Расчёт основных параметров макаронного пресса

Основы расчета оборудования макаронных изделий. При расчете машин для разделки сырых макаронных изделий при кассетном способе производство в качестве исходных данных можно использовать следующие величины: производительность пресса или скорость прессования, плотность теста, длину вырабатываемых изделий, количество одновременно подаваемых кассет и их размеров. Вакуумирование теста в прессе производится в шнековой каме­ре. Воздух, находящийся в тесте, способствует окислению и разруше­нию пигментных веществ, придающих издели­ям приятный желтый цвет. Кроме того, наличие воздушных включе­ний вызывает растрескивание изделий в процессе сушки, поэтому для улучшения качества необходимо удаление воздуха. Вакуумирование теста в шнековой камере не обеспечивает достаточного удаления воздуха из уплотненного теста. При рассмотрении аналогичных по назначению макаронных прессов делаем вывод, что наиболее совершенными являются прес­сы ЛПШ, ВВР-440/4, в которых тесто вакуумируется в смесителях. Затвор может быть расположен между камерой смесителя и шнековой камерой или между дозатором муки и камерой смесителя. Установка вакуумного затвора между смесителем и шнековой камерой нецелесообразна, так как сам шнек, значительно уплот­няющий тесто, является своего рода затвором.

Установка затвора между дозатором муки и смесителем обес­печит необходимое разрежение в прессе, кроме того, эту установку достаточно просто выполнить, так как дозатор муки имеет отдель­ный привод. Вращение затвора можно обеспечить зубчатой или цепной передачей непосредственно с вала смесителя. Затвор допус­кает минимальное поступление воздуха из дозатора муки благодаря тщательной притирке ротора к корпусу. Этот вариант установки затвора позволяет повысить качество теста, так как удаление воздуха происходит в смесителе, где тесто еще рыхлое, а не в шнековой камере, в которой тесто уплотнено. Для передачи вращения затвору устанавливают но­вый удлиненный вал смесителя, подшипник со сквозной крышкой и зубчатую или цепную передачу. (Выбор типа передачи см. ниже). После внесенных конструктивных изменений работа пресса будет осуществляться следующим образом: шнек дозатора муки через отверстие в корпусе подает ее в вакуумный затвор, карман затвора заполняется мукой, которая при повороте затвора высыпается в смеситель. Сюда же, из дозатора подается вода с температурой 60 °С. В смесителе мука и вода (при необходимости и обогатители) перемешиваются до получения однородной массы мелкокомковатой структуры. Из смесителя через специальный фильтр паровоздушная смесь откачивается водокольцевым вакуум-насосом ВВН-1,5.

Вакуумное устройство работает эффективно при создании в смесителе остаточного давления не менее 0,02 МПа. Замешенное тесто переходит из смесителя через отверстие в его нижней части и шнеком направляется в прессующую головку. При этом, регулируя заслонкой, размер выходного отверстия смеси­теля, можно изменять количество теста, подаваемого в прессующую головку, в которой тесто уплотняется и затем продавливается через формующие отверстия матрицы. Выходящие из матрицы, отфор­мованные макаронные изделия проходят обдувное устройство. Отформованные макаронные изделия имеют температуру око­ло 50 °С. При обдувке, в результате разности температур теста и ок­ружающей среды с поверхности изделий, происходит интенсивное испарение влаги. На поверхности изделия возникает защитная ко­рочка, которая препятствует слипанию изделий в процессе их даль­нейшей обработки.

Методика расчета:

Исходя из заданной производительности макаронного пресса ЛПЛ-2М, определяют часовой расход муки М_ч, кг/ч необходимый для приготовления теста по формуле:

где: W_М – влажность муки, % (принимается 14,5%); W_И – влажность готовых изделий (ориентировочно принимается 13%).

Часовую производительность пресса G_т кг/ч по тесту вычисляют по формуле:

где: G – производительность пресса по сухим изделиям, кг/ч; W_Т – влажность теста, % (принимается 30…32).

Количество воды В_ч.з., л/ч идущее на замес теста, рассчитывают по формуле:

Частоту вращения шнека n_ш, мин^-1 определяют из формулы его производительности:

где: m – число заходов шнека (равно 1); k – количество шнеков (равно 1); R₂ – наружный радиус шнека, м; R₁ – внутренний радиус шнека, м; S – шаг винтовой лопасти шнека, м; b₁ – ширина винтовой лопасти шнека в нормальном сечении по внутреннему радиусу, м; b₂ – ширина винтовой лопасти шнека в нормальном сечении по наружному радиусу, м; К_н – коэффициент заполнения полости тестом (равен 0,9); К_м – коэффициент прессования (равен 0,56); К_с – коэффициент, учитывающий степень уменьшения подачи теста в зависимости от его физико-механических свойств (равен 0,93); a - угол подъема винтовой линии лопасти по среднему диаметру шнека (30…35%); r - плотность теста, кг/м³.

Частота вращения ротора вакуум - затвора n₃, мин^-1

где: r - плотность муки, кг/м³ (r = 550); V – объем кармана, м³ (принимается 0,01); m – количество карманов (m = 2); k – коэффициент заполнения карманов (k = 0,8).

Мощность, необходимую для вращения ротором вакуум – затвора N, кВт можно определить по формуле потребной мощности для барабанного дозатора

где: F_т – сила трения муки в карманах о вышележащие слои, Н; v – окружная скорость точек, расположенных на образующей поверхности ротора, м/с; h - КПД механизма привода (h = 0,98); К_n – коэффициент, учитывающий сопротивление трения в подшипниках и трения муки о кожух ротора (2…3).

где: р – давление муки на уровне поверхности затвора, Па; F – площадь горизонтального сечения бункера, м²; f – коэффициент трения муки о муку (0,6…0,7).

где: R – гидравлический радиус выпускного отверстия, м.

где S – периметр горизонтального сечения отверстия, м.

.

Контрольные вопросы:

1. Чем отличаются твердый, средний мягкий замесы макаронного теста?

2. Почему замес макаронного теста требует большой продолжительности по сравнению с хлебопекарным тестом?

3. Какое оборудование входит в состав прессующего агрегата?

4. Какие операции входят в состав технологического цикла разделки?

5. Почему при высокотемпературной сушке не происходит растрескивание высушиваемых изделий?

 

Литература:

1. Медведев Г.М. Технология и оборудование макаронного производства. – М.: 1984. – 280 с.

2. Чернов М.Е. Оборудование предприятий макаронной промышленности. – М.: 1988. – 263 с.

3. Смирнова Н. А., Надеждина Л. А. “ Товароведение зерномучных и кондитерских товаров. - М.: 1990 г. – 241 с.

4. Практикум по расчетам оборудования хлебопекарных и макаронных пред­приятий / Под ред. Ю. А. Калошина. - М.: Агропромиздат, 1991.— 159 с.

5. Справочник по макаронному производству. / М. Е. Чернов, Г. М. Медве­дев, В. П. Негруб. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 304 с.

6. Технологическое оборудование хлебопекарных и макаронных предприя­тий. / Б. М. Азаров, А Т. Лисовенко, С. А. Мачихин и др.; под ред. С. А. Мачихина. - М.: Агропромиздат, 1986. — 263 с.

7. Хроменков В.М. Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик. – СПб.: ГИОРД, 2002. – 496 с.