Рабочая программа, контрольные задания и методические указания к их выполнению по курсам: “Технологическое оборудование ” и “Специальное технологическое оборудование” (стр. 3 )

Ориентировочно мощность электродвигателя (кВт) тихоходных тестомесильных машин периодического или непрерывного действия

, (3.30)

где - масса теста в деже или рабочей камере машины, кг;

- максимальный радиус вращения месильного

органа, м;

- угловая скорость вращения месильного органа, рад/с;

- ускорение свободного падания (), м/с2;

- число валов рабочих органов;

- к. п.д. привода машины ().

Средняя мощность, потребляемая электродвигателем тестомесильной машины непрерывного действия (кВт)

, (3.31)

где - удельная работа замеса теста (для тихоходных машин ; для интенсивного замеса ; для суперинтенсивного замеса ), Дж/кг;

- к. п.д. электродвигателя ();

- продолжительность замеса, с.

Средняя мощность (кВт), потребляемая электродвигателем тестомесильной машины непрерывного действия

, (3.32)

Тестоделительные машины. Производительность тестоделительных машин (кг/с) с мерными карманами (независимо от способа нагнетания теста в делительную головку), рассчитывают по формуле

, (3.33)

где - число мерных карманов;

- число циклов движения делительной головки, с – 1;

- масса куска теста, кг.

После определения производительности тестоделителя рассчитывают производительность нагнетателя, в зависимости от его конструкции

Производительность шнекового нагнетателя (кг/с)

, (3.34)

где - число нагнетательных шнеков;

- наружный диаметр шнека, м;

- диаметр вала шнека, м;

- шаг шнека, м;

- плотность теста, кг/м3;

- частота вращения шнека, с – 1;

- коэффициент объёмной подачи теста, зависящий от степени обработки поверхности шнека и физико-механических свойств теста (для одношнекового нагнетателя , для двухшнековых ).

Производительность поршневого нагнетателя (кг/с)

, (3.35)

Где - площадь поршня нагнетателя, м2;

- ход поршня, м;

- плотность теста, кг/м3;

- частота ходов поршня, с – 1;

- коэффициент возврата теста в приёмную воронку делителя, зависит от массы куска теста ().

Производительность валкового нагнетателя (кг/с)

, (3.36)

Где - длина валков и зазор между валками, м;

- диаметр валков, м;

- частота вращения валков, с – 1;

- плотность теста, кг/м3;

- коэффициент перетекания теста ().

Производительность лопастного нагнетателя (кг/с)

, (3.37)

где - геометрические размеры лопасти, м;

- частота вращения лопасти, с – 1;

- плотность теста, кг/м3;

- принимается равным, ().

Мощность (кВт), потребляемая тестоделительной машиной со шнековым нагнетанием

, (3.38)

где - рабочее давление (для теста из пшеничной муки МПа, для теста из ржаной муки МПа);

- угол подъёма винтовой линии ();

- наружный радиус шнека, м;

- радиус вала шнека, м;

- частота вращения шнека, с – 1;

- удельное сопротивление резанию теста, Н/м (для теста из пшеничной муки = 0,15 кН/м, для теста из ржаной муки = 0,1 кН/м);

- длина режущей кромки ножа, м;

- скорость резания, м/с;

- к. п.д. приводного механизма.

Хлебопекарные печи. Производительность (кг/ч) тупиковых печей

, (3.39)

где - число рабочих люлек в печи;

- количество тестовых заготовок на люльке;

- масса тестовой заготовки, кг;

- продолжительность выпечки, с.

Количество тестовых заготовок на люльке

, (3.40)

где и - число тестовых заготовок по ширине и длине люльки.

При выпечке формового хлеба количество и размер форм необходимо увязывать с размером люльки печи. Данные для расчета (размер люлек, число их в печи, размеры изделий, продолжительность выпечки и т. д.) берут из справочной литературы.

Производительность тоннельной печи с ленточным подом

, (3.41)

где - рабочая площадь пода;

- удельная загрузка 1 м2 пода печи в зависимости от ассортимента изделий, кг;

- продолжительность выпечки, с.

Удельная загрузка пода печи

, (3.42)

где - количество изделий на 1 м2 пода (определяется по формуле 3.40);

- масса тестовой заготовки, кг.

Независимо от конструкции печи тепловая характеристика печи определяется тепловым балансом

, (3.43)

где - количество теплоты, поступающей в печь, кВт;

- количество теплоты, полезно используемой печью, кВт;

- тепловые потери, кВт.

Тепловой баланс пекарной камеры печи определяют на 1 кг горячих изделий (кДж/кг)

, (3.44)

где - теоретический расход теплоты на выпечку (полезная теплота), кДж/кг;

- потери теплоты на перегрев пара, кДж/кг;

- потери теплоты с вентиляционным воздухом, кДж;

- потери теплоты в окружающую среду транспортными устройствами и приспособлениями, кДж/кг;

- потери теплоты в окружающую среду через ограждения пекарной камеры, кДж/кг;

- потери теплоты фундаментом, кДж/кг;

- потери теплоты излучением через отверстия пекарной камеры в окружающую среду, кДж/кг;

- теплота, затрачиваемая на аккумуляцию или получаемая вследствие аккумуляции в конвейерных печах (), кДж/кг.

Теоретический расход теплоты () на выпечку включает расход теплоты на нагрев теста, на испарение влаги из него и на перегрев образующегося из этой влаги пара до температуры смеси, выходящей из пекарной камеры (камерная смесь)

, (3.45)

где - упёк, отнесённый к массе готовой продукции, кг/кг;

- энтальпия перегретого пара при температуре камерной смеси, принимаемой в пределах 180…250 0С, и атмосферном давлении (определяется по диаграмме для водяного пара), кДж/кг;

- энтальпия воды в тесте, поступающем в пекарную камеру, при 30 0С;

- масса корки на 1 кг горячей продукции, кг/кг;

- удельная теплоёмкость корки, кДж/(кг∙К);

- температура корки (принимается равной 130 0С), 0С;

- температура теста, поступающего в пекарную камеру (принимают = 30 0С), 0С;

- содержание сухого вещества в мякише 1 кг горячего изделия (), кг;

- удельная теплоёмкость сухого вещества мякиша (принимают =1,26…1, 67), кДж/(кг∙К);

=общая влажность 1 кг изделия в момент выхода из пекарной камеры, кг/кг;

- удельная теплоёмкость воды в изделии, кДж/(кг∙К);

- средняя температура мякиша горячей продукции (принимают 0С), 0С.

По ориентировочным данным ВНИИХП для расчета теплового баланса пекарной камеры принимают:

- расход теплоты на выпечку изделий (составляет 25…35 % от общего количества теплоты, подаваемой в пекарную камеру);

- потери теплоты на перегрев пара и испарение воды, расходуемой на увлажнение тепловых заготовок (8…10 % от общего количества теплоты);

- потери теплоты на нагрев вентиляционного воздуха (6…8 % от общего количества теплоты);

- потери теплоты на нагрев транспортных устройств пекарной камеры (5…8 % от общего количества теплоты);

- потери теплоты через ограждения пекарной камеры (10…15 % от общего количества теплоты);

- прочие потери.

Всего по пекарной камере потери теплоты составляют 57…77 %, потери теплоты с уходящими газами 43…23 %.

Коэффициент полезного () действия пекарной камеры характеризует эффективность использования поступившей теплоты

%, (3.46)

где - теоретически необходимый расход теплоты на выпечку определенного количества изделий, кДж;

- количество теплоты, данной в пекарную камеру для выпечки данного количества изделий, кДж.

Формующие машины для тестовых изделий. Производительность машины (кг/с) для формования тестовых заготовок сухарных плит

, (3.47)

где - количество формующих отверстий;

- скорость выпрессовывания жгута (в зависимости от рецептуры м/с), м/с;

- плотность теста (в зависимости от рецептуры ), кг/м3;

- площадь отверстия матрицы (), м2;

- диаметр формующего отверстия матрицы, м.

Масса (кг) отрезаемой дольки

, (3.48)

где - частота вращения режущего механизма, с – 1;

- число ножей (струн).

Мощность электродвигателя (кВт) привода формующей машины

, (3.49)

где - мощности, необходимые для формования жгутов теста, отрезания долек, закатки долек и привода отводящего транспортёра, кВт;

- к. п.д. соответствующих приводных механизмов.

, (3.50)

где - момент, необходимый для привода валкового нагнетателя, Н/м;

- угловая скорость нагнетательных валков, с - 1.

, (3.51)

где - давление в матричной камере (= 0,1 МПа);

- радиус валков, м;

- длина валков, м;

и - углы питания и нагнетания, град;

- угол трения теста о валок. В зависимости от рецептуры и влажности теста , при этом .

(3.52)

Где - сопротивление резанию (), Н ;

- удельное сопротивление резанию (), кН/м;

- активная длина режущей струны (), м;

- диаметр жгута, м;

- скорость струны, м/с.

, (3.53)

где - коэффициент запаса (=1,15);

- давление на тесто в зоне закатки (МПа);

- ширина площади соприкосновения дольки с закатывающим барабаном, принимается м;

- радиус отверстия матрицы, м;

- скорость вращения закатывающего барабана, м/с;

- число одновременно закатываемых долек.

Во всех формующих машинах для производства сухарных плит величина кВт.

Прессующие устройства для макаронных изделий.

Производительность макаронного пресса характеризуется количеством теста, подаваемого шнеком к матрице в единицу времени, и пропускной способностью матрицы.

Фактическая производительность (кг/ч) нагнетающего шнека

, (3.54)

где - число заходов шнека;

- плотность спрессованного теста, кг/см3;

- наружный и внутренний радиусы шнека, см;

- шаг витков винтовой линии шнека, см;

- ширина винтовой лопасти в её нормальном сечении по наружному и внутреннему радиусам шнека, см;

- угол подъёма винтовой линии (рассчитывают по формуле );

- средний шнека (), см;

- частота вращения шнека, мин - 1;

- коэффициент заполнения межвиткового пространства тестом (принимается =0,5);

- коэффициент прессования теста, учитывает степень уменьшения его объёма в шнековом канале при переходе из крошкообразного состояния в спрессованное

; (3.55)

- плотность насыпного теста(= 780 кг/м3);

- плотность спрессованного теста (=1392…1447 кг/м3);

- начальная влажность теста, %;

- давление прессования, МПа;

- коэффициент, учитывающий качество прессования ().

Формула для расчета теоретической производительности нагнетающего шнека не учитывает факторы, уменьшающие подачу теста шнеком

, (3.56)

Мощность (кВт) привода шнека

, (3.57)

Производительность матрицы (кг/ч) по сухим изделиям

, (3.58)

где - скорость течения теста по формующим каналам, м/с;

- площадь живого сечения матрицы, м2;

- конечная влажность продукта, %.

Молотковые мельницы. Производительность молотковых мельниц (кг/ч)

, (3.59)

где - частота вращения ротора, об/мин;

- диаметр окружности расположения концов молотков, м;

- толщина ротора, м;

- коэффициент, зависящий от конструкции мельницы и твердости измельчаемого материала (принимается в пределах );

- степень измельчения продукта (лежит в пределах 150…400 и определяется );

- размер частиц продукта до измельчения, мм;

- размер частиц после измельчения, мм.

По заданной производительности (кг/ч) можно ориентировочно определить диаметр ротора D (м) молотковой мельницы

, (3.60)

где(принимается ).

Минимальная окружная скорость молотка (м/с) на диаметре D

, (3.61)

где - средняя мгновенная сила сопротивления разрушению частицы продукта (для сахара-песка Н;

- продолжительность удара молотка по частице (), с;

- масса измельчаемой частицы (для сахара кг), кг.

Мощность, потребная для привода ротора молотковой дробилки (кВт)

, (3.62)

где - диаметр окружности расположения концов молотков, м;

- толщина ротора, м;

- угловая скорость ротора (достигает до 628 рад/с), рад/с.

Месильные машины непрерывного действия.

Производительность (кг/с) тестомесильных машин с горизонтальным месильным валом

(3.63)

или, если известна длина месильного корыта и продолжительность замеса

(3.64)

где - наружный диаметр месильных лопастей, м;

- шаг винтовой линии расположения лопастей, м;

- частота вращения лопастей, об/с;

- плотность теста, кг/м3;

- коэффициент подачи, зависящий от формы лопаток и их расположения на валу (принимается );

- длина месильного корыта, м;

- продолжительность замеса, с.

Мощность электродвигателя (кВт), необходимая для замеса

(3.65)

где - окружная (тангенсальная) составляющая равнодействующей сил сопротивления, действующих на лопасть, Н;

- окружная скорость точки приложения равнодействующей сил сопротивления, действующих на лопасть, м/с;

- радиальная составляющая равнодействующей сил сопротивления, действующих на лопасть, Н;

- радиальная составляющая относительной скорости продукта, м/с;

- число лопастей в тестомесильной машине;

- к. п.д. привода.

Радиальная составляющая

, (3.66)

где - площадь лопасти, погруженной в тесто, м2;

- радиус вращения центра плоскости лопасти, м;

- удельное сопротивление теста (Па), Па;

- угол внутреннего трения теста (), град;

- угол наклона лопасти относительно радиуса, град;

- коэффициент трения теста о лопасть ().

Окружная составляющая

, (3.77)