Материал: Д6253 Верболоз ЕИ Тестоделительные машины Метод указ лаб раб спец 260601

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра техники пищевых производств и торговли

Тестоделительные машины

Методические указания к лабораторной работе для студентов специальности 260601

всех форм обучения

Санкт-Петербург 2010

УДК 664.65.05

Верболоз Е.И., Мовчанюк Е.В. Арсеньев В.В.Тестоделительные машины: Метод. указания к лабораторной работе для студентов спец. 260601 всех форм обучения. ­­ СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. ­­ 32 с.

Указаны цель и порядок выполнения лабораторной работы. Даны анализ процессов, происходящих в тестоделительных машинах; их классификация и расчет; описаны некоторые конструкции тестоделителей; показан порядок оформления отчета о работе.

Рецензент

Канд. техн. наук, доц. Н.А. Зуев

Рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом уни-верситета

 Санкт-Петербургский государственный

университет низкотемпературных и пищевых технологий, 2010

1. Цель работы

Целью работы является краткое знакомство с классификацией тестоделительных машин и анализом их работы, изучение некоторых конструкций тестоделителей, применяемых в настоящее время в про-мышленности, приобретение навыков расчета тестоделительных машин и составления их кинематических принципиальных схем.

2. Порядок выполнения работы

1. Приступая к лабораторной работе, студент должен изучить настоящие методические указания.

2. Ознакомившись с методическими указаниями, студент приступает к разборке, изучению и проведению необходимых измерений од­ной из тестоделительных машин, имеющихся в лаборатории кафедры (по указанию преподавателя).

3. В заключение студент составляет и оформляет отчет в соответствии с требованиями, изложенными в разд. 7, и сдает его преподавателю.

Из общего количества времени (4 ч), отводимого на выполнение лабораторной работы, следует затратить:

 на изучение методических указаний и рекомендуемой литературы – 1 ч;

 на разборку, изучение и измерение отдельных элементов тестоделительной машины, а также на проведение необходимых расчетов – 2 ч;

 на оформление и сдачу отчета – 1 ч.

3. Классификация тестоделительных машин

В промышленности применяются тестоделительные машины различных конструкций. Все существующие машины делят тесто на куски по объемному принципу. Поэтому точность деления зависит в первую очередь от постоянства плотности теста в рабочей камере делителя. Для обеспечения высокой точности деления теста в тестоделительной машине предусматривается устройство для уплотнения теста путем создания механизма для предварительного давления, так называемого стабилизатора давления – пружинного, гидравлического или пневматического.

В тестоделительных машинах, создающих повышенное давление в конце нагнетания, точность деления более высока. Однако при чрезмерном давлении, а также при длительном механическом воздействии на тесто в процессе перемещения его в тестовых камерах физико-механические свойства теста могут измениться в худшую сторону, что является недопустимым.

По способу отмеривания объема кусков теста тестоделительные машины подразделяются на три класса:

1.  машины, отделяющие ножом куски от тестового жгута при выходе его с постоянной скоростью;

1.  машины, отделяющие куски теста от общей массы мерными карманами делительной головки;

1.  машины, штампующие из общей массы теста куски заданного объема.

В зависимости от способа предварительного сжатия и нагнетания теста в делительные устройства тестоделительные машины изготавливаются со шнековым, поршневым, лопастным и валковым нагнетанием.

Шнековое нагнетание обычно применяется при делении теста из ржаной, ржано-пшеничной и пшеничной обойной муки, а поршневое, лопастное и валковое нагнетание применяется при делении теста из пшеничной, сортовой муки, так как при шнековом нагнетании пшеничного теста ухудшается структура его клейковины,

В зависимости от кинематической связи делительного механизма с общим механизмом все тестоделительные машины делятся на две группы: с фиксированным и нефиксированным ритмом отделения кусков теста. В машинах первой группы кинематические звенья де­лительного механизма жестко связаны с кинематическими звеньями всей машины, поэтому делительный механизм работает с постоянным ритмом в определенной последовательности с остальными органами машины. В машинах второй группы делительный механизм кинематически не связан с общим механизмом машины и включается в работу от внешнего импульса лишь при достижении куском теста заданного объема.

Тестоделители с фиксированным ритмом работы имеют постоянную производительность по количеству кусков, но обеспечивают несколько меньшую точность деления, чем машины с нефиксированным ритмом работы. Тестоделители с нефиксированным ритмом работы обеспечивают несколько более высокую точность деления, но имеют непостоянный период цикла деления, который зависит от подачи теста; вследствие этого такие машины имеют непостоянную производительность, что ограничивает их применение в автоматизированных поточных линиях.

Таким образом, конструкция тестоделительной машины должна соответствовать ряду требований: создание постоянной плотности теста перед делением его на куски, равномерное заполнение мерных карманов тестом или постоянная скорость выпрессовывания тестового жгута и возможность регулирования массы кусков теста в определен­ных пределах.

Ниже приводятся принципиальные схемы тестоделительных машин, применяемых в настоящее время в России и за рубежом. На рис. 1–4 даны схемы тестоделителей 1-го класса (без делительных головок); на рис. 5–9 – схемы тестоделителей 2-го класса (с делительными головками; на рис. 10 – схема тестоделителя 3-го класса (штампа). Для облегчения анализа рабочих процессов на схемах делителей 1-го и 2-го классов указаны характерные объемы V0, V1, V2, V3 и V4:

V0 – объем рабочей камеры;

V1 – объем камеры сжатия;

V2 – объем стабилизации давления;

V3 – буферный объем;

V4 – суммарный объем мерных камер.

Рис. 1. Принципиальная схема тестоделительной машины со шнековым нагнетателем без делительной головки:

1 – приемная воронка; 2 – нагнетающие шнеки (два); 3 – вращающийся отсекающий нож; 4 – мундштук; 5 – ролик, включающий привод ножа

Рис. 2. Принципиальная схема тестоделительной машины с лопастным нагнетанием (качающаяся лопасть) без делительной головки:

1 – приемная воронка; 2 – питающие валки; 3 – нагнетательная качающаяся убираемая лопасть; 4 – поворотный барабан; 5 – мундштук; 6 – отсекающий нож

Рис. 3. Принципиальная схема тестоделительной машины

с роторно-валковым нагнетателем без делительной головки:

1 – подпружиненная отсекающая заслонка; 2 – ограничитель хода заслонки;

3 – приемная воронка; 4 – ротор; 5 – валок; 6 – буферная камера; 7 – отсекающий нож

Рис. 4. Принципиальная схема тестоделительной машины с валковым нагнетателем и прокатывающим устройством без делительной головки:

1 – приемная воронка; 2 – нагнетающие валки; 3 – формующий барабан; 4 – реборда барабана; 5 – отсекающий поворотный нож

Рис. 5. Принципиальная схема тестоделительной машины со шнековым нагнетателем и делительной головкой:

1 – спаренные плавающие мерные поршни; 2 – делительная головка;

3 – нагнетающий шнек; 4 – приемная воронка

Рис. 6. Принципиальная схема тестоделительной машины с поршневым нагнетателем и делительной головкой:

1 – мерная камера; 2 – делительная головка; 3 – заслонка; 4 – нагнетающий поршень; 5 – приемная воронка; 6 – стабилизатор давления

Рис. 7. Принципиальная схема тестоделительной машины с лопастным нагнетателем (жестко закрепленная лопасть) и делительной головкой:

1 – стабилизатор; 2 – делительная головка; 3 – мерная камера; 4 – отсекающая демпфирующая поворотная заслонка; 5 – приемная воронка; 6 – нагнетающая лопасть

Рис. 8. Принципиальная схема тестоделительной машины с лопастным нагнетателем (убираемая поворотная лопасть) и делительной головкой:

1 – стабилизатор давления; 2 – мерный поршень; 3 – делительная головка;

4 – приемная воронка; 5 – вращающийся барабан; 6 – убираемая лопасть

Рис. 9. Принципиальная схема тестоделительной машины с валковым нагнетателем и делительной головкой:

1 – приемная воронка; 2 – нагнетающие валки; 3 – мерная камера; 4 – механизм регулирования хода поршня; 5 – делительная головка

1

Рис. 10. Принципиальная схема штампующей тестоделительной машины:

1 – ножи; 2 – плита; 3 – чаша

4. Анализ процессов, происходящих в тестоделительных машинах

4.1. Функциональная характеристика тестоделительных машин

За время рабочего цикла в тестоделительной машине совершаются следующие операции: заполнение рабочей камеры тестом, сжатие его до рабочего давления, перемещение по рабочей камере, заполнение мерной камеры, стабилизация давления, выдача отмеренной заготовки, возвращение избытка теста в приемную воронку. В зависимости от принятой схемы машины указанные операции могут совмещаться, менять последовательность либо совсем исключаться. Все эти операции совершаются в камере тестоделительной машины и определяют ее рабочий процесс.

Наиболее существенными функциональными элементами тестоделителей являются нагнетатель теста, стабилизатор давления и делительное устройство.

Нагнетатель служит для создания давления, под которым тесто заполняет мерные емкости делительной головки либо просто покидает рабочую камеру. Стабилизатор давления обеспечивает постоянство давления в рабочей камере тестоделителя в момент отмеривания дозы. Делительное устройство (делительная головка) содержит мерные емкости, которые при заполнении тестом соединяются с рабочей каме­рой, а при разгрузке отсоединяются от нее.

Стабилизирующее влияние на процессы, происходящие в рабочей камере, оказывает размер буферной емкости. Она представляет собой часть рабочей камеры, которая остается заполненной тестом после окончания рабочего цикла.

4.2. Процессы, происходящие в рабочих камерах тестоделительных машин

Сложность процессов деления и формования мучного теста обусловлена его специфическими свойствами: липкостью, упругостью, эластичностью и пластичностью.

При делении и формовании выброженного (хлебного) и пресного (макаронного) теста происходят различные процессы. Основное отличие обусловлено специфичностью свойств сброженного теста, обладающего капиллярно-пористой структурой, – в порах удерживается достаточное количество газообразных продуктов брожения. При делении и формовании такое тесто теряет значительную часть газов, уменьшается в объеме, становится плотнее. Обычно при делении хлебное тесто подвергается сжатию до 0,3 МПа.

Процессы, происходящие и рабочих камерах тестоделителей, имеют свою специфику. Они совершаются циклически в течение сравнительно короткого времени, исчисляемого секундами или их долями. Поэтому при анализе следует учитывать лишь те процессы, которые за время рабочего цикла делителя оказывают существенное влияние на свойства теста или сам процесс. Брожение теста протекает очень медленно и по этой причине здесь не учитывается. Кратковременное воздействие давления и механического перемешивания, которое имеет место в рабочей камере тестоделителя, существенно влияет на структуру, физико-механические свойства теста и характер последующего его брожения. Данные факторы являются определяющими при выборе рабочих параметров тестоделителя.

До последнего времени при рассмотрении рабочего процесса тестоделительной машины в основном обращали внимание лишь на одну сторону процесса – влияние давления в рабочей камере на точность деления тестовых заготовок. Следует обратить внимание на то, что процессы, происходящие в рабочей камере, изменяют свойства теста, а это существенно влияет на ход последующих процессов: расстойки и выпечки.

При воздействии давления на сброженное тесто в нем уменьша­ется объем газовой фазы за счет поглощения части газа тестом, а при одновременном ведении интенсивного механического перемешивания происходит деление газовых пузырьков на более мелкие, что способствует созданию равномерной мелкопористой структуры и удалению крупных газовых пузырей. Такая структура способна лучше удерживать газовую среду на последующих этапах технологического процесса.

Сброженное тесто после любой механической обработки (деления, округления, закатки) имеет примерно постоянную плотность, кото­рая несколько ниже таковой для свежезамешанного теста (1040...1090 кг/м³ против 1100...1180 кг/м³). Разрыхление теста до разделки нужно не для увеличения объема теста, а для накопления вкусовых и ароматических веществ. На получение хорошо разрыхленного конечного продукта – хлеба – в основном влияет накопление газовой среды после окончания механического воздействия на тесто (разделки и формования) – в процессе расстойки.