех.) - это среднее
количество продукции, которое выпускает машина в
течение единицы времени в условиях эксплуатации в
соответствии с требованиям технологического
процесса. Техническая и технологическая
производительность связаны соотношением:
QТЕХ . К Т . И .QТ
где Кт.и. – коэффициент технического использования машины;

14. Производительность, мощность и КПД машины

Коэффициент технического использования машины:
КТ .И .
Т МАШ .
Т МАШ . Т Т .О. Т ОТК .
где Тмаш. - время эффективной работы машины в стационарном
режиме (ч.);
Тт.о. – время, необходимое для технического обслуживания и ввода
машины в стационарный режим (потери первого рода) (ч.);
Тотк. – время, необходимое на восстановление работоспособности
машины и ввод ее в стационарный режим после отказа
(потери второго рода) (ч.).

15. Производительность, мощность и КПД машины

Эксплуатационная производительность (Qэкс.)
– это производительность машины, эксплуатируемой на
данном предприятии, с учетом всех потерь рабочего
времени.
QЭКС . К О. И .QТ
где Ко.и. – коэффициент общего использования машины, учитывающий все
потери машинного времени (в т.ч. простои машины по
организационным причинам), рассчитать точно невозможно.

16. Производительность, мощность и КПД машины

Мощность машины – это энергия, которая
подводится к машине в единицу времени и
характеризует быстроту совершения работы.
Мощность двигателя должна восполнять потери
ее в самом двигателе, в передаточном механизме, на
рабочем валу, передающем движение рабочим
органам, и быть достаточной для того, чтобы рабочий
орган производил работу с заданной скоростью.

17. Производительность, мощность и КПД машины

Общая мощность, которую необходимо передать на
входной вал исполнительного механизма,
определяется с учетом потерь в самом механизме и
передачах:
,
PО
PД PТР
,
где Рд – мощность, затрачиваемая на приведение в движение
рабочего органа;
Ртр – мощность, затрачиваемая на перемещение
обрабатываемого объекта;
- КПД, учитывающий потери мощности при ее передаче от
вала двигателя к рабочему органу.

18. Производительность, мощность и КПД машины

При поступательном движении рабочего органа:
PД FР.О. Р.О.
PТР FО. О.
где Fр.о. – усилие, приложенное к рабочему органу, Н;
р.о. - линейная скорости движения рабочего органа, м/с;
Fо. - усилие, приложенные к обрабатываемому объекту, Н;
о - линейная скорость движения обрабатываемого объекта
под действием рабочего органа, м/с;

19. Производительность, мощность и КПД машины

При вращательном движении:
PД М Р.О. Р.О.
PТР М О. О.
где Мр.о. - вращающий момент, приложенный к рабочему органу, Н м;
р.о. - угловая скорость движения рабочего органа, рад/с;
Мо. - вращающий момент, приложенный к обрабатываемому объекту, Н м;
о
- угловая скорости движения обрабатываемого объекта под
действием рабочего органа, рад/с.

20. Производительность, мощность и КПД машины

Если электродвигатель выбран недостаточной мощности в
сравнении с предполагаемой нагрузкой, это приведет к
неполному использованию машины (аппарата) или
перегрузке отдельных частей электродвигателя и
преждевременному выходу его из строя.
Если мощность электродвигателя будет превышать
предполагаемую нагрузку, технико-экономические
показатели машины снизятся (увеличится первоначальная
стоимость электропривода, уменьшится КПД и т.д.).

21. Производительность, мощность и КПД машины

КПД технологической машины (аппарата)
– это отношение полезной работы (полезно
затраченной энергии) ко всей совершаемой работе
(затраченной энергии).
Следовательно,
коэффициент
полезного
действия характеризует величину потерь и величину
полезно затраченной энергии и является одним из
критериев степени совершенства преобразования
электрической (тепловой и др.) энергии в
механическую и обратно.

22. Производительность, мощность и КПД машины

Потери энергии в машинах и аппаратах
происходят:
в технологическом процессе;
при работе механизмов на холостом ходу;
при наличии сил трения в кинематических парах;
в результате рассеивания энергии при
деформации и вибрации деталей и машин;
при выбросах в окружающую среду и т.д.