Научная работа: Анализ возможности создания универсального оборудования для замеса хлебного теста

Рисунок 2 - Схема машины А.М. Хренова

Тестомесильная машина А. М. Хренова относится к быстроходным одновальным тестомесильным машинам. Предназначена для замеса ржаного и ржано-пшеничного теста. В полуцилиндрическом корпусе по центру расположен вал с трапецеидальными лопастями, закрепленными вдоль вала по винтовой образующей. На конце вала установлен шнек, помещенный в цилиндрический патрубок, заканчивающийся шарнирным клапаном. В емкости от подтекания жидкости установлена перегородка. Для подачи муки и жидких компонентов служат патрубки. Замес теста осуществляется достаточно интенсивно благодаря высокой скорости вращения месильных лопаток. Сравнительно малая площадь месильных лопаток позволяет производить замес на больших оборотах, не увлекая за собой всю массу компонентов. При этом быстрее и более совершенней осуществляется первая стадия замеса — смешение компонентов, а вторая стадия, осуществляемая однотипными лопатками, позволяет осуществить интенсивный замес со сравнительно малым энергопотреблением. Существенными достоинствами являются компактность и высокая производительность машин. Воздействие шнека в конце замеса обеспечивает некоторую пластификацию теста. Недостаток здесь состоит в невозможности осуществить независимое регулирование интенсивности воздействия месильных лопастей по зонам. В машине не решены вопросы, связанные с зачисткой рабочей камеры и шнека от теста, и др.

Двухкамерные двухвальные тестомесильные машины, у которых имеется отдельная смесительная камера с индивидуальным приводом, а месильная камера с независимым регулируемым приводом включает две зоны замеса: месильную, снабженную шнеками, и зону пластификации, рабочим органом которой являются кулаки, интенсивно проминающие тесто. На выходе из месильной камеры установлена задвижка регулятора консистенции.

Тестомесильная машина ШТ-1М предназначена для смешивания сыпучих и жидких компонентов и получения пластичных смесей с высокой степенью однородности. Машина имеет камеры предварительного и окончательного смешивания компонентов, расположенные в вертикальной плоскости, станину и привод. В камерах находятся валы с лопастными мешалками.

Камера предварительного смешивания снабжена загрузочным патрубком для сыпучих компонентов и штуцером для жидких. Камера соединяется камерой вертикальным соединительным патрубком. Тесто выходит через щель между крышкой и камерой, ширина которой регулируется рукояткой через систему рычагов. Привод вала в камере осуществляется через зубчатую пару, а вала в камере – через цепную передачу. Для очистки камеры снабжены крышками, и в которых имеются окна для контроля месильной машины, выключается соответствующей автоблокировкой.

Корпус месильной камеры снабжен водяной рубашкой, разделенной на две зоны, что позволяет создавать различный температурный режим в начале и конце замеса. Температура воды в зонах контролируется термометрами. Месильная машина установлена на двух стойках, закрепленных на фундаментной плите. Привод валов осуществляется от электродвигателя через редуктор муфту, зубчатую пару и цепную передачу, снабженную натяжной звездочкой.

Машина имеет существенные достоинства: высокую надежность в работе; стабильное качество теста при интенсивном замесе; возможность регулирования в широких пределах производительности и интенсивности механического воздействия на тесто; удобство разборки и очистки рабочих органов.

Среди рассмотренных конструкций машин непрерывного действия можно выделить машину ШТ-1М, как наиболее перспективную.

На рисунке 3 приведена тестомесильная машина ШТ-1М, которая предназначена для смешивания сыпучих и жидких компонентов и получения пластичных смесей с высокой степенью однородности. Машина имеет камеры предварительного и окончательного смешивания компонентов, расположенные в вертикальной плоскости, станину и привод. В камерах находятся валы с лопастными мешалками.

Камера предварительного смешивания снабжена загрузочным патрубком для сыпучих компонентов и штуцером для жидких. Камера соединяется камерой вертикальным соединительным патрубком. Тесто выходит через щель между крышкой и камерой, ширина которой регулируется рукояткой через систему рычагов. Привод вала в камере осуществляется через зубчатую пару, а вала в камере – через цепную передачу. Для очистки камеры снабжены крышками, и в которых имеются окна для контроля месильной машины, выключается соответствующей автоблокировкой.

Корпус месильной камеру (24) снабжен водяной рубашкой (15), разделенной на две зоны, что позволяет создавать различный температурный режим в начале и конце замеса. Температура воды в зонах контролируется термометрами.

Месильная машина установлена на двух стойках (14) и (22), закрепленных на фундаментной плите (16).

Привод валов осуществляется от электродвигателя (21) через редуктор (19), муфту (20), зубчатую пару 1 и цепную передачу (2), снабженную натяжной звездочкой (3).

Технологический процесспроисходит следующим образом. В загрузочный патрубок (9) поступает мука, а через штуцер (11), соединенный с трубой (10), снабженной отверстиями, насосом-дозатором закачивается

эмульсия. Эмульсия состоит их сахара, жира, молока, соли, меланжа и других компонентов. Внутри камеры вращается вал (5), снабженный лопастями (6). Ленточный шнек (8) продвигает компоненты внутрь секторов из листовой стали, установлены по винтовой линии под углом 35-45º к оси вала 5, каждая лопасть по отношению к предыдущей развернута на угол 90º.

Такая установка лопастей обеспечивает одновременно с замесом продвижение теста вдоль камеры.

Тестообразная масса из камеры предварительного смешивания (7) по патрубку (4) поступает в месильную камеру (24). Сначала смесь захватывается витком шнека (23) месильного вала (17), а затем интенсивно перемешивается лопастями (18).

Замешанное тесто выходит из месильной камеры через отверстие, прикрываемое крышкой (13). Крышка снабжена рукояткой (12) которой изменяют сечение выходного отверстия и регулируют тем самым интенсивность замеса теста.

Производительность машины 800-1200 кг/ч, частота вращения вала камеры смешивания 40,5 мин^-1 , вала месильной камеры 16,2^-1 , продолжительность замеса 14-16 мин.

Рисунок 3 - Тестомесильная машина ШТ-1М

3.1 Расчет машины непрерывного действия ШТ-1М

Определение расхода энергии необходимо для расчета тестомесильной машины и энергетического анализа отдельных стадий замеса, совершенствования механизма процесса и обоснования рациональных параметров отдельных стадий замеса.

У большинства современных тестомесильных машин замес совершается в результате вращательного движения одной или нескольких месильных лопастей. Составим баланс энергии для тестомесильной машины с вращательным движением месильной лопасти. Для упрощения определим баланс энергозатрат на один цикл месильной лопасти:

. (1)

На рисунке 4 представлена упрощенная модель тестомесильной машины, состоящей из емкости, в которой вращается вал с закрепленной на нем лопастью прямоугольной формы. Она установлена под углом a к образующей.

Рисунок 4 - Расчетная схема тестомесильной машины