Оборудование пищевой промышленности
1.Общие аспекты качества машин
оборудование пищевой тепловой котел
Показатель качества машины - это количественная характеристика одного или нескольких ее свойств, рассматриваемая применительно к определенным условиям создания и эксплуатации данной машины. Для оценки качества машин применяют единичные и комплексные показатели.
Наибольшее применение в машиностроении получили единичные показатели, которые подразделяют на эксплуатационные и производственно-технические. К группе эксплуатационных относятся показатели назначения, надежности, эргономики и эстетики.
Показатели назначения характеризуют степень соответствия машины ее целевому назначению - мощность, производительность, коэффициент полезного действия и т.д.
Одним из важнейших обобщающих свойств машин является надежность.
Надежность - свойство объекта сохранять в течение определенного времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции при заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. К параметрам, характеризующим способность выполнять требуемые функции, относят кинематические и динамические параметры, параметры прочности, точности функционирования, производительности, скорости и т.п.
Являясь комплексным свойством, надежность в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.
Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.
Показателями безотказности являются вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, средняя наработка на отказ, интенсивность отказов, гамма-процентная наработка до отказа и др. Показатели безотказности могут вводиться как по отношению ко всем возможным отказам объекта, так и по отношению к какому-либо одному типу отказа.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Показателями долговечности являются ресурс, гамма-процентный ресурс, средний срок службы, срок службы до первого капитального ремонта, межремонтный срок службы, срок службы до списания.
Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в его способности поддерживать и восстанавливать работоспособное состояние путем технического обслуживания и ремонта.
К показателям ремонтопригодности относят вероятность и среднее время восстановления, удельную и среднюю трудоемкость технического обслуживания и ремонта и др.
Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирования. Показателями сохраняемости являются гамма-процентный срок сохраняемости, средний срок сохраняемости и др.
Эргономические показатели характеризуют машину в системе человек-машина и учитывают ее приспособляемость к антропометрическим, биомеханическим, физиологическим и инженерно-психологическим свойствам человека, проявляющимся в производственных процессах.
Соответствие машины требованиям технической эстетики характеризуется следующими показателями:
композиционной целостностью формы (внешняя гармония формы, целостность композиции, соответствие современному стилю, красота цветовых сочетаний);
функциональной целесообразностью формы (соответствие формы изделия и его отдельных элементов конкретному назначению и характеру, использования, приспособленность формы к выполняемой функции и ее информационная выразительность);
качеством наружной поверхности (качество выполнения стыков и соединений, прочность и качество декоративного покрытия), качеством внутренней отделки, качеством надписей и обозначений (графические достоинства, четкость исполнения, соразмерность надписей, указателей, фирменных знаков, символов и т.п.).
Ра сходы на эксплуатацию машины являются единовременными затратами эксплуатационников. Они включают цену машины, а также издержки на ее транспортирование к месту установки, монтаж и наладку.
Затраты на изготовление единицы продукции или стоимость работы, выполняемой с помощью данной машины, являются суммой издержек (заработная плата персонала, занимающегося обслуживанием машины, стоимость электроэнергии, сумма аммортизационных отчислений и другие эксплуатационные расходы), отнесенных к единице продукции или работы.
Прочие экономические показатели используют в зависимости от требований, которые предъявляются к новой машине. Наиболее часто применяют производственную мощность и производительность, которые могут существенно меняться в процессе внедрения машины. Эти показатели применяются дополнительно к сумме капиталовложений эксплуатационников и себестоимости единицы продукции или работы.
Производственно-технологические показатели характеризуют затраты общественного труда на производство единицы продукции (машины, приборы и т.п.) и свидетельствуют о степени соответствия конструкции машины производственно-техническим условиям ее изготовления при заданном масштабе выпуска изделий.
К показателям технологичности относятся трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость, блочность (сборность), показатели конструктивной стандартизации и унификации.
Трудоемкость определяет количество труда, затрачиваемого на изготовление единицы продукции (или выполнение единицы работы). Необходимо различать следующие разновидности трудоемкости, используемые при обосновании или анализе технологичности конструкций новых изделий: общую, структурную, удельную и относительную.
Общая трудоемкость характеризует суммарные затраты труда на изготовление единицы продукции. С помощью структурной трудоемкости определяют затраты труда по профессиям или по цехам предприятия, например, токарей, литейщиков, сварщиков и т.д. Удельную трудоемкость рассчитывают как отношение общей трудоемкости к одному из показателей назначения машины, например, к массе, к вместимости ковша экскаватора, длине ленточного конвейера и т.д. Относительной трудоемкостью является также отношение трудоемкости проектируемого изделия к принятой для сравнения трудоемкости.
Если, например, общая трудоемкость выпуска машины ранее составляла 1000 ч и это было наилучшим достижением в данной отрасли, а вновь осваиваемая машина с аналогичными показателями имеет проектную (или фактическую) трудоемкость 800 ч, то относительная трудоемкость будет равна 800:1000=0,8.
С помощью материалоемкости определяют количество конструкционных материалов, необходимых для создания и применения изделия с учетом его конструктивных особенностей, проявляемых в сфере производства, эксплуатации и ремонта. Как и трудоемкость, материалоемкость имеет следующие разновидности: общую,
структурную, удельную и относительную. Общая материалоемкость характеризует суммарную затрату материалов на изделие, причем ее находят двумя способами: по общей массе машины (за вычетом массы комплектующих изделий) и по массе материалов, израсходованных на производство, эксплуатацию и ремонт машины, включая все виды отходов и потерь.
Структурная материалоемкость характеризует затраты отдельных видов материалов, удельная - затраты материалов на один из показателей назначения машины, относительная - рассчитывается по отношению к аналогичному показателю, принятому для сравнения.
Энергоемкость характеризует затраты энергии на единицу продукции, выраженные в киловатт-часах, килограммах пара или в других единицах. Показатели энергоемкости также имеют разновидности, как трудоемкость и материалоемкость. Однако они используются значительно реже - только при обосновании и анализе технологичности в энергоемких производствах.
Блочность (сборность) изделия характеризует трудоемкость ее монтажа. Коэффициент блочности
=Nc6.c/Nc6.o = l - Мсб.н/Мсб.о,
где Мсб.с и Мсб.н-число соответственно унифицированных и неунифицированных составных частей изделия, Мсб.о= Мсб.с-|-Мсб.н; Nc6- -общее число составных частей изделия.
Сначала определяют Мсб.с - число унифицированных составных частей, записанных в разделах спецификации «Комплексы», «Сборочные единицы», «Стандартные изделия», «Комплекты». Затем устанавливают Мсб.н по данным разделов «Детали», «Стандартные изделия» и др. Коэффициент блочности машин также можно определить по массе или стоимости ее элементов.
Показатели стандартизации и унификации позволяют определить степень конструктивного единообразия проектируемой или изготовляемой машины, прибора или другого изделия; они свидетельствуют об усилиях или достижениях конструктора в применении минимально необходимого количества типоразмеров составных частей изделия (деталей, комплексов, комплектов и т.д.) в целях повышения эффективности производства.
К числу важнейших показателей стандартизации и унификации относятся коэффициенты применяемости, повторяемости, насыщенности изделия, а также унификации группы изделий.
К оригинальным относятся составные части, спроектированные или разработанные впервые для данного изделия.
Коэффициент повторяемости Кп характеризует среднее число составных частей, приходящееся на один типоразмер, и определяется по формуле
= N/n,
где N - общее число составных частей, входящих в данное изделие.
Коэффициент унификации группы изделий Ку.г определяется следующим образом:
При отсутствии данных о цене или себестоимости изделий коэффициент унификации можно определить по одной из следующих упрощенных формул:
При определении всех рассмотренных показателей стандартизации и унификации необходимо выбрать степень детализации этих расчетов, которые могут выполняться для деталей или сборочных единиц. При этом расчеты не следует проводить для простых деталей (болты, винты, шурупы, шпильки, шплинты и другие крепежные детали, шпонки, муфты, накидные гайки, прокладки и т.п.).
Метод определения единичных показателей качества машины зависит от ее конструктивных и технологических особенностей. В машиностроении применяют описанные ниже методы определения показателей.
Измерительный метод осуществляется на основе технических средств измерений. Базируется на информации, получаемой с использованием средств измерений и контроля. С помощью измерительного метода определяют значения таких показателей качества, как масса изделия, сила тока, скорость автомобиля, частота вращения двигателя и др.
Регистрационный метод осуществляется на основе наблюдения и подсчета числа определенных событий, предметов или затрат, например, подсчета отказов изделия при испытаниях, числа дефектных изделий в партии и др.
Расчетный метод осуществляется на основе использования теоретических и (или) эмпирических зависимостей показателей качества машины от ее параметров. Применяется в основном при проектировании продукции. Позволяет также установить зависимости между отдельными показателями качества. Служит для определения массы изделия, показателей его производительности, например, определение производительности металлорежущего станка по скорости и глубине резания, а также подаче и др.
Органолептический метод осуществляется на основе анализа восприятий органов чувств, например, при контроле окраски машины, при проверке отсутствия рисок и царапин или других дефектов на обработанной поверхности детали. При его реализации возможно использование технических средств (лупа, микроскоп и т.п.), повышающих восприимчивость и разрешающие способности органов чувств.
Экспертный метод осуществляется на основе решения, принимаемого экспертами, например, при оценке эстетической характеристики машины или прибора.
Социологический метод осуществляется на основе сбора и анализа мнений фактических или возможных потребителей продукции, например, при оценке качества выпущенной серии электродвигателей, телевизоров и т.д.
При оценке качества любого изделия применяют обычно в сочетании несколько} рассмотренных методов. Они служат, как правило, для оценки не только уровня, качества продукции, но также для технического контроля в ее производстве.
При оценке показателей качества продукции по балльной системе можно использовать, например, четыре балла: 5 («отлично»), 4 («хорошо»), 3 («удовлетворительно») и 0 («плохо»). Возможны и другие балльные системы.
2.Структурная схема технологического процесса товарной обработки плодоовощной продукции. Применяемое оборудование, его технические характеристики. Принцип работы линии для механизированной товарной обработки, расфасовки и упаковки картофеля
Сортировальная установка с обрезиненными профильными роликами применяется ограниченно, так как на работу сортирующих поверхностей сильное влияние оказывают форма и состояние клубней.
Особое место среди сортировальных установок занимают ременные сортировальные комплексы. Их постоянно движущиеся вибрирующие ремни из пластмассовых материалов образуют щели вместо обычно распространенных квадратных ячеек. Имеется возможность изменять величину фракции клубней посредством замены дистанционных роликов. Такие установки производительностью 20 т/ч применяют в сельскохозяйственных предприятиях в комплекте механизмов для послеуборочной обработки картофеля.
Наиболее трудоемкая операция при послеуборочной обработке картофельного вороха - переборка. Этот вид работ в настоящее время проводится вручную. В помощь персоналу, занятому переборкой клубней, разрабатывают различные электронные устройства. Однако они пока находятся на стадии опытных образцов. С помощью этих устройств оператор маркирует непосредственно или через дисплей некондиционные клубни. Затем отделение некондиционного материала происходит автоматически.
Для затаривания товарного картофеля в мешки вместимостью 12,5-50 кг в сельскохозяйственных предприятиях используют весовые устройства с автоматическим отключением, а на крупных сортировальных комплексах - установки для затаривания в мешки подготовленного к реализации картофеля. Установки для затаривания картофеля могут быть снабжены тарирующей лентой.
Установки для затаривания упаковок с одновременным взвешиванием (до 50 кг) с указанием массы нетто (разгрузка емкости ручная или автоматическая) могут иметь устройство для сшивания мешков или для затаривания (расфасовки) картофеля в сетки массой по 25 кг, а также автоматические упаковочные машины.
Сортировальная линия - комплекс установок по калибровке, переборке, взвешиванию, затариванию и расфасовке клубней. Картофель из загрузочного бункера поступает на приемный элеватор сортировальной машины. К ленте прикреплены высокие планки из эластичного материала, предотвращающие ссыпание картофеля. Приемным элеватором клубни подаются на экстрактор, предназначенный для отделения земли. Сортировальная машина снабжена четырьмя секциями сортировального стола, оборудована приспособлением для автоматического изменения частоты колебаний стола.
Пройдя сортировку, четыре фракции клубней поступают на распределительную ленту и через специальные проходы каждая фракция направляется в свой накопительный бункер. Бункера имеют прозрачные окна, что дает возможность наблюдать за продукцией. Дно накопительных бункеров конусное, клубни самотеком через регулируемые выгрузные окна попадают на распределительную ленту транспортера, расположенную под бункерами. С ленты клубни поступают на роликовый переборочный стол, который обслуживают четыре человека. При движении картофеля по роликовому переборочному столу рабочие отделяют больные и поврежденные клубни. Последние через ссыпные лотки попадают на элеватор отходов. В небольших хранилищах фракции отсортированного картофеля проходят через переборочный стол, затем их взвешивают, затаривают или расфасовывают. В крупных складах для каждой фракции монтируют самостоятельные линии, включающие переборочный стол, взвешивающую и затаривающую установки, работающие параллельно. Выпускаются комплексные сортировальные машины производительностью 10-30 т/ч. Под экстрактором, сортировкой и распределительной лентой находится транспортер для выноса земли в тару или прицеп.
Картофель в мешках укладывают на плоские или стоечные поддоны и электропогрузчиками загружают в транспортные средства или по ленточным транспортерам направляют в автомобили. Расфасованные пакеты по 1-5 кг помещают в ящичные сетчатые поддоны и затем транспортируют.
При создании комплекса машин большое внимание уделяют предотвращению механического повреждения клубней. Транспортеры, элеваторы выполнены из прорезиненного материала, прутковые элеваторы защищены трубками из поливинилхлорида, в местах падения клубней сделаны гасители скорости из эластичного материала. Как правило, высота падения клубней минимальная, что исключает их повреждение. При загрузке картофеля на хранение и последующей складской переработке предусмотрены многократные операции по отделению земли от клубней, чем достигается требуемая чистота продукта.
В США механизация послеуборочной и предреализационной обработки продукции и погрузочно-разгрузочных работ в хранилищах достигается благодаря применению высокопроизводительных машин, скомпонованных в поточные линии. Машины, входящие в линию, увязаны по производительности и конструктивным особенностям между собой, а также с транспортными средствами и уборочной техникой.
Послеуборочная обработка включает прием картофеля с транспортных средств, очистку его от примесей и мелких клубней, инспекцию на транспортерных лентах и загрузку в хранилище.
. Структурная схема пищевых аппаратов. Тепловые котлы
По технологическому назначению тепловые аппараты делятся на варочные (пищеварочные котлы, пароварочные аппараты, электроварки, кофеварки), жарочно-пекарные (жарочные, пекарные и кондитерские шкафы, сковороды, фритюрницы, грили), многофункциональные (плиты, микроволновые печи, пароконвектоматы), водогрейные (водонагреватели и кипятильники) и аппараты для поддержания готовой пищи в горячем состоянии - аппараты раздаточных линий (мармиты, тепловые витрины и шкафы, термосы, термоконтейнеры).
В зависимости от вида энергоносителя все тепловые аппараты для общественного питания подразделяются на две основные группы: электрические и газовые. Для эксплуатации в «полевых» условиях выпускается огневое оборудование, работающее на твердом топливе - дровах, угле, сланцах и проч.
В электрических тепловых аппаратах основным элементом является электронагреватель, в котором электрическая энергия преобразуется в тепловую или энергию электромагнитного поля. К основным преимуществам электрической энергии относятся: простота и компактность преобразователей электрической энергии в тепловую, простота и надежность управления электротепловыми аппаратами, возможность оперативного и точного учета расхода электроэнергии, хорошие санитарно-гигиенические условия на производстве, относительно высокий коэффициент полезного действия аппаратов.
По способу обогрева различают контактные тепловые аппараты и аппараты, представляющие собой поверхностные теплообменники с непосредственным и косвенным обогревом.
Тепловые аппараты, в которых продукт обрабатывается непосредственно на греющей поверхности, называют кондуктивными. Жарочные поверхности и грили, работающие по такому принципу, все чаще называют контактными.
По структуре рабочего цикла тепловые аппараты, применяющиеся в общественном питании, подразделяются на аппараты периодического и непрерывного действия.
По геометрической форме тепловые аппараты подразделяются на несекционные смодулированные (имеющие различные габариты и цилиндрическую форму, что не позволяет устанавливать такое оборудование в линию с другими аппаратами без промежутков) и секционные модулированные прямоугольной формы, в основу конструкции которых положен единый размер - модуль (такое оборудование разрабатывают для установки в линию, где определяющим размером является глубина, например тепловые электрические линии 700 итальянской фирмы Маrеnо и 900 словенской фирмы KOGAST).
Все тепловые аппараты независимо от технологического назначения и конструктивного решения состоят из следующих основных частей: рабочей камеры (поверхности), теплогенерирующего устройства, корпуса аппарата, теплоизоляции, кожуха, основания, контрольно-измерительных приборов, приборов автоматического регулирования и арматуры.
Рабочая камера предназначена для тепловой обработки пищевых продуктов. Ее форма и размеры зависят от технологического назначения аппарата (резервуар пищеварочного котла, ванна фритюрницы, камера пароконвектомата, греющая поверхность контактного гриля или сковороды). Она может быть подвижной и неподвижной.
Теплоизоляция снижает потери теплоты аппаратом в окружающую среду и выполняется в виде слоев из специальных материалов на наружной поверхности рабочей камеры.
Кожух используется для защиты изоляции от воздействий влаги воздуха и разрушения и придает аппарату эстетичный внешний вид. Основание служит для монтажа корпуса аппарата и выполняется чаще всего в виде отливки из чугуна, дюралюминия или пластмассы различной формы.
Контрольно-измерительные приборы и приборы автоматического регулирования, а также арматура служат для включения, выключения, контроля над работой аппарата, регулирования теплового режима и безопасной эксплуатации аппаратов.
Для приготовления супов, каш, варки овощей, кипячения больших объемов молока предназначены пищеварочные котлы. В этих универсальных аппаратах возможно автоматическое регулирование режима нагрева: максимальный, при котором содержимое доводится до кипения, и минимальный (или промежуточный) для доваривания («тихое» кипение). Это позволяет после варки первых блюд сохранять их при температуре раздачи, а при приготовлении макаронных и крупяных изделий после закипания отключать котел от сети и доваривать его содержимое за счет теплоты, аккумулированной продуктом.
В настоящее время в общественном питании эксплуатируют электрические и газовые пищеварочные котлы с косвенным и непосредственным обогревом стенок варочного сосуда. Выпускаются также паровые пищеварочные котлы, предназначенные для работы на паре, вырабатываемом внешним парогенератором (пар из котельной). Котлы с непосредственным (прямым) обогревом менее распространены из-за сложности обеспечения равномерности температур на обогреваемых поверхностях, что вызывает пригары продукции.
Ряд фирм оснащают котлы перемешивающим устройством (миксером) с верхним и нижним приводом, что значительно расширяет их функциональные возможности от приготовления соусов до перемешивания фарша.
Отечественные и зарубежные модели котлов выпускаются как с цилиндрической формой варочного сосуда, так и прямоугольной, при этом и первый и второй могут быть встроены в прямоугольный корпус.
По способу выгрузки готового продукта известны стационарные (выгрузка через кран) и опрокидываемые котлы (через верхнюю часть котла при его наклоне механическим или электромеханическим устройством). Во время наклона нагревательные элементы отключаются.
Пищеварочные котлы классифицируются также в зависимости от емкости варочных сосудов. Отечественной промышленностью выпускаются электрические котлы с геометрической вместимостью 40,60, 100,160 и 250 л, за рубежом - более 300 л.
Пищеварочные электрические котлы Dieta (Финляндия) объемом от 55 до 500 л с функцией опрокидывания емкости выпускаются пяти серий:
Е - напольные (устанавливаются на специально подготовленный фундамент или на специальную раму); - консольные (устанавливаются на специально подготовленное крепление на стене или на специальную раму);
ЕМ - напольные с мешалкой; о EWM - консольные с мешалкой; - напольные с мешалкой и встроенным цифровым контроллером.
Котлы Dieta имеют специальную плоскую (неглубокую) форму емкости, что позволяет готовить в полном котле даже нежные блюда. Конструкторы этой фирмы опытным путем установили, что при отношении высоты уровня заполнения котла к его внутреннему диаметру в интервале от 40/100 до 85/100 он пригоден для приготовления специфических блюд. При соотношении более 85% существует вероятность разваривания блюд с изменением их структуры и внешнего вида (например, макаронные изделия превращаются в кашу).
Подавлению в рабочей емкости выпускаются котлы, работающие при атмосферном (крышка негерметичная) и избыточном давлении (автоклавы или скороварочные с герметичной крышкой). В моделях с герметичными крышками за счет более высокой температуры обработки экономится время приготовления пищи, снижается ее разваривание.
Наиболее совершенной разновидностью этого универсального оборудования являются опрокидываемые, полностью автоматизированные программируемые котлы с функцией перемешивания и возможностью быстрого охлаждения приготовленных блюд. Применение различных перемешивающих устройств позволяет сократить время приготовления блюд, что исключает разваривание продуктов, и расширить функции котлов до приготовления картофельного, овощного и фруктового пюре, теста и проч. Частота вращения вала миксера может регулироваться в пределах 15-140 об/мин.
Конструкция пищеварочных котлов с косвенным обогревом, выпускаемых различными фирмами, принципиально одинакова и состоит из корпуса, парогенератора, варочного сосуда, пароводяной рубашки и арматуры.
Котел с неподвижным варочным сосудом, из которого содержимое выгружается вручную или через сливной кран с сеткой (так же сливается жидкость при мойке), называют стационарным. В конструкции опрокидываемого котла предусмотрен механизм поворотного червячного редуктора, сокращающий время опорожнения котла и его санитарную обработку. Опрокидывающие механизмы могут быть механическими (ручными) и электромеханическими (кнопочными). Стойки опрокидываемых котлов прикрепляются к полу фундаментными болтами или монтируются на специальном металлическом основании (неподвижном или подвижном).
Скороварочные котлы (автоклавы) являются разновидностью пищеварочных котлов и предназначены для варки блюд под избыточным давлением (200-250 кПа), Они используются для ускоренного приготовления каш, бульонов или бобовых в воде или на пару при температуре 120-140 °С. При такой температуре обработки увеличивается выход жира и сухих веществ в бульон в процессе выварки костей.
Стенки варочных сосудов и паровой рубашки автоклавов толще, чем в обычных котлах, а крышки герметично закрываются при помощи откидных болтов или прижимных устройств с различными видами приводов. В отличие от обычных пищеварочных котлов на крышках автоклавов предусмотрена дополнительная арматура в виде предохранительного клапана, срабатывающего при превышении давления в варочном сосуде выше заданного, пароспускного вентиля и манометра для контроля уровня давления.
Недостатки автоклавов, как электрических, так и газовых, состоят в том, что увеличение температуры обработки приводит к термическому разрушению витаминов, а к обслуживающему персоналу предъявляются повышенные требования по правилам эксплуатации.
Список использованной литературы
оборудование пищевой тепловой котел
1.Ботов М.И. Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли и общественного питания: учебник для нач. проф. Образования /М.И. Ботов, В.Д. Елхина, О.М. Голованов.- 2-е изд., испр.- М..: Издательский центр «Академия», 2006.- 464 с.
.Гайворонский К.Я., Щеглов Н.Г. Технологическое оборудование предприятий общественного питания и торговли: учебник - М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2008.- 480 с.