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

4.3. Уравнения состояния теста и оптимизация давления в рабочей камере тестоделительных машин

Для расчета и оптимизации процесса сжатия теста в рабочей камере тестоделителя необходимо иметь уравнение состояния выброженного теста, которое выражает функциональную связь между удельным объемом и давлением, приложенным к тесту, находящемуся в замкнутом пространстве при постоянной температуре.

Получить уравнение состояния теста аналитическим путем, как это делают в термодинамике для газовых смесей, не представляется возможным, поскольку поступающее в тестоделительную машину тесто имеет не однофазную, а многофазную композицию, состоящую из твердых структурированных частиц муки, подкисленной влаги и газовой среды, включающей диоксид углерода, этиловый спирт, воздух, ле­тучие кислоты и пр. Поэтому приходится прибегать к эмпирическим методам.

Математическая обработка экспериментального материала позво­лила получить уравнения состояния в изотермических условиях для основных сортов хлебного теста:

а) для теста из пшеничной муки I сорта при влажности, равной 43,00,2 %,

(p + 0,4/) (V – 6,7  10^–4) = 140, (1)

где V_уд – удельный объем газа;

б) для теста из пшеничной муки П сорта при влажности, равной 46,00,2 %,

(p + 0,4/V²) (V – 7,6  10^–4) = 72,2; (2)

в) для теста из ржано-пшеничной муки, приготовленного по рецептуре хлеба украинского нового, при влажности, равной 46,50,2 %,

(p + 0,4/) (V – 7,1  10^–4) = 122. (3)

Максимальная погрешность расчетов по этим уравнениям не превышает –1,5 и +2,8 %.

Расчеты по уравнениям (1–3) позволили установить область оптимального давления в рабочей камере тестоделителя в пределах 0,1–0,2 МПа.

Однако при выборе оптимального значения рабочего давления тестоделителя необходимо учитывать тот факт, что при снижении рабочего давления с 0,2 до 0,1 МПа качество теста улучшается, мощность приводного электродвигателя и расход энергии снижаются примерно на 30 %, почти в два раза уменьшаются максимальные нагрузки на все подвижные элементы машины, значительно повышаются долговечность и безотказность работы делителей.

Таким образом, оптимальной величиной давления в рабочей камере следует считать 0,1 МПа, при котором достигается наилучшая комбинация всех показателей работы тестоделителей.

4.4. Точность работы тестоделительных машин

Точность деления заготовок является одним из основных показателей качества работы тестоделителя. Определение точности работы тестоделительных машин имеет конечной целью наладку и оценку их работы, сокращение производственных потерь при выпуске штучной продукции, обнаружение нарушений в рабочем процессе и технологии.

После деления на куски тесто подвергается целому ряду технологических операций, сопровождающихся изменением массы, поэтому по массе готовых изделий трудно установить, на каком этапе технологического процесса или операции произошло сверхнормативное изменение массы. В соответствии с ГОСТ 6649–53 и 7127–54 допустимые отклонения массы отдельных изделий определяются в конце технологического процесса по остывшим выпечным изделиям. Максимальное отклонение массы десяти одновременно взвешенных изделий не должно превышать +2,5 % номинальной массы, отклонение одного изделия – не более 3,0 %,

По ГОСТ 2731–78 точность деления тестоделительных машин может не превышать 2 % при массе заготовок от 0,4 до 1,8 кг, для мелкоштучных – 3 %. По паспортным данным этот показатель не превышает 2,5 %.

Для оценки точности работы тестоделителя следует применять выборочный метод контроля, при котором измерениями охватывают только часть вырабатываемых изделий и совокупные показатели которых должны достаточно надежно воспроизводить средние показатели всей выработки изделий за смену.

Определение отклонений в массе заготовок можно производить по среднеквадратическому отклонению выборки

 = , (4)

где n – количество изделий; x – среднеарифметическое отклонение массы m заготовки,

x = m/n , (5)

здесь

g = g_i – g₀, (6)

где g_i и g₀ – измеряемое (текущее) и нормальное («нулевое») значения массы заготовки,

g₀ = (100 + у₁ + у₂ ) G/100, (7)

здесь у₁ – фактический упек, %; у₂ – усушка, %; G – масса готового остывшего изделия, г.

Средняя арифметическая масса заготовки вычисляется по уравнению

g = g₀ + x. (8)

Статистическая точность работы тестоделителя характеризуется коэффициентом вариации W, выраженным в %,

W = (σ/g₀) 100. (9)

5. Некоторые конструкции тестоделительных машин

5.1. Тестоделительная машина Кузбасс-2м-1

Тестоделительная машина со шнековым нагнетанием теста «Кузбасс-2М-1» наряду с другими модификациями тестоделителя «Кузбасс» («Кузбасс-2М-2», «Кузбасс-177М», «Кузбасс-68-2М») серийно выпускается различными предприятиями страны, в том числе и ремонтно-механическими комбинатами, и предназначена, как прави­ло, для деления на куски теста из ржаной, ржано-пшеничной и пшеничной обойной муки; для деления теста из пшеничной сортовой муки эти делители применять не рекомендуется по причине, изложенной выше (см. разд. 3).

Машина (рис. 11) состоит из приемной воронки 5, нагнетающего шнека 7, делительной головки 2, станины и привода. Тесто из воронки 5 шнеком 7 нагнетается через угловой отвод 3 в мерный карман 24 делительного барабана 22, периодически вращающегося внутри головки 2. Внутри мерного кармана расположен двусторонний поршень, состоящий из двух частей 25, 26. При давлении теста поршень пе­ремещается вниз до упорных шпилек 23, освобождая карман для запол­нения тестом. По окончании заполнения кармана

а

Рис. 11. Тестоделительная машина «Кузбасс-2М-1»:

а – общий вид; б – делительный барабан; в – кинематическая схема;

1 – приемный транспортер; 2 – делительная головка; 3 – угловой отвод;

4 – решетка; 5 – приемная воронка; 6 – загрузочный бункер; 7 – нагнетающий шнек; 8 – штурвал; 9, 12, 14, 17, 20 – цепные передачи; 10 – главный вал; 11 – блок шкива; 13 – блок звездочек; 15 – клиноременная передача; 16 – электродвигатель; 18, 34, 36 – валы; 19 – храповый механизм; 21 – винт; 22 – делительный барабан; 23 – упорная шпилька; 24 – мерный карман; 25, 26 – части поршня; 27, 31 – пружины; 28, 29 – ролики; 30 – собачка; 32 – рычаг; 33 – храповое колесо; 35 – кулачковый диск; 37 – сменная звездочка

делительный барабан с помощью храпового механизма 19 поворачивается на 180°. При этом тесто, находящееся в камере, оказывая давление на двусторонний поршень, перемещает его вниз. При движении поршень выталкивает из кармана кусок теста, одновременно освобождая верхнюю часть мерного кармана для последующего заполнения. Куски теста поступают на приемный транспортер 1.

Регулирование массы кусков теста производится изменением объема мерного кармана путем сближения или удаления половинок поршня с помощью винта 21 и пружины 27. Производительность тестоделителя можно менять с помощью сменной звездочки 37. Машина приводится в движение от электродвигателя 16. Движение клиноременной передачей 15 передается на блок 11 шкива и звез­дочки, полый вал которых установлен на шариковых подшипниках на главном валу 10. Цепная передача 12 передает движение на блок звездочек 13, от которого цепной передачей 14 вращается вал 18. От этого вала цепной передачей 9 приводится во вращение главный вал 10 с нагне-тательным шнеком 7. От вала 18 цепной передачей 20 приводится в движение приемный ленточный транспортер 1. От главного вала цепной передачей 17 вращение непрерывно передается ведущему валу 36, а от него – делительному барабану.

Прерывистость движения барабана осуществляется с помощью специального механизма, храповое колесо 33 которого укреплено на ведомом валу 34. Непрерывно вращающийся рычаг 32 имеет шарнирно укрепленную «собачку» 30, на оси которой укреплены два ролика. Ролик 29 входит в зацепление с зубьями храпового колеса 33 и таким образом передает вращение делительному барабану, а ролик 28 с помощью пружины 31 прижимается к поверхности неподвижно установленного кулачкового диска 35. При вращении рычага 32 ролик 28 катится по наружной поверхности кулачкового диска 35 и, поднимаясь на гребень диска, выводит ролик 29 из зацепления с храповым колесом. При этом делительный барабан, укрепленный на валу 34, останавливается и мерный карман заполняется тестом. Когда ролик 28 сходит с гребня диска, ролик 29 под действием пружины 31 вновь вводится в зацепление с храповым колесом и делительный барабан поворачивается на 180°, после чего цикл повто-ряется.

Тестоделитель выпускается с загрузочным бункером 6, который имеет заслонку, предназначенную для регулирования подачи теста в воронку тестоделителя с помощью штурвала 8. Для предупреждения попадания инородных предметов в делительный механизм между фланцами углового отвода 3 и корпуса шнека вставлена решетка 4. Левый конец шнека у решетки расположен в опорной чугунной втулке, которая с помощью четырех спиц соединена с фланцем.