Расчет картофелечистки периодического действия, производительностью 200 кг/ч

Расчет картофелечистки периодического действия, производительностью 200 кг/ч

Введение

Спрос на механическое оборудование постоянно растёт за счёт открытия новых предприятий общественного питания. Устойчивым спросом пользуется очистительное оборудование, предназначенное для удаления с продуктов поверхностного слоя с пониженной пищевой ценностью слоя (кожицы с овощей и фруктов, чешуи с рыбы и др.). Широко используются машины для очистки корнеплодов. Поскольку из овощей, подвергающихся очистке, наибольший удельный вес приходится на картофель, машины для очистки картофеля носят название картофелеочистительных машин (картофелечисток), хотя на них могут очищаться и корнеплоды.

Как правило, степень механизации процессов первичной обработки овощей зависит от мощности предприятия. На предприятиях питания малой и средней мощности в овощных цехах устанавливаются картофелечистки периодического действия. Машин для очистки овощей выпускают много, ведь очистка картофеля может производиться термическим, химическим и механическим способами. Но сегодня разговор только о механическом способе и, соответственно, о механических овощечистках.

В данном курсовом проекте мною будет сделан расчет картофелечистки периодического действия, производительностью 200 кг/ч.

1. Обзор конусных картофелеочистительных машин и механизмов

Картофелечистки периодического действия предназначены для очистки картофеля и корнеплодов (свекла, морковь) от кожуры на предприятиях общественного питания. Работа картофелечистки основана на снятии кожуры с картофеля и других корнеплодов путём механического воздействия очищающих рабочих органов. Производительность картофелечистки проверяется при 90% полностью очищенного картофеля. Очищенным считается клубень, у которого кожура сохраняется в углублениях, а на остальной поверхности клубня имеется не более трёх участков с кожурой, наибольший размер которых от 1 до 3 мм.

К конусным картофелеочистительным машинам относятся машины К7-МОК-125 и МОК-350. В настоящее время еще находятся в эксплуатации выпущенные ранее конусные картофелеочистительные машины МОК-250, МОК-400 и МОК-1200 (устанавливается в поточно-механизированных линиях).

Картофелеочистительная машина К7-МОК-125 по устройству приводного механизма аналогична машине МОК-150 (дисковая). Состоит из рабочей камеры, загрузочного и приводного устройств, разгрузочного люка, пульта управления и станции. Рабочая камера машины выполнена в виде пустотелого цилиндра, а стенки покрыты абразивными съемными сегментами. Сверху рабочая камера закрыта загрузочным лотком. В крышке загрузочного устройства предусмотрен отбойник. Рабочий орган укреплен на вертикальном валу и выполнен в виде чаши (формы усеченного конуса). Вал вращается на подшипниках. Вращение вертикальному валу передается от электродвигателя через понижающую клиноременную передачу, состоящую из ведущего и ведомого шкивов и клинового ремня. Для изменения направления подъема клубней и их торможения на стенке рабочей камеры имеется выступ. Для выгрузки очищенного продукта из рабочей камеры предусмотрен разгрузочный лоток, закрывающийся откидной дверцей. Плотное прилегании дверцы к корпусу машины обеспечивается с помощью специального уплотняющего запора с эксцентриком. Подача воды в рабочую камеру осуществляется через загрузочный лоток посредством ниппеля, к которому вода подается через гибкий резиновый шланг. Для слива воды и отходов на сливной патрубок надевается шланг, по которому мезга сливается в трап. Электродвигатель установлен вертикально на станине, которая с помощью болтов закреплена на фундаменте высотой 100 мм над уровнем пола. Сбоку от корпуса, рядом с загрузочным лотком, смонтирован пульт управления, на котором размещены кнопки «Пуск» и «Стоп». Принцип действия: при включении электродвигателя вращении через клиноременную передачу передается вертикальному рабочему валу, а от него - рабочему органу. Клубни, поступающие в рабочую камеру, вовлекаются в движение и под действием центробежной силы перемещаются от центра к стенке. При этом между клубнем и абразивной поверхностью рабочего органа возникает сила трения, направленная в противоположную сторону от относительного движения, в результате чего клубень закручивается вокруг собственной оси, проскальзывает, и его кожица сдирается микрозубцами абразивной поверхности. Одновременно клубни поворачиваются, перекатываются, что обеспечивает соприкосновение клубней с шероховатыми поверхностями рабочего органа, в результате полученного толчка клубни поднимаются вверх, и на их место поступают другие клубни. Затем клубни скатываются вниз, на рабочий орган. Мезга смывается водой, непрерывно поступающей в рабочую камеру.

Картофелеочистительная машина МОК-350 устанавливается в полуавтоматических поточным линиях по производству чипсов фирмы ДОКА. Машина аналогична машине К7-МОК-125. Электродвигатель (6) расположен сбоку, параллельно рабочей камере (5), которая имеет наклонную коническую поверхность. Угол наклона, образующей камеры к вертикальной плоскости составляет 6⁰…7⁰. Наклонная рабочая поверхность камеры (конус) покрыта абразивными сегментами (4) и является тормозящей поверхностью для клубней. Подача воды осуществляется через патрубок (3), проходящий через загрузочное устройство. Конус рабочей камеры имеет два быстродействующих эксцентриковых зажима для фиксации его на корпусе (11) машины. Для санитарной обработки и снятия чаши конус можно открепить от корпуса и откинуть на петле. Машина полунапольного типа, устанавливается на основание (10) с четырьмя опорами (9). Принцип действия: продвижение по горизонтальной части конусной чаши и очистка клубней происходит так же, как в дисковых картофелеочистительных машинных, но угол подъема волны здесь ниже и составляет 17⁰…19⁰. В связи с этим клубни поднимаются волнами только на наклонную поверхность рабочего органа, а далее из-за конусности рабочего органа под действием центробежной силы они поднимаются вверх, ударяются об отбойник в крышке или о выступ на стенке рабочей камеры и падают на вращающийся рабочий орган. В процессе движения клубни проскальзывают, соприкасаясь с шероховатыми поверхностями, происходит сдирание кожицы; кроме того, клубни сталкиваются друг с другом, изменяют свое положение и постоянно касаются рабочих поверхностей своими различными участками.

Картофелеочистительная машина МОК-250 состоит из основания, корпуса, рабочей камеры, вращающегося конуса, привода и загрузочного лотка с крышкой и облицовки. Рабочая камера (2) выполнена в виде цилиндра. Внутренние поверхности рабочей камеры и конуса покрыты абразивным материалом в виде сегмента (3). На боковой поверхности камеры имеется дверца для выгрузки очищенных клубней.

Рис. 1

Дверца уплотнена резиновой прокладкой и закрывается эксцентриковым запором. Для лучшего перемешивания клубней дно абразивного конуса имеет три радиальные волны. С наружной стороны конуса находится две лопасти (для удаления мезги). Внутри камеры (в верхней части) расположена форсунка для подачи воды. Приводное устройство машины состоит из электродвигателя (8) и клиноременной передачи, состоящей из шкивов (5) и (10) и ремня (9). Электродвигатель закреплен на подвижной плите. Рабочий вал уплотнен манжетами. Основанием клиновой машины служит плита, через которую проходят фундаментальные болты. Вращение от приводного устройства передается конусу (4). В рабочей камере клубни картофеля, совершая сложное движение, трутся об абразивные поверхности.

На современном рынке технологического оборудования значительное место занимают картофелеочистительные машины зарубежного производства.

Приведем некоторые модель отдельных стран-производителей, которые наиболее часто встречаются на рынке. Так, фирмы Sirman S.P.A., Hudson Mesa, AMB, Pasquini, Dito Sama поставляют картофелеочистительные машины производительностью 70…1200 кг/ч. В основном эти машины имеют напольное расположение, для них предусмотрены стойки с ножками, регулируемыми по высоте. Корпус машин выполнен из нержавеющей стали. Для контроля очистки предусмотрены прозрачные крышки и удобная выгрузка очищенного продукта. Для безопасности эксплуатации машин на крышке загрузочного устройства и дверце для выгрузки установлены микропереключатели. Рабочие органы выполнены в основном в виде дисков с выступами или закругленными краями. Передаточный механизм выполнен в виде поликлиновой или клиноременной передачи. Часто встречаются машины со съемными, покрытыми абразивным материалом рабочими камерами, рабочими органами для различным продуктов, лементами управления процессом очистки различных овощей. Машина Dito Sama имеют подставки, на которые устанавливаются бачки с фильтрами для сбора мезги. Но темой данной курсовой работы являются картофелеочистительные машины конусные, поэтому зарубежные разобраны не будут.

Приведем только основные технические характеристики картофелеочистительных машин зарубежного производства:

Таблица 1

. Теория процесса и обоснование режима работы

Движение рабочему органу передается от электродвигателя 2, установленного вертикально в нижней части машины. Передаточным механизмом является клианоременнаяпередача 4 с помощью которой движение от электродвигателя передается рабочему валу 5. Для натяжении ремней предусмотрена возможность перемещения двигателя с целью увеличения межосевого расстояния между шкивами.

Вал, на который насаживается рабочий орган, вращается в двух шариковых подшипниках 21. Подшипники устанавливаются в стакане который гайками крепится к корпусу рабочей камеры. От вытекания смазки из подшипников р попадания на них воды из рабочей камеры в нижней и верхней крышках стакана предусмотрены уплотняющие манжеты 20.

Верхняя часть корпуса рабочей камеры имеет фланец, который устанавливается на четырех стойках 23. Стойки укреплены на опорной плите 24 с четырьмя ножками 26. На одной из ножек находится болт 25 для присоединения провода заземления. Пространство между стойками закрыто облицовкой 3. В последней сделаны жалюзи 1 для поступления и выброса охлаждающего двигатель воздуха. -

Машина устанавливается на полу или фундаменте высотой 60-100 мм и крепится четырьмя анкерными болтами М-18. Подача воды и электропитания осуществляется через отверстие в опорной плите трубами диаметром 15 мм (1/2"). Рядом с машиной в полу предусматривается устройство трапа. Вода и образовавшиеся отходы из сливного патрубка машины с помощью резинового шланга направляются непосредственно в трап.

Для предотвращения растекания воды по полу цеха место установки одной или нескольких картофслеочпстительных машин иногда огораживается невысоким бортиком.

Электропусковое устройство устанавливается, как правило, на стене в непосредственной близости от машины в легко доступном месте.

При установке нескольких машин в ряд расстояние между ними должно быть не менее 0,7 м, а расстояние между картофелечистками и стенкой - не менее 0,5 м.

Рис. 3

3. Расчетная часть

Определим размеры рабочего органа и рабочей камеры.

Q=200 кг/ч; форма рабочего органа - конусная; Т=155 с; n=395 мин^-1; ; ; К=0,6; f=1,05; K_n=0,64.

Определим полезный объем камеры для обработки продукта:

 м³

Далее определим из полезного объема геометрические размеры рабочего органа:

Поскольку объем рабочей камеры V₀ складывается из объема цилиндра V_ц и объема конусной чаши V_k то V₀=V_ц+V_k можем принять

 м³.

Так как высота цилиндра рабочей камеры равна,

тогда  (при этом угол естественного откоса ).

Определим D^* рабочей камера:

 м

Определим наибольший диаметр рабочего органа:

 м,

где  м - зазор между рабочей камерой и рабочим органом.

Определим угол конусности рабочего органа:

,

где - угловая скорость клубня, рад/с.

Определим угловую скорость рабочего органа:

 рад/с.

Определим угловую скорость клубня:

 рад/с.

Определим максимальный радиус расположения клубней на рабочем органе:

 м,

где  - средний диаметр клубня.

.

Примем длину образующей конусной чаши:

 м.

Найдем наименьший диаметр рабочего органа:

 м.

Определим высоту рабочего органа:

 м.

Определим высоту цилиндра рабочей камеры:      

 м.

Определим высоту рабочей камеры:

 м.

Определим V₀₁:

 м³.

Сделаем проверку, сравним V₀ и V₀₁. V₀=0.023 м³ и V₀₁=0.023 м³. Объемы равны, значит расчеты сделаны правильно.

Диаметр крышки обечайки примем равным диаметру плоской части рабочего органа:

4. Описание картофелеочистительной машины - 250

Машина МОК-250. В верхней части машины, расположен цилиндрический корпус 15, внутреннее пространство которого образует рабочую камеру. Рабочим органом машины является вращающийся конус, выполненный в виде литого алюминиевого корпуса 18 с закрепленной на нем конической чашей из абразивного материала 16. Коническая чаша крепится к корпусу гайкой 19, а по окружности корпуса - фасонным дышлом 17. На верхней поверхности' плоской части конической чаши для лучшего перемешивания обрабатываемого продукта имеются три волны. В средней части корпуса находится бобышка с коническим отверстием и шпоночными пазами. В отверстие вставляется хвостовик вала, а в шпоночные пазы штифт, с помощью которого движение от вала передается рабочему органу машины. С нижней стороны конус имеет кольцевой выступ для предотвращения попадания отходов к вращающемуся валу и две вертикальные лопасти (на чертеже не показаны) для отбрасывания отходов к сливному патрубку.

Боковая поверхность рабочей камеры, расположенная над рабочим органом, облицована абразивными сегментами

Нижняя часть корпуса (под конической частью рабочего органа) служит сборником отходов. Во время очистки продукта кожура смывается водой и проходит через зазор между стенками камеры и конусом в нижнюю часть цилиндра, откуда выбрасывается лопастями в сливной патрубок.

Сверху рабочая камера закрыта крышкой_10, изготовленной из нержавеющей стали. Снизу к крышке прикреплена обечайка (отбойник) 13 которая направляет продукт при движении его в рабочей камере от стенок к центру. В крышке имеется окно для загрузки продукта в рабочую камеру. Для предотвращения разбрызгивания поды и выбрасывания корнеклубнеплодов во время их очистки загрузочное окно закрывается откидной крышкой 12. Плотное прилегание крышки к корпусу рабочей камеры обеспечивается прокладкой. Вода в рабочую камеру подается из штуцера 11.

Для разгрузки картофеля в рабочей камере имеется разгрузочный люк, закрываемый во время работы дверцей 7. Для предотвращения вытекания воды через разгрузочный люк дверца снабжена резиновой уплотняющей прокладкой 9. Открывается дверца с помощью ручки 6. Одновременно ручка служит запирающим устройством дверцы. С внутренней стороны дверца имеет прилив (выступ) 8, наталкиваясь на который корнеклубнеплоды изменяют направление своего движения.

. Правила техники безопасности и эксплуатации конусных картофелеочистительных машин и механизмов

Прежде чем приступить к очистке овощей, проводят внешний осмотр машины, определяют ее санитарное состояние, убеждаются в отсутствии посторонних предметов внутри рабочей камеры, проверяют заземление, состояние электропроводки и правильность сборки.

Запрещается включать машину при снятой крышке и открытой дверце разгрузочного лотка. Далее включают машину и проверяют ее работу на холостом ходу. Предназначенные для очистки овощи должны быть откалиброваны и тщательно вымыты, что уменьшает процент их отходов, улучшает качество очистки и удлиняет срок эксплуатации машины.

Включают машину нажатием кнопки «Пуск», открывают водопроводный кран, и вода поступает в рабочую камеру. Общий расход воды не должен превышать 1 литр на 1 кг очищаемого продукта. Далее открывают крышку загрузочного лотка и загружают в рабочую камеру порцию подготовленного продукта, определенную инструкцией по эксплуатации. При увеличении или уменьшении загружаемой порции овощей по сравнению с нормативной понижается производительность машины, ухудшается качество очистки овощей, а также увеличивается процент их отходов.

Закрыв крышку загрузочного лотка производят очистку овощей; при этом необходимо следить за выводом из машины воды с мезгой. После окончания очистки, что определяется визуально или устанавливается с помощью программатора (у машины LP-90), нужно разместить под разгрузочным лотком емкость для сбора очищенных овощей, перекрыть подачу воды в рабочую камеру, осторожно открыть дверцу разгрузочного лотка и выгрузить очищенные овощи.

После выгрузки очищенных овощей вновь закрыть дверцу разгрузочного лотка и повторить операцию. После окончания очистки выключить машину нажатием кнопки «Стоп» и закрыть кран подачи воды в рабочую камеру. В конце работы отключить автоматический выключатель.

После окончания работы проводят санитарную обработку машины: ее очищают, тщательно промывают струей воды рабочую камеру, освобождая от грязи и очисток, насухо вытирают наружную поверхность. При очистке машины следует пользоваться волосяными, а не металлическими щетками. При длительной работе машины не следует допускать скопления воды вблизи ее основания, так как увлекаемая вентилятором влага может попасть в двигатель, что приведет к быстрому выходу его из строя.

Характерные неисправности картофелеочистительных машин и методы их устранения приведены в таблице.

Таблица 2

Вывод

Достаточно много времени у персонала, работающего на профессиональной кухне, занимает очистка овощей и корнеплодов от кожуры. Значительно сэкономить время дает возможность картофелечистка,

Большое применения картофелечистки получили на предприятиях общепита, в кафе, бистро, супермаркетах и т.д. Применение подобного промышленного оборудования позволяет значительно сократить трудозатраты и время персонала. Все, что необходимо сделать работнику - это заложить картофель или другие корнеплоды в аппарат, включить его. После очистки машина самостоятельно выдает продукты через выпускное отверстие.

Выбирая картофелечистку, необходимо обязательно обратить внимание на ее мощность. Для этого следует руководствоваться тем, какой объем овощей требуется для конкретного предприятия общественного питания. То есть, чем больше предприятие, тем больше расход продукции, и, следовательно, мощность оборудования также должна быть довольно высокой.

В данном курсовом проекте была разработана картофелеочистительная машина производительностью 200 кг/ч.

Были произведены все необходимые расчеты. Сделан обзор российских и зарубежных картофелеочистительных машин периодического действия. Рассмотрены правила безопасности и эксплуатации, а также описание МОК Q=200 кг/ч.

В ходе курсового проекта выполнен сборочный чертеж машины в двух проекциях и кинематическая принципиальная схема.

В заключение можно сделать вывод, что разработанная картофелеочистительная машина является удобной в эксплуатации благодаря своим размерам и несложному принципу действия, поэтому разработанная машина наиболее применима на небольших предприятиях общественного питания.

конусный картофелеочистительный камера

Список используемой литературы

1.   Учебник. «Оборудование предприятий общественного питания». Часть 1. «Механическое оборудование» /В.Д. Елхина, М.И. Ботов. «Академия» 2010г.

2.      Методические указания к выполнению курсовых проектов по дисциплине «Оборудование предприятий общественного питания». Раздел «Механическое оборудование» /сост. В.Д. Елхина, А.А. Куликова, С.К. Осколков. - М.:ГОУ ВПО «РЭУ им. Г.В.Плеханова», 2010г.

.        Тепловое и механическое оборудование предприятий торгового и общественного питания: учебник для нач. проф. образования/ М.И. Ботов, В.Д. Елхина, О.М. Голованов.- М.: Издательский центр «Академия», 2006.

.        «Механическое оборудование предприятий общественного питания.»/ В.Д. Елхина. «Издательский центр «Академия», 2006 г.

.        «Лабораторные работы по оборудованию предприятий общественного питания». М.И. Ботов, В.Д. Елхина, А.Н. Стрельцов; Издательский центр «КолосС», 2005 г.