3 Машино-аппаратная схема поточной линии

Дисковая пила с электроприводом (масса 5 кг, мощность 0,65 кВт)

Многоигольчатый шприц «Инжект-Стар Би 25»

Массажёр ДК-82 (мощность привода 0,74 кВт, ёмкость чана 0,7м3, масса установки 335 кг)

Печь ротационная К7-ФП2-Г (производительность 110 кг/ч, мощность 43,55 кВт, занимаемая площадь 4,7м2,масса 2330 кг)

Холодильная камера КХН-1-8,0

Рисунок 13 - Блок-схема технологического процесса производства буженины и карбонада.

Разделка туш на отруба

Дисковая переносная пила с элек­троприводом состоит из корпуса 7, в котором на радиально-упорных подшипниках установлен вал 8. На консольном конце вала гай­кой 9 закреплено дисковое пильное полотно 1. К корпусу прикреплен и электродвигатель 4, от которого дис­ковое пильное полотно приводится во вращение через коническую зубчатую передачу.

На корпусе предусмотрены кронш­тейн 3 для подвески пилы и рукоятка 5, в которой имеется рычаг управле­ния 6. С холостой стороны пильный диск закрыт защитным кожухом 2. Пила снабжена магнитным тормозом, который останавливает полотно за доли секунды при выключении элект­родвигателя.

Рисунок 14- Дисковая пила с электроприводом:

1-дисковое пильное полотно; 2- защитный кожух; 3- кронштейн для подвески; 4- электродвигатель; 5- рукоятка; 6- рычаг управления; 7- корпус; 8- вал; 9- гайка;

Посол мяса

Посол подразделяется на инъецирование и массирование продукта. Инъецирование осуществляется при помощи многоигольчатого шприца фирмы «Инжект-Стар Би 25». Шприц состоит из станины, приемного лотка, пластинчатого конвейера и шприцевальной головки.

Рисунок 15 – Многоигольчатый шприц «Инжект-Стар Би 25»:

1—станина; 2 — приёмный лоток; 3—конвейер; 4— шприцевальная головка.

Массирование проводят для придания нежности мясопродукту. Для нашего продукта используют массажёр ДК-82 фирмы «Белам». Массажёр ДК-82 фирмы «Белам» (Голландия) открытого типа с вертикальным

корпусом- чаном 1 и двумя вертикальными лопастями 2. Чан прямоугольной формы имеет ножки, высота которых позволяет поднимать его вилками электрокара. Сверху на фланце чана закреплена рама 4, на которой установлен привод лопастей 6, от которого приводится во вращение корпус планетарной передачи 5 и внутренние зубчатые колёса, обеспечивающие вращение лопастей валами.

Рисунок 16 – Массажёр ДК-82 фирмы «Белам»:

1-чан; 2-лопасти; 3-валы лопастей; 4-рама; 5-планетарная передача; 6-привод лопастей.

Частота вращения лопастей изменяется от 0,05 до 0,13 с^-1. Мощность электродвигателя привода 0.74 кВт, ёмкость чана 0,7 м³ , масса установки 335 кг.

Запекание

Запекание проводят в печах при температуре 120-150 ⁰С, буженина – 3-5ч, карбонад – 2-3ч. В данном случае для запекания буженины, карбонада, условно годного мяса, будем использовать ротационную печь К7-ФП2-Г.

Она представляет собой термоизолированную цилиндрическую камеру 9, закрепленную на опоре 12. Стенки камеры трехслойные: два внешних слоя – облицовка из нержавеющей стали, а внутренний – теплоизоляция. В камере имеются проход для загрузки и выгрузки продукции с подъемной дверцей 1 с противовесом 15 и проход с отражателем 13 для подачи горячего воздуха, получаем его при сгорании в горелках 11. Продукт подают на люльки 10 ротора, диски 14 которого установлены на валу 5 и соединены между собой стержнями 6, несущими люльки. Электродвигатель 3 и редуктор 2 смонтированы на стойке 4, прикрепленной к каркасу печи. Газы покидают рабочую зону через трубу 7 с задвижкой 8.

Рисунок 17- Печь ротационная К7-ФП2-Г:

1- подъемная дверца;2- редуктор; 3- электродвигатель; 4- стойка; 5- вал; 6- стержни; 7- труба; 8- задвижка; 9- цилиндрическая камера; 10- люльки; 11- горелки; 12- опора; 13- отражетель; 14- диски; 15- противовес.

Продукт находится в формах или лотках, установленных на люльках ротора, непрерывно перемещается в камере в потоках паровоздушной смеси. Из камеры воздух по отсасывающим воздуховодам поступает в коллектор, откуда вентилятором засасывается и направляется на нагревательные элементы, а затем по промежуточному воздуховоду в центральный распределительный воздуховод и дальше к продукту. Для увлажнения среды используют острый пар.

Техническая характеристика печи ротационной К7-ФП2-Г

Производительность, кг/ч	110
Частота вращения ротора, с–1	0,06
Установленная мощность, кВт	43,55
Занимаемая площадь, м2	4,7
Масса, кг	2330

Охлаждение мяса

Для охлаждения применяем холодильную камеру фирмы КХН-1-8,0.

Камера КХН-1-8,0 собрана из панелей, соединенных эксцентриковыми стяжками. Плотное прилегание панелей друг к другу достигается соединением типа шип-паз.

Дверь, подвешенная на самозакрывающихся петлях, представ­ляет собой теплоизолированную пенополиуретаном панель с зак­репленным по периметру уплотнителем. К дверному проему она прижимается специальным запором, который закрывается снару­жи ключом и открывается без ключа изнутри. На панели двери ус­тановлен щит управления с расположенными на нем выключате­лем освещения в камере и манометрическим термометром

для контроля температуры в камере.

На потолочных панелях в передней части камеры размещены две блочные низкотемпературные машины МХНК-630. Они снабжены системами автоматического оттаивания испарителя и выпаривания воды, образующейся при гамнии снеговой шубы. В потолочных панелях имеются отверстия, обеспечивающие цир­куляцию воздуха через воздухоохладители, расположенные над этими отверстиями. Воздухоохладитель герметично закрыт теп­лоизолированным коробом. Вентилятор воздухоохладителя от­ключается автоматически микровыключателем при открывании двери.

В передней части камеры над дверью установлен шкаф элект­рооборудования, в котором размещены приборы автоматики управления, пускозащитная аппаратура и другие элементы электри­ческой схемы машины.

Рисунок 18– Сборная низкотемпературная камера КХН-1-8,0

а- разрез; б- вид спереди;1- панель пола; 2- боковая панель; 3- замок двери; 4- дверь; 5- лампа; 6- панель двери; 7- шкаф оборудования;8- терморегулирующий вентиль; 9- холодильный агрегат; 10- воздухоохладитель; 11- короб; 12- отражатель; 13- труба; 14- крюк; 15- панель потолка; 16- решётка-полка; 17- ограждение холодильного агрегата; 18- щит управления.

4 Детальная разработка технологических показателей основного оборудования

В данном разделе рассмотрим ротационную печь К7-ФП2-Г, которая предназначена для запекания мясных хлебцев, буженины, карбонада и других изделий без оболочки, а также стерилизации условно годного мяса.

Она представляет собой термоизолированную цилиндрическую камеру 9, закрепленную на опоре 12. Стенки камеры трехслойные: два внешних слоя – облицовка из нержавеющей стали, а внутренний – теплоизоляция. В камере имеются проход для загрузки и выгрузки продукции с подъемной дверцей 1 с противовесом 15 и проход с отражателем 13 для подачи горячего воздуха, получаем его при сгорании в горелках 11. Продукт подают на люльки 10 ротора, диски 14 которого установлены на валу 5 и соединены между собой стержнями 6, несущими люльки. Электродвигатель 3 и редуктор 2 смонтированы на стойке 4, прикрепленной к каркасу печи. Газы покидают рабочую зону через трубу 7 с задвижкой 8.

Рисунок 19- Печь ротационная К7-ФП2-Г:

1- подъемная дверца;2- редуктор; 3- электродвигатель; 4- стойка; 5- вал; 6- стержни; 7- труба; 8- задвижка; 9- цилиндрическая камера; 10- люльки; 11- горелки; 12- опора; 13- отражетель; 14- диски; 15- противовес.

Продукт находится в формах или лотках, установленных на люльках ротора, непрерывно перемещается в камере в потоках паровоздушной смеси. Из камеры воздух по отсасывающим воздуховодам поступает в коллектор, откуда вентилятором засасывается и направляется на нагревательные элементы, а затем по промежуточному воздуховоду в центральный распределительный воздуховод и дальше к продукту. Для увлажнения среды используют острый пар.

Техническая характеристика печи ротационной К7-ФП2-Г

Производительность, кг/ч	110
Частота вращения ротора, с–1	0,06
Установленная мощность, кВт	43,55
Занимаемая площадь, м2	4,7
Масса, кг	2330

Расчёт производительности

При технологическом расчете аппаратов для термической обработки колбасных изделий определяют их производительность М (кг/с) и расход теплоты на процесс –Q, Дж.

Производительность М (кг/с) периодически действующих аппаратов находят по общепринятой формуле:

М=G/τ_ц (1)

где G –единовременная загрузка продукции, кг; τ_ц –продолжительность цикла обработки, с.

τ_ц = τ_тех + τ_п.з (2)

τ_ц.=150+30+15=195(мин)=11700(с)

где τ_тех – продолжительность технологической обработки, с; τ_п.з –продолжительность подготовительно-заключительных операций, с.

τ_тех. = τ_зап + τ_выд. (3)

где продолжительности (в с): τ_зап – запекания, τ_выд. –выдержки хлебов в печах

Получаем производительность:

М=300/11700=0.0256 (кг/с)

Тепловой расчёт

Теплота, выделяемая при конденсации пара расходуется на следующие статьи:

Q= Q₁+ Q₂+ Q₃ (4)

где Q₁ - количество теплоты на нагрев продукта, кДж

Q₂ - теплота, израсходованное на нагревание конструкции печи, кДж;

Q₃- потери теплоты наружными поверхностями печи в окружающую среду, кДж.

Определяем полезно использованную теплоту:

Q₁=C∙G (t_к – t_н)=4,187∙300∙(70-10)=75366 кДж (5)

Где С=4,187 - теплоемкость содержимого печи кДж/(кг∙°С);

G=300 кг - вес содержимого печи, кг;

t_к, t_н- конечная и начальная температура содержимого печи, °С.

t_к =70°C и t_н =10°С. В процессе запекания теплота расходуется на потери в окружающую среду.

Определяем расход теплоты на разогрев конструкций печи

= (6)

Где - теплота, затраченное на нагревание металлоконструкций печи, кДж;

Q₂^м =C∙G∙(t_к-t_н) (7)

Где С=0,5 - теплоемкость металлоконструкций печи, кДж/(кг ∙°С);

G= 2330кг - вес металлоконструкций печи, кг;

t_к =70°C - средняя температура нагрева металлоконструкций котла, °С

t_н =10°С, t_н - начальная температура металлоконструкций котла, °С.

Q₂=0,5∙2330∙(70-10)=69900 кДж (8)

Определение потерь теплоты наружными поверхностями печи в окружающую среду

=α∙F∙(t_п-t_с) (9)

где F- площадь боковой поверхности печи,

α- коэффициент теплоотдачи, Вт/(м² ∙К)

t_п - температура поверхности теплоизоляции печи, °С

t_с- температура окружающей среды, °С

F=4,7 м²

Принимаем t_п = 60°С, и t_с=25°С.

Коэффициент теплоотдачи найдем из формулы:

α = 9,74+0,07∙ (t_п- t_с)=9,74+0,07(60-25)=12,19 Вт/м²∙°С (10)

=12,19∙4,7∙(60-25)=2005,295 кДж (11)

Q=75366+69900 +2005,255 =147271,255кДж (12)

Определим необходимый расход пара, расходуемого в процессе запукания

Для этого приравняем теплоту, передаваемую паром при его конденсации к общим затратам теплоты в процессе варки, т.е.

(13)

где D- расход пара, кг в смену

- удельные энтальпии пара и конденсата соответственно, кДж/кг. Выбираются для заданного давления пара Р= 0,5 МПа.

=2646,0

=340,5

D=147271,255/(264-340,5)=63,88 кг (14)

Расчет и подбор тепловой изоляции

Для данного типа варочных котлов используем иглопробивной материал.

Толщина слоя необходимого для теплоизоляции рассчитывается по формуле:

δ= (15)

где δ - толщина слоя теплоизоляции, м

λ- коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙К);

t_нар, t_вн, t_о.с. – температуры наружной, внутренней поверхностей печи и окружающей среды соответственно.

Принимаем для иглопробивного материла ИПМ 6-600

λ= 0,03 Вт/(м∙К)

t_нар=100 °С

t_вн=150 °С

t_о.с.= 24 °С

Воспользуемся значением α, рассчитанным для потерь теплоты.

α= 12,19 Вт/(м²∙°С)

δ=0,005 м.

Примем толщину теплоизоляции из иглопробивного материала из стандартного ряда равную 0.006 м.

Выбор электродвигателя:

Мощность электродвигателя –0,6 кВт, частота вращения ротора –0,06 с^-1

n _ротора =–0,06 с^-1=3,6 об/мин (16)

U _{оц.привода}=U²_ч.р.·U_ц.п.=3,6*200=720 (17)

Выбираем электродвигатель УА 90 LA8УЗ

n =750об/мин, N=0,75 кВт (18)

Асинхронная частота вращения вала электродвигателя

n _дв. =(1-s)·n=(1-0,04)·750=720 об/мин (19)

ω_дв=n_дв.·π/30=720·3,14/30=75,36 c^-1 (20)

u_общ.=ω_дв/ω_p=75,36/0,38=200 (21)

ω_p=n _poт.·π/30=3,6·3,14/30=0,3768c^-1 (22)

Разобьем U_общ. По всем элементам привода

U _общ. = U²_ч.р.·U_ц.п.=200 (23)

Примем U_ч.р.=10, тогда U _{ц. п.} = U_общ/ U²_ч.р.=200/100=2

Выбор червячного редуктора:

U=10, n_{вращ.черв.}=n_дв./U_ч.р.=720/10=72об/мин (24)

N_ч.=N_дв.· η_ч.р.=0,6·0,75=0,45 кВт (25)

N_к. =N_ч.·η_ч.р.=0,45·0,75=0,34кВт (26)

Т_к.=N_к./ω_к.=340/0,7536=451,2 Н·м (27)

Ω_к.=ω_ч./U_ч.р.=7,536/10=0,7536 с^-1 (28)

Выбираем редуктор РЧУ-125-10-4-2-2 ГОСТ 13563-68

d_{быстроход.вала}=36мм, d_{тихоход}.=68мм (29)

Подбор муфты:

d _эл.дв..=27мм, d_{быстроход.вала.}=36 мм, выбираем муфту МУВП 250-27-I.1-36-I.2-УЗ ГОСТ 21424-75;

Расчет цепной передачи

Число зубьев малой (ведущей ) звездочки:

z₁= 31-2·U= z _min=13 (30)

z₁=31-2·2=27 (31)

Число зубьев ведомой звездочки:

z₂=z₁·U=27·2=54 (32)

Коэффициент эксплуатации:

К_э=К_д·К_а·К_н·К_рег·К_см·К_реж (33)

К_д=1,2 –при нагрузке с толчками;

К_а=1;

К_н=1,25;

К_рег=1,25;

К_см=1;

К_реж=1,25;

К_э=1,2·1·1,25·1,25·1·1,25=2,3

Среднедопустимое давление в шарнирах [p_o]_ср=34,3 Н/мм².

Частота вращения ведущей звездочки:

N₁=30ω₁/ =30·0,7536/3,14=7,2 об/мин (34)

Ориентировочное значение шага цепи:

T=2,82· =30,42мм (35)

Т₁=451,2 Н·м –крутящий момент ведущей звездочки,

m_р=1 для однорядной цепи.

Для определения оптимального значения шага цепи зададимся 3-мя смежными шагами однорядной приводной роликовой цепи нормальной серии типа ПР по ГОСТ 13568-75 и расчет сведем в таблицу:

Таблица 4—Расчет цепной передачи

Расчетная формула	Шаг цепи t,мм
	25,4	31,75	38,1
Характеристика цепи
-разрушающая нагрузкаQ,Н -масса 1м цепи q, кг/м -ширина внутреннего звена Ввн, мм -диаметр оси d, мм -проекция опорной поверхности шарнира А,мм2 А=m·B·d B=1,4·Bвн. Межосевое расстояние, мм Go=40·t Диаметры делительных окружностей звездочек, мм D1=t/sin(180/z1) D2= t/sin(180/z2) Ср. скорость цепи, м/с ν=ω1·D1/2000 Окружное усилие, Н Ft=N1·103/ ν Расчетное давление в шарнирах цепи, МПа p= Ft/(A·m)·Кэ [po] Наименьшее число рядов цепи при заданном шаге n=p/[po] Натяжение цепи от центробежной силы, Н Fy=Kf·q·a·g Kf –коэф. учитывающий угол наклона межосевой линии к горизонту, g –ускорение свободного падения а –межосевое расстояние Расчетный коэфф. безопасности S=Q/(Kд·Ft+Fц+Ff) Допускаемый коэффициент безопасности [S] Число звеньев цепи Lt=2ao/t+(z1+z2)/2+((z2-z1)/2π)2t/ao Уточняем межосевое расстояние, мм ау Монтажное межосевое расстояние, мм а=0,996-ау Нагрузка на валы Qв=1,15·Кд·Ft	55620 2,6 15,88 7,95 177 22,232 1016 254 508 0,1 3400 44,2 - - - - - - - - -	86820 3,8 19,05 9,55 255 26,67 1270 317,5 635 0,12 2833 25,6 1 284 6 9,81 23,57 7 122 1267 1262 3909,54	124590 5,5 25,4 11,1 395 35,56 1524 381 762 0,14 2429 14,14 1 489 6 9,81 36,6 7 122 1544 1537,8 3352,02

Выбираем шаг цепи t=31,75мм

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта было выполнено описание технологического процесса производства запечённых изделий из мяса (буженины, карбонада, условно годного мяса). На основании технологической схемы производства было подобрано технологическое оборудование и спроектирована поточно-механизированная технологическая линия, с учетом наибольшей производительности.

В производстве запечённых изделий используется широкий ассортимент машин, аппаратов и агрегатированных устройств. Крупные современные предприятия отрасли отличает очень высокий уровень механизации и автоматизации.

В последнее время наблюдается значительный рост интереса многих мясоперерабатывающих предприятий к совершенствованию своих производственных мощностей. Достигнув достаточно высокого уровня по глубокой переработке мясного сырья, многие предприятия подошли  к необходимости совершенствования своего технологического оборудования, для того чтобы повысить больший выход продукции за меньший промежуток времени. Они осознали, что именно здесь закладывается основа будущего качества их конечного продукта. Это касается как крупных предприятий, так и небольших компактных производств. 

Список использованной литературы

1 Курс лекций «Технологическое оборудование мясной промышленности», составил Раицкий Г.Е., Гродно, 2010-2011. База данных кафедры ТМ и М.

2 Ивашев В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть2.Оборудование для массирования мяса.– М.: Колос. –224 с.: ил.

3 Рогов И.А. и др. Общая технология мяса и мясопродуктов. – М.: Колос, 2000. – 254с.: ил

4 Бредихин С.А. и др. Технологическое оборудование мясокомбинатов. 2-е изд., испр. – М.: Колос, 2001. – 126с.: ил

5 Курочкин А.А., Ляшенко В.В. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства. – М.: Колос, 2001. – 413с.: ил