ВВЕДЕНИЕ
В последнее время в нашей стране все большее распространение получает переработка сельскохозяйственной продукции в цехах малой мощности, организованных в колхозах и совхозах. Развитие малых мясоперерабатывающих цехов решает ряд немаловажных проблем, и в частности обеспечение сельского населения, особенно «глубинки», мясными продуктами; своевременная переработка скота вынужденного убоя. Да и строительство этих цехов значительно дешевле, и вводятся они в строй быстрее, чем мощности на крупных мясокомбинатах.
Решение этих и других проблем привлекает руководителей колхозов и совхозов и заставляет их изыскивать возможности строительства новых и совершенствования уже существующих малых предприятий.
Но с другой стороны, развитие малых цехов порождает новые проблемы, в том числе рационального использования сырья при переработке, соблюдения технологических, санитарно-гигиенических и ветеринарных норм, а также нормативно-технической документации, обучения кадров и др. Однако эти цехи существуют и развиваются как объективная необходимость сегодняшнего дня.
Опыт работы, накопленный за это время, позволил выявить и обобщитьнаиболее часто повторяющиеся нарушения технологических и санитарных режимов производства, виды брака продукции и сделать вывод о необходимости повышения профессиональных знаний работников перерабатывающих цехов малой мощности. Многочисленные проверки колбасных цехов малой мощности показывают, что комплектация цехов оборудованием, его состояние, ассортимент и качество готовой продукции далеко не на должном уровне.
Большинство цехов строятся без типовых проектов, размещаются в приспособленных помещениях, оснащаются в основном списанным
оборудованием. К этому следует добавить острый дефицитспециалистов колбасного производства с необходимой теоретическойподготовкой и практическим опытом. Установлено, что изготовлением колбасных изделий иногда занимаются бывшие плотники, механизаторы, электронщики, учителя, люди других профессий и вообще «кадры» без каких-либо специальностей. В связи с этим вызывает большую тревогу та легкость и бесшабашность, с которой некоторые руководители колхозов и совхозов подходят к созданию и пуску колбасных цехов малой мощности.
Хотелось бы обратить внимание на необходимость строгого соблюдения ветеринарного законодательства при направлении сырья на выработку колбасных изделий.
Руководители, как правило, недооценивают опасность для здоровьяпотребителей колбас нарушений технологических режимов и рольпроизводственно-лабораторного контроля в предупреждении таких нарушений и обеспечении эпидемиологической надежности продукции. Микробиологический контроль в большинстве цехов вообще не организован, что исключает возможность объективной оценки эпидемиологической надежности колбасных изделий и уровня санитарной культуры производства.
Все эти факты показывают, что настало время, когда у многочисленныхколбасных цехов малой мощности должен появиться один хозяин, который бы оказывал действенную помощь хозяйствам в проектировании, строительстве, оснащении и монтаже оборудования, его наладке и освоении, подготовке и переподготовке специалистов, поставке лабораторного оборудования, разработке нормативно-технической документации и доведении ее до каждого исполнителя. Не налажен до настоящего времени и обмен опытом работы малых цехов, что могло бы помочь вновь создаваемым цехам быстрее становиться на ноги, избегая при этом затяжного периода «проб и ошибок». Ведь в стране немало цехов, давным-давно «переболевших» этими «детскими болезнями», и накопивших ценный опыт по технологии, лабораторному контролю, малой механизации. Специалисты считают своевременной и актуальной открытую на страницах журнала «Молочная и мясная промышленность» дискуссионную рубрику по цехам малой мощности. Надеемся, что наши предложения будут способствовать решению многих проблем при организации в колхозах и совхозах цехов малой мощности.
В Федеральной программе развития АПК России особое место отводится стабилизации, а затем и развитию его перерабатывающей отрасли – молочной и мясной промышленности.
На основе мирового опыта предполагается вывести отрасль накачественно новый уровень, обеспечивающий восстановление объемоввырабатываемой продукции, повышение ее качества, существенное увеличение ассортимента и глубины переработки сырья.
Для решения указанных задач необходимо осуществить техническое перевооружение крупных мясокомбинатов и городских молочных заводов, а также значительно повысить технологический уровень оборудования, выпускаемого для перерабатывающих предприятий малой и средней мощности.
Развитие техники в таком направлении вызывает закономерное повышение требований к обслуживающему персоналу и инженерной службе перерабатывающих предприятий. Для них уже недостаточно простого знания устройства технологического оборудования и умения поддерживать его в рабочем состоянии. Необходимы знания закономерностей изменения функционально-технических свойств сырья на всех стадиях его переработки
в зависимости от режимов работы машин и аппаратов, а также умения настраивать и контролировать параметры оборудования для обеспечения этих режимов.
Данный диплом выполнен с целью улучшения технологических процессов переработки мяса, а также внедрения новых конструктивных разработок в производство с наименьшими затратами и максимальным эффектом.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ1.1 Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов.
Колбасные изделия готовят на основе мясного фарша с солью, специями и добавками, в оболочке или без нее и подвергают тепловой обработке до готовности к употреблению.
Для выработки вареных колбас используют говядину, свинину, баранину, мясо птицы и другие виды мяса в парном, остывшем, охлажденном, подмороженном и замороженном состояниях, субпродукты 1-й и 2-й категорий, отпрессованную мясную массу, белковые препараты (кровь, плазму крови, казеинаты, изолированные и концентрированные соевые белковые препараты), а также пшеничную муку, крахмал, молоко, яйцепродукты.
Вареные колбасы должны иметь упругую, плотную, некрошливую консистенцию. На разрезе продукта фарш монолитный, для структурных колбас кусочки шпика или грудинки равномерно распределены, имеют определенную форму и размеры. Цвет продуктов на разрезе равномерный, розовый или ярко-розовый без серых пятен. Колбасные изделия должны иметь приятный запах с ароматом пряностей, без посторонних привкуса и запаха.
Требования к внешнему виду определяются действующей нормативно-технической документацией, утвержденной в установленном порядке. Они ориентированы на спрос потребительского рынка, хороший дизайн, удобство при транспортировке и возможность контроля качества готовых изделий. Вареные колбасы упаковывают в оборотную тару массой до 40 кг или в тару из гофрированного картона массой до 20 кг.
Вареные колбасы высшего сорта (диабетическая, докторская, любительская, столичная, останкинская, прима, молочная и др.) имеют срок реализации при температуре 0.. .8 °С и относительной влажности воздуха 75...85 % не более 72 ч, а колбасы 1, 2 и 3 сортов — 48 ч с момента
окончания технологического процесса при использовании обычных колбасных оболочек. Срок реализации может быть увеличен при использовании специальных формующих материалов из полимерных пленок.
1.2Особенности производства и потребления готовой продукции.
Обваленное мясо жилуют и нарезают в зависимости от группового ассортимента на куски массой до 1 кг. Мясо в кусках или в измельченном виде взвешивают и подвергают посолу мокрым или сухим способом с использованием посолочных ингредиентов. Затем сырье повторно измельчают в два этапа: грубо (на волчке) и тонко (на куттере). Сырье, пряности, воду (лед) и другие материалы взвешивают в соответствии с рецептурой с учетом добавленных при посоле соли или рассола и готовят фарш на куттере, куттере-мешалке, мешалке-измельчителе или других машинах.
Вначале загружают нежирное мясное сырье (измельченное на волчке с диаметром отверстий решетки 2...3 мм): говядину высшего, 1 и 2 сортов, нежирную свинину, баранину жилованную, а также добавляют часть холодной воды (льда), раствор нитрита натрия (если он не был внесен при посоле сырья), фосфатиды, сыворотку или плазму крови, белковый стабилизатор, соевые белковые препараты в виде геля. После 3...5 мин перемешивания вводят полужирную говядину, пряности, препарат гемоглобина или кровь, сливочное масло (для колбасы диетической), аскорбинат или изоаскорбинат натрия, либо аскорбиновую кислоту и обрабатывают фарш еще 3...5 мин, за 2...5 мин до конца обработки добавляют крахмал или муку.
При приготовлении фарша колбасных изделий с использованием белковых препаратов (изолированных и концентрированных соевых белков, казеинатов и т.д.) в конце перемешивания в куттер добавляют соль из расчета 2,5 кг на 100 кг гидратированных белковых препаратов. Общая продолжительность обработки фарша на куттере или куттере-мешалке 8.. .12
мин, температура готового фарша в зависимости от температуры исходного сырья, количества добавленного льда и типа измельчителя составляет 12... 18 °С.
1.3Стадии технологического процесса.
Изготовление вареных колбас состоит из следующих стадий: — предварительное измельчение мясного сырья;
— посол и созревание мяса;
— тонкое измельчение и приготовление фарша;
— шприцевание фарша в оболочку;
— вязка батонов и навеска его на раму;
— тепловая обработка (обжарка, варка и охлаждение);
— хранение и упаковка.
1.4 Характеристика комплексов оборудования.
Линия начинается с комплекса оборудования для предварительного измельчения мясного сырья. Для измельчения блоков замороженного мяса принимаем машину Б9-ФДМ-01 и напольные тележки.
Техническая характеристика измельчителя Б9-ФДМ-01
| Производительность, кг/ч | 7500 |
| Размер кусков сырья, мм до измельчения после измельчения | 40 |
| Установленная мощность, кВт | 45 |
| Габаритные размеры, мм | |
| Масса, кг | 2100 |
В комплекс оборудования для посола мяса принимаем агрегат для измельчения и посола мяса Я2-ФХ2Т
Техническая характеристика агрегата Я2-ФХ2Т
Производительность, кг/ч Мощность электродвигателя, кВт Габаритные размеры, мм длинна ширина высота Масса, кг | 4500 22 3500 2100 1900 2900 |
Комплекс оборудования для созревания мяса представляет собой камеру, состоящую из стационарных стеллажей и напольных тележек.
Ведущим является комплекс оборудования для тонкого измельчения и приготовления фарша, в состав которого принимаем куттер Л5-ФКМ.
Техническая характеристика куттера Л5-ФКМ
| Производительность, кг/ч: по основному сырью | 1200 | |
| по мороженому сырью | 1250 | |
| Вместимость чаши, л | 125 | |
| Частота вращения ножей, об/мин | 1300/2600 | |
| Количество ножей, шт. | 6 | |
| Установленная мощность, кВт | 41,0 | |
| Габариты, мм | 2650х1760х2015 | |
| Масса, кг | 1540 | |
| Занимаемая площадь, м2 | 5,5 | |
Техническая характеристика автомата Л5-ФАЛ
| Вместимость бункера, м3 | 0,27 |
| Установленная мощность, кВт | 16,0 |
| Габаритные размеры, мм | |
| Масса, кг | 1175 |
Завершающий комплекс состоит из термоагрегата непрерывного действия или термокамеры периодического действия. Для варки колбас принимаем универсальную термокамеру КОН-5
Техническая характеристика термокамеры КОН-5
| Производительность, кг/ч | 200…450 |
| Вместимость, м3 | 4,6 |
| Занимаемая площадь, м2 | 3,2 |
| Установленная мощность, кВт | 20 |
2 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ МАШИН И РАБОТЫ ЛИНИИ
2.1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ МАШИН
2.1.1Машина Б9-ФДМ-01 (рис. 2.1) для измельчения блоков замороженного мяса смонтирована на станине 1 сварной конструкции. Барабан 2 изготовлен из нержавеющей стали и установлен наклонно. На барабане укреплены ножи 3. Под ножами имеются отверстия трапецеидальной формы для выхода измельченного мяса во внутреннюю полость барабана. Режущие кромки ножей выступают над барабаном на 7...8 мм. Вращение барабану с ножами передается от электродвигателя 4 через двухступенчатый редуктор 6.
Привод защищен ограждающим кожухом 5. Загрузочный бункер 7 расположен наклонно для сползания замороженных блоков мяса. Для правильной установки машины на полу цеха ее станина снабжена регулируемыми опорами 8.
Рис 2.1 Машина Б9-ФДМ-01 для измельчения мяса
2.1.2 Агрегат для измельчения и посола мяса Я2-ФХ2Т
Станина 1 (рис. 2.2) является сборочной единицей сварной конструкции из профильного материала и предназначена для размещения приводов фаршемешалки, привода и секции измельчителя.
Фаршемешалка 2 представляет собой сборную конструкцию. На раме сварной конструкции установлена мешалка, состоящая из дежи, лопастных валов, шнека для разгрузки сырья из дежи и кинематических звеньев привода шнека и лопастных валов.
Секция измельчителя 3 — сборочная единица, в состав которой входят: подающий и рабочий шнеки, ржущий механизм (решетки, ножи, подпора, гильза, гайка и приводные шкивы).
Площадка для обслуживания 9 представляет собой сборную конструкцию, состоящую из рамы и сварной конструкции ограждения. Площадка установлена на регулируемые опоры.
Приводы измельчителя, разгрузочного шнека – 6, перемешивающих валов – 7 представляют собой компоновку редукторов и двигателей на натяжных устройствах.
Рис. 2.2 Агрегат для измельчения и посола мяса Я2-ФХ2Т
Электрооборудование состоит из электрошкафа и пульта управления.
Пульт управления 5 (рис. 2.2) имеет сварной корпус прямоугольной формы и панель управления. На панели размещены кнопки управления и сигнальная аппаратура, внутри размещены клеммные блоки.
Управление агрегатом производится в ручном и автоматическом режимах.
Ручной режим.
На пульте управления тумблер вручную устанавливается в положение «Режим ручной».
Тележка с жилованным мясом вручную устанавливается на захват подъемника.
Нажатием на кнопку «Вверх» на пульте управления подъемника производится подъем тележки и выгрузка сырья в бункер измельчителя.
Нажимается кнопка «Пуск» – включается привод измельчителя, производится измельчение сырья.
Фарш из горловины измельчителя поступает в дежу фаршемешалки.
По мере заполнения дежи фаршем вручную включаются кнопки «Влево» лопастных валов и «Перемешивание» разгрузочного шнека.
Происходит перемешивание фарша и производится посол- вручную.
В процессе перемешивания производится периодический реверс лопастных валов нажатием на кнопки «Стоп», «Вправо», «Влево».
По окончании посола разгрузочный шнек переключается нажатием кнопки «Выгрузка» на разгрузку. Лопастные валы должны вращаться на встречу друг другу, что способствует наиболее высокому коэффициенту заполнения шнека фаршем и ускорению выгрузки фарша.
Фарш выгружается в тележки или другие емкости.
Управление подъемником ручное с пульта управления подъемника.
Автоматический режим.
Операционный процесс тот же, что описан выше.
Разница состоит в том, что лопастные валы в процессе перемешивания через каждые 50 секунд меняют направление вращения автоматически.
После остановки двигателя и переключения на реверс производится выстой 5 секунд.
2.1.3 Куттер Л5-ФКМ смеханизированной выгрузкой фарша предназначен для окончательного измельчения мяса и замороженных блоков размером мм при температуре сырья не ниже –8°С.
Рис. 2.3 Куттер Л5-ФКМ
Куттер включает станину 1 (рис. 2.3 ), чашу 6, измельчающий механизм, выгружатель 4 , защитную крышку и электропривод. На станине крепят приводные и технологические узлы. Измельчающий механизм содержит ножевой вал, на консольной части которого смонтирована втулка с серповидными ножами, устанавливаемыми с помощью колец.
Механизм выгружателя фарша смонтирован на кронштейне, прикрепленном к нижней части станины. Рабочим органом его является алюминиевая тарелка 5, приводимая во вращение от электродвигателя через
червячный редуктор (частота вращения 58 мин-1). Механизм выгружателя свободно качается на специальной оси. В поднятом положении выгружатель фиксируется за счет собственной массы. Вал выгружателя проходит над рабочим пространством чаши через трубу, которая одним концом соединена неподвижно с корпусом редуктора выгружателя, на другом закреплен металлические скребок для удаления фарша с наружной поверхности тарелки и направления его в лоток. Электродвигатель механизма выгружателя включается и выключается автоматически: при поднятойтарелке он не работает и включается только после ее опускания в чашумашины. Полного опорожнения чаши механизм выгружателя не дает, требуется дополнительная ручная зачистка.
Защитная крышка обеспечивает безопасные условия работы ипредотвращает выбрасывание из чаши перерабатываемого сырья. Снизу к крышке крепят специальные скребки, направляющие измельчаемое сырье под ножи. В чашу сырье загружают при включенной машине. Сырье подается под ножи вращением чаши.
Длительность процесса обработки фарша в куттере в значительнойстепени зависит от сорта мяса, степени его предварительного измельчения,коэффициента загрузки чаши, расстояния между крайними ножами и чашей(минимальное 2 мм), числа ножей и частоты их вращения. Ножи собирают встрогой последовательности таким образом, чтобы крайние точки их кромки
описывали в диаметральном сечении окружности одного диаметра с окружностью, образуемой крайними точками режущей кромки крайних ножей. Этим достигается балансировка ножевой головки.
Измельчение продукта без добавления воды вызывает увеличениепотребляемой мощности на 30...40%. Поэтому выбор рационального коэффициента загрузки чаши, необходимых режимов определяется технологией приготовления фарша с учетом использования 1-й и 2-й скорости вращения чаши, а также 1-й и 2-й скорости вращения ножевого вала. Во избежание перегрева фарша при измельчении сырье в кусках предварительно охлаждают до +1...-2°С.
Дозатор воды включает в себя бак с датчиками доз, центробежный насос с электродвигателем для подачи воды в чашу и соленоидный клапан. Принцип работы дозатора основан на объемном измерении. Бак его постоянно наполнен водой доверху. Для выдачи дозывключается насос подачи воды в чашу на определенное количество литров. Когда уровень воды понизится на заданную величину, насос автоматически отключается, клапан открывается, и вода из магистрали поступает в бак.
2.1.4 Автомат Л5-ФАЛ предназначен для образования двухслойной оболочки из целлофановой ленты, наполнения ее фаршем, формования колбасного батона, изготовления скрепок и наложения их на концы батонов, а так же автоматического разделения батонов один от другого путем разрезания перемычки между ними.
Автомат Л5-ФАЛ (рис. 2.4) состоит из механизмов подачи и вакуумирования фарша , образования оболочки и наложения маркированной ленты , съема оболочки, подачи колбасного батона, образования и наложения скрепок , рамы, электромеханического привода, системы пневмоуправления, пульта управления и электрошкафа.
Конвейер;
Механизм наложения металлических скрепок;
Механизм образования оболочек;
Механизм подачи и вакуумирования фарша
Рис. 2.4 Автомат для производства колбасных изделий Л5-ФАЛ
Механизм образования оболочки создает двухслойную оболочку. Целлофановая лента шириной 320 ± 20 мм, сматываясь с бобины и проходя через специальный формообразующий воротник, преобразуется в трубчатую оболочку. При прохождении трубчатой оболочки по пустотелой цевке на нее накладываются маркированная лента шириной 35 ± 3 мм с обозначением наименования колбасы и второй слой целлофановой ленты (наружная оболочка) шириной 150 ± 10 мм. Наружная оболочка образуется навивкой по спирали путем вращения центральной головки с бобиной целлофановой ленты вокруг продольной оси цевки. Бобину с лентой устанавливают под углом к оси цевки. Образованная оболочка перемещается по цевке с помощью двух резиновых роликов, вращающихся синхронно с центральной головкой.
Готовая непрерывная оболочка наполняется фаршем из двухшнекового шприца, имеющего бункер для загрузки автомата фаршем. В качестве передаточного механизма шприца служит вариатор, который позволяет регулировать производительность шприца в зависимости от вида фарша. Наполненная оболочка подается конвейером в механизм наложения скрепок, где одновременно происходят пережим оболочки (формование батона), изготовление двух скрепок, наложение их на концы батонов и разрезка перемычки между батонами специальным ножом. Привод механизма наложения скрепок осуществляется от двух пневмоцилиндров. Готовый батон колбасы поступает на приемный стол или конвейер.
2.1.5 Универсальная термокамера КОН – 5 (рис.2.5) представляет собой теплоизолированный шкаф, закрывающийся с одной стороны двустворчатыми дверями. В верхней части камеры находятся вентилятор, калорифер и система воздухораспределения, состоящая из воздуховодов и двух рядов сопел. В целях равномерного распределения воздушного потока сопла оборудованы двумя специальными распределительными клапанами. При их вращении сопла периодически открываются и закрываются.
а — вид спереди; б— разрез:1— окно; 2— паропровод; 3— электродвигатель; 4— клиновый ремень; 5—трубопровод для конденсата; 6— защелка; 7—дверь; 8—двернаяручка; 9— штанга; 10— стенка; 11— сопла; 12— привод; 13— трубопровод для острого пара; 14— вентилятор; 15— дымоход; 16— трубопровод для свежего воздуха; 17— труба для отработавшего воздуха; 18— калорифер; 19—балки подвесного пути; 20— всасывающая труба; 21— лампа
Рис. 2.5 Универсальная термокамера
Привод клапанов осуществляется от индивидуального электродвигателя. Воздушный поток из сопел направляется вниз, отражается от пола, поднимается вверх и через воздуховод удаляется из камеры. В верхней части камеры для увлажнения воздуха и снижения его температуры смонтированы форсунки. Вода, распыленная форсунками веерообразно, подхватывается струей горячего воздуха, частично испаряется, а частично собирается на полу и отводится через сточный люк. В процессе термообработки люк плотно закрыт. В более совершенных конструкциях термокамер воздух увлажняется и охлаждается с помощью кондиционера.
Процесс термообработка в универсальной термокамере происходит за несколько последовательно выполняемых операций.
Подсушка продукта осуществляется горячим (100...110 °С) воздухом, подаваемым вентилятором. Воздух нагревается, проходя через рабочую поверхность калорифера. По распределительным трубам он подается к соплам; дымоход при этом перекрыт заслонкой.
Для варки используют острый пар, поступающий в камеру через перфорированную трубу под давлением около 200 кПа. Конденсат пара собирается в нижней части камеры и отводится через сточный люк.
Копчение осуществляется в том случае, если в дымоходе открыта дроссельная заслонка и дым из дымогенератора с помощью вентилятора поступает в камеру. Количество подаваемого и удаляемого дыма и воздуха регулируют заслонками. С помощью обводной трубы можно подавать воздух или дым в камеру, минуя калорифер. Обычно это делают в том случае, когда нет необходимости дополнительно нагревать воздушную смесь.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ЛИНИИ
2.2.1 Измельчение и посол мяса.
Мясо для производства колбас после жиловки подвергают измельчению и посолу. При посоле мясо приобретает соленый вкус, липкость (клейкость), устойчивость к воздействию микроорганизмов, повышается его влагоудерживающая способность при термической обработке, что важно в производстве для вареных колбас, сосисок, сарделек и мясных хлебов, формируется вкус.
При посоле мяса, предназначенного для вареных и фаршированных колбас, сосисок, сарделек и мясных хлебов, вносят 1,7—2,9 кг соли на 100 кг мяса, для полукопченых, варено-копченых колбас — 3 кг соли, для сырокопченых и сыровяленых колбас — 3,5 кг соли. В результате копчения и сушки концентрация соли в готовых изделиях повышается до 4,5—6,0 %.
Для быстрого и равномерного распределения посолочных веществ мясо перед посолом измельчают. Мясо, предназначенное для вареных колбас, сосисок, сарделек и мясных хлебов, перед посолом (в процессе жиловки) нарезают на куски массой до 1 кг или измельчают на волчках с диаметром отверстий решетки 2—6, 8—12 или 16—25 (шрот) мм. Мясо для полукопченых и варено-копченых колбас нарезают на куски массой до 1 кг или измельчают на волчках с диаметром отверстий решетки 16—25 мм, мясо для сырокопченых колбас перед посолом режут на куски массой 300—600 г.
Мелко измельченное мясо (для вареных колбас, сосисок, сарделек, мясных хлебов) перемешивают с рассолом, а более крупно измельченное мясо — с сухой поваренной солью. Продолжительность перемешивания мяса с рассолом 2—5 мин (до равномерного распределения раствора соли и полного поглощения его мясом), с сухой солью мелкоизмельченного мяса — 4—5, мяса в кусках или в виде шрота — 3—4 мин.
При посоле мяса добавляют нитрит натрия в количестве 7,5 г на 100 кг сырья в виде раствора концентрацией не выше 2,5 % (или его вводят при приготовлении фарша).
Посоленное мясо помещают в емкости и направляют на выдержку при температуре 0—4 оС.
Температура посоленного мяса, поступающего на выдержку в емкостях вместимостью до 150 кг, не должна превышать 12 оС, в емкостях свыше 150 кг — 8 оС. для охлаждения мяса, предназначенного для выработки вареных колбас, при посоле сухой солью допускается добавление пищевого льда в количестве 5—10 % массы сырья. В этом случае количество добавляемого льда учитывают при приготовлении фарша. Мясо, измельченное на волчке с диаметром отверстий решетки 2—6 мм, при посоле концентрированным рассолом выдерживают 6—24 ч, при посоле сухой солью — 12—24 ч. При степени измельчения мяса 8—12 мм выдержка длится 12— 24 ч. Мясо в виде шрота для вареных, варено-копченых колбас выдерживают в посоле 24—48 ч. Мясо в кусках массой до 1 кг, предназначенное для вареных колбасных изделий, выдерживают 48—72 ч, для полукопченых и варено-копченых колбас — 48—96 ч. Мясо в кусках массой 300—600 г для сырокопченых и сыровяленых колбас засаливается 120—168 ч.
2.2.2 Приготовление фарша
Фарш — смесь компонентов, предварительно подготовленных в количествах, соответствующих рецептуре для данного вида и сорта колбасных изделий.
В зависимости от вида колбасных изделий степень измельчения сырья различна. Связующим компонентом фарша, обеспечивающего гомогенность и монолитность структуры готового продукта, является мясная часть. Наиболее тщательно мясо измельчают при производстве сосисок, сарделек, вареных и ливерных колбас. При производстве полукопченых, варено-копченых, сырокопченых и сыровяленых колбас не обязательно полностью разрушать клеточную структуру сырья, однако оно должно быть достаточно измельченным, чтобы получить однородный вязкий фарш. Мясо для вареных колбас, сосисок, сарделек измельчают вначале на волчке, затем на куттере или других машинах тонкого измельчения. Мясо для большинства копченых и сыровяленых колбас измельчают на волчке. Шпик и грудинку, вводимые в фарш в виде кусочков, измельчают на шпигорезке, волчке, а в некоторых случаях — в куттере в конце куттерования.
При измельчении на волчке разрушается мышечная ткань, изменяется консистенция жира; сырье не только разрезается, но подвергается смятию и перетиранию. Вследствие этого температура повышается, что может ухудшить качество фарша (температура фарша не должна быть выше 8 —10 оС).
Мясо с большим содержанием соединительной ткани, свиную шкурку и сухожилия измельчают на коллоидных мельницах. Перед загрузкой в коллоидную мельницу мясо измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 3 мм и добавляют не менее 30 % воды.
В фарш некоторых колбас добавляют кусочки шпика, форма и размер которых указаны в рецептуре. Шпик используют как в свежем виде, так и соленый. Подготовка шпика включает удаление шкурки, зачистку от соли, загрязнений и измельчение на кусочки определенной формы и размеров. Тонкое измельчение мяса проводят в куттерах. Сырье перед куттерованием предварительно измельчают на волчке либо загружают крупнокусковое замороженное сырье, а в некоторых случаях его измельчают и смешивают с компонентами. От правильного куттерования зависят структура и консистенция фарша, появление отеков бульона и жира, а также выход готовой продукции. Это одна из важнейших операций при производстве вареных колбас, сосисок, сарделек, мясных хлебов и ливерных колбас. Куттерование обеспечивает не только должную степень измельчения мяса, но и связывание добавляемой воды или льда в количестве, необходимом для получения высококачественного продукта при стандартном содержании влаги. Продолжительность куттерования существенно влияет на качество фарша.
При обработке мяса на куттере в течение первых 3—4 мин происходит механическое разрушение тканей, значительно увеличивается поверхность кусочков мяса, после чего начинается набухание белков, связывание ими добавляемой воды и образование вязкопластичной структуры. Куттерование длится 8—12 мин в зависимости от конструктивных особенностей куттера, формы ножей, скорости их вращения. Оптимальной продолжительностью куттерования считается такая, когда такие показатели, как липкость, водосвязывающая способность фарша, консистенция и выход готовых колбас, достигают максимума.
При куттеровании фарш нагревается и его температура поднимается до 17—20 °С. С целью предотвращения перегрева фарша в куттер добавляют холодную воду или лед в начале куттерования в таком количестве, чтобы поддерживать температуру 12—15°С. Количество воды или льда зависит от вила куттеруемого. сырья: чем выше содержание жировой ткани, тем меньше надо воды или льда. Излишнее количество влаги в фарше приводит к образованию бульонно-жировых отеков в процессе термообработки, недостаточное количество — к получению готового продукта с грубой «песочной» консистенцией. Количество добавляемой воды или льда при получении вареных колбас, сосисок и сарделек составляет 10—40 % массы куттеруемого сырья.
При измельчении разных видов сырья в куттер вначале загружают говядину или нежирную свинину, затем — полужирную и жирную свинину, шпик загружают в конце куттерования. Воду добавляют при куттеровании говядины и нежирной свинины.
При измельчении сырья на вакуумных куттерах получаются фарш и готовые изделия более высокого качества. Это связано с тем, что в процессе куттерованяя при высокой скорости вращения ножей в фарш попадает большое количество воздуха. В условиях вакуума аэрации фарша не происходит, улучшаются консистенция фарша, окраска, повышается выход готовой продукции, сокращаются число и размер микропор, увеличивается степень измельчения волокон, что приводит к повышению водосвязывающей способности и липкости фарша, увеличению плотности колбас, тормозятся окислительные процессы. Оптимальное остаточное давление, обеспечивающее высокое качество и выход продукта, составляет 0,25·10 Па.
Приготовление фарша — сложный технологический процесс. Фарш должен обладать высокими вязкопластичными свойствами, а его части должны быть хорошо связанными между собой. Фарш для бесшпиковых вареных колбас, сосисок и сарделек составляют в куттерах при измельчении. При использовании машин тонкого измельчения в производстве бесшпиковых колбас компоненты предварительно перемешивают в куттере или мешалке. При составлении фарша в куттер вначале загружают говядину и нежирную свюшну, затем — небольшими порциями холодную воду или лед (внесение большого количества воды снижает эффективность измельчения). Если мясное сырье не было засолено, то в начальный период куттерования добавляют соль. На начальной стадии куттерования вносят фосфаты, увеличивающие водосвязывающую способность мяса. После тщательного измельчения нежирного сырья добавляют специи, крахмал, сухое молоко. В конце в куттер загружают жирную свинину или жир. Если при посоле мяса не вносили нитрит, то его 2,5 %-ный раствор разливают по поверхности фарша при составлении. Аскорбиновую кислоту, способствующую увеличению интенсивности и устойчивости окраски вареных колбас, вносят также во второй половине куттерования.
2.2.3 Формование батонов
Процесс формования колбасных изделий включает: подготовку колбасной оболочки, шприцевание фарша в оболочку, вязку и штриковку колбасных батонов, их навешивание на палки и рамы.
Шприцевание (т. е. наполнение колбасной оболочки фаршем) осуществляется под давлением в специальных машинах — шприцах. В процессе шприцевания должны сохраняться качество и структура фарша. Плотность набивки фарша в оболочку регулируется в зависимости от вида колбасных изделий, массовой доли влаги и вида оболочки. Фаршем вареных колбас оболочки наполняют наименее плотно, иначе во время варки вследствие объемного расширения фарша оболочка может разорваться. Копченые и сырокопченые колбасы шприцуют наиболее плотно, так как объем батонов сильно уменьшается при сушке.
Фарш вареных колбас на пневматических шприцах рекомендуется шприцевать при давлении 0,4—0,5 МПа, на гидравлических — при 0,8—1,0 МПа, фарш сосисок и сарделек — при 0,4—0,8 МПа, полукопченых колбас — 0,5—1,2 МПа. Фарш сырокопченых и варено-копченых колбас шприцуют на гидравлических шприцах при 1,3 МПа.
Для обнаружения металлических примесей, которые могут попасть в фарш, на патрубке шприца следует установить сигнализаторы.
Для уплотнения, повышения механической прочности и товарной отметки колбасные батоны после шприцевания перевязывают шпагатом по специальным утвержденным схемам вязки. При выпуске батонов в искусственных оболочках, где напечатаны наименование и сорт колбасы, поперечные перевязки можно не делать.
После вязки батонов для удаления воздуха, попавшего в фарш при его обработке, оболочки прокалывают в нескольких местах (штрикуют) на концах и вдоль батона специальной металлической штриковкой, имеющей 4 или 5 тонких игл. Батоны в целлофане не штрикуют.
Перевязанные батоны навешивают за петли шпагата на палки так, чтобы они не соприкасались между собой.
2.2.4 Термическая обработка колбасных изделий.
Термическая обработка — заключительная стадия производства колбасных изделий; она включает осадку, обжарку, варку копчение, охлаждение и сушку. Мясные хлебы и паштеты запекают.
Осадка. Операция осадки (выдержки) фарша после формования батона предусматривается для всех видов колбасных изделий, кроме ливерных колбас. Продолжительность осадки зависит от вида колбас. Кратковременную осадку проводят при получении вареных и полукопченых колбас, она длится 2—4 ч. На большинстве предприятий осадку вареных и полукопченых колбас проводят по пути их прохождения из шприцовочного отделения в обжарочное при температуре в помещении не выше 12 оС. В процессе осадки восстанавливаются химические связи между составными частями фарша, разрушенные при измельчении и шприцевании, увеличивается доля прочносвязанной влаги. Фарш уплотняется и становится монолитным, а готовый продукт получается более сочным, с лучшей консистенцией. Одновременно происходят реакции, стабилизирующие окраску фарша в результате действия нитрита натрия. Оболочка подсушивается, испаряется некоторое количество избыточной влаги.
Длительную осадку (5—7 сут) применяют при изготовлении сырокопченых и сыровяленых колбас, а также полукопченых (1 сут) и варено-копченых (4 сут) колбас, изготовленных из подмороженного мяса. При длительной выдержке между элементами разрушенной системы мышечных волокон возникают достаточно прочные химические связи, способствующие образованию вторичной структуры. В сырье протекают ферментативные процессы, вызываемые жизнедеятельностью микроорганизмов и активизацией ферментов мышечной ткани, т. е. мясо созревает. Испаряется свободная влага. В результате осадки улучшаются консистенция, запах, цвет и вкус колбасных изделий.
Длительную осадку производят в специальных камерах, где поддерживают относительную влажность воздуха 85—90 % и температуру 4—8 или 2—4 °С в зависимости от вида колбас и технологии. Осадочные камеры оборудованы подвесными путями. Для создания необходимого микроклимата используют пристенные батареи и воздухоохладители.
При осуществлении осадки следует иметь в виду, что излишнее подсушивание оболочки может привести к образованию корочки под оболочкой и морщинистости.
Обжарка. После осадки сосиски, сардельки, вареные и полукопченые колбасы обжаривают. Обжарка является разновидностью копчения, ее проводят дымовым газом при 90±10 °С.
В зависимости от вида колбасной оболочки, ее газопроницаемости, размеров и диаметра батонов обжарка длится от 30 мин до 2,5 ч. При этом батоны прогреваются до 45±5 оС, т. е. до температуры, при которой начинается денатурация мышечных белков. Оболочка упрочняется и становится золотисто-красного цвета, а фарш приобретает розово-красную окраску вследствие распада нитрита натрия. При обжарке фарш поглощает некоторое количество коптильных веществ из дыма, прядающих приятный запах и вкус. Кроме того, из фарша испаряется часть слабосвязанной влаги, что способствует получению монолитного продукта. В зависимости от рецептуры и диаметра оболочки масса уменьшается на 7—12 %.
Если температура при обжарке понижена, а продолжительность увеличена, то фарш обесцвечивается, его консистенция становится ноздреватой. Если же продолжительность обжарки недостаточная, то колбасные батоны получаются бледно-серого цвета.
При неправильном проведении процессов посола, составления фарша и обжарки (т. е. при несоблюдении температурного режима) фарш может закиснуть.
Варка и запекание. Варят все виды колбасных изделий, за исключением сырокопченых и сыровяленых колбас. В результате варки продукт достигает кулинарной готовности. Варку проводят при 71±1 °С. Такая температура обеспечивает гибель до 99 %клеток вегетативной микрофлоры. Составные части мясопродуктов претерпевают значительные изменения: растворимые белки мышечной ткани денатурируют (свертываются), происходит изменение их структуры и физико-химических свойств, белки соединительной ткани (коллаген) свариваются, распадаются на более мелкие, разрыхляются, становятся менее прочными и лучше связывают воду.
Как мышечные белки, так и белки соединительной ткани после варки лучше расщепляются ферментами пищеварительной системы. Изменения претерпевают экстрактивные вещества мяса, формирующие запах и вкус колбасных изделий. Жировая фракция плавится и образует с водой эмульсии, улучшаются консистенция и вкус готовых изделий; завершается формирование цвета колбасных изделий, они становятся розово-красными.
Однако при варке разрушается некоторое количество витаминов, содержащихся в сыром мясе.
Колбасные изделия варят в универсальных и паровых камерах, а также в водяных котлах при температуре 75—80 °С.
При варке в универсальных и паровых камерах колбасные изделия на рамах или тележках загружают в камеру, куда через трубу поступает острый пар. При варке в водяных котлах колбасу погружают в горячую воду и варят при 85—90°С. Варка острым паром менее трудоемка и более экономична. Температуру контролируют термометрами и термопарами.
Продолжительность варки зависит от вида и диаметра колбасы. Сокращение длительности варки или снижение температуры могут привести к недоварке и порче продукта в результате закисания. Недоваренный фарш более темный, при разрезании он прилипает к ножу. Более длительная варка также нежелательна, а при повышенной температуре может лопнуть оболочка, особенно белковая, образуются отеки жира и бульона, фарш становится сухим и рыхлым.
При производстве сосисок без оболочек (метод ВНИИМПа) процессы термической обработки совмещают в одном термоагрегате, состоящем из камер подсушивания, варки и охлаждения. Температура горячего воздуха в агрегате 100—110 °С, скорость его движения 1,5—2,5 м / с, относительная влажность 30—80 %; в течение 30 мин температура внутри батончика достигает 70—78 °С.
Для ускорения варки продукты обрабатывают токами высокой и сверхвысокой частоты (ТВЧ- и СВЧ-нагрев), а также токами переменной частоты и инфракрасными лучами. При использовании ТВЧ- и СВЧ-нагрева продолжительность варки сокращается до 1—5 мин. СВЧ-нагрев сопровождается меньшими потерями витаминов и белков. Мясопродукты, обработанные в поле СВЧ, обладают более высокой пищевой ценностью, чем при традиционном нагреве. Существующее современное оборудование позволяет совместить осадку, обжарку и варку.
Как было сказано ранее, мясные хлебы и паштеты, которые изготавливают без оболочки, запекают в металлических формах в электрических, газовых, ротационных или шахтных печах. При запекании нагревание производят горячим воздухом при 130—150 °С в течение 3—4 ч. Запекание обеспечивает уничтожение микрофлоры.
2.2.5 Охлаждение.
Колбасные изделия после варки (или запекания) направляют на охлаждение. Эта операция необходима потому, что после термообработки в готовых изделиях остается часть микрофлоры, и при достаточно высокой температуре мясопродуктов (35—38 °С) микроорганизмы начнут активно развиваться. Колбасные изделия быстро охлаждают до достижения температуры в центре батона 0—15 °С. Необходимо учитывать, что охлаждение продукта сопровождается интенсивным испарением влаги, т. е. уменьшается выход готовой продукции. Чтобы снизить потери, охлаждение вареных колбасных изделий в оболочке проводят вначале водой, затем воздухом. Охлаждение водой под душем длится 10—15 мин, при этом температура внутри батона снижается до 30—35 °С. Для охлаждения колбас используют холодную водопроводную воду (10—15 оС). При таких условиях охлаждения потери массы не превышают 1,5 %, колбасные изделия отмывают от загрязнений, предотвращается сморщивание оболочки. Для улучшения внешнего вида колбас и сокращения расхода воды применяют форсунки с мелким распылением воды; расход воды на охлаждение вареных колбас снижается почти вдвое.
После охлаждения водой колбасные изделия направляют в помещения с температурой 0—8 °С, где они охлаждаются до температуры не выше 15 °С.
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 3.1.1 Производительность термокамеры КОН-5
Производительность в кг/ч
, (3.1)
где Gтер=336 кг – масса продукта единовременно загружаемого в камеру;
τосн=1,1 ч – длительность одного цикла тепловой обработки продукта;
τвс=0,1 ч – время на загрузку продукта и выгрузку его из камеры.
кг/ч
Производительность в кг/см
, (3.2)
где Тсм =8 ч – продолжительность смены;
φ=0,5 – коэффициент использования оборудования в течении смены.
кг/см
Количество термокамер
; (3.3)
где М=2000 кг – масса продукта, вырабатываемого в смену;
m=168 кг – средняя загрузка продукта на одну раму;
n=2 – количество рам в камере.
Принимаем 2 универсальные термокамеры КОН-5
Производительность агрегата для измельченияи посола мяса Я2-ФХ2Т
, (3.4)
где m=1 – число заходов шнека;
D2=0,25 м – наружный диаметр шнека;
D1=0,12 м – диаметр впадин витков шнека;
t=0,12 – шаг винтовой лопасти шнека;
b1=0,017 м – ширина винтовой лопасти по внутреннему радиусу шнека;
b2=0,006 м – ширина винтовой лопасти по наружному радиусу шнека;
α – угол подъема винтовой линии по среднему диаметру шнека;
(3.5)
nш =205 об/мин – максимальная частота вращения шнека;
ρ=950 кг/м3 – плотность измельченного мяса;
Кн=0,65 – коэффициент наполнения полости шнека продуктом;
Кп=0,45 – коэффициент учитывающий степень уплотнения продукта;
Кс=0,3 – коэффициент характеризующий подачу продукта шнеком.
кг/ч
Принимаем 1 агрегат Я2-ФХ2Т
Производительность куттера Л5-ФКМОбъемная производительность куттера, м3/с
; (3.6)
где τ=120 с – длительность процесса измельчения;
τ0=130 с – длительность вспомогательных операций;
V – объем загружаемого продукта, м3.
; (3.7)
где α=0,6 – коэффициент заполнения чаши;
R=0,33 м – расстояние от оси вращения до оси ножевого вала;
S0 – площадь сегмента, при помощи которого образована чаша, м2 ( см. рис. 3.1).
; (3.8)
где мм,
D=0,5 м – диаметр куттерной головки,
2 мм – зазор между ножом и чашей;
θ=160° - (см. рис. 3.1)
м2
м3
м3/с
Объемная производительность куттера, м3/ч
м3/ч
Массовая производительность куттера, кг/ч
, (3.9)
где ρ=1120 кг/м3 – плотность фарша
кг/ч
Производительность автомата Л5-ФАЛ
Определяем производительность автомата по производительности шприца
, (3.10)
где Dн=0,25 м – наружный диаметр рабочей части шнека;
Dв=0,12 м – внутренний диаметр рабочей части шнека;
S=0,15 м – шаг шнека;
Ку=1,075 – коэффициент увеличения ширины впадины шнека;
n=205 об/мин – частота вращения шнека;
Кф=0,5 – коэффициент подачи фарша в шприц;
α=300 – угол подъема винтовой линии шнека.
кг/ч
Принимаем в линию 1 автомат Л5-ФАЛ
3.2 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Мощность двигателя для привода куттерной головки, кВт
, (3.11)
где а≈2,7 кДж/м2 – удельный расход энергии на перерезывание слоя фарша
(без добавления воды);
Кз=1,3 – коэффициент запаса мощности;
ηпр=0,9 – КПД привода;
nн – частота вращения ножей
Угловая скорость вращения ножей
с-1 (3.12)
здесь υ=65 м/с – оптимальная скорость резания
об/мин,
кВт
Выбираем двигатель 4А200М2У3 мощностью Nдв=37 кВт, синхронной частотой вращения nс=3000 об/мин, s=1,9%. т. П1 [9]
Частота вращения ротора двигателя, об/мин
об/мин (3.13)
3.3 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
М1
М2
М3
I
II
III
IV
V
D1
D2
uрем1
uч
uрем2
N=37 кВт,
n=2940 об/мин
N=2,2 кВт,
n=950 об/мин
Рис. 3.2 Кинематическая схема куттера
Привод куттерной головкиПередаточное отношение ременной передачи:
Угловые скорости:
с-1
с-1 (см. п. 3.2)
Вращающие моменты:
Нм (3.14)
Нм (3.15)
Привод чаши
Общее передаточное отношение:
где n5=20 об/мин – частота вращения чаши
Назначаем передаточное отношение червячного редуктора uч=40, тогда передаточное отношение ременной передачи:
Угловые скорости:
с-1
с-1
3.4 РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ
Расчет ременной передачи привода ножевого валаИсходные данные:
передаточное отношение uрем1= 1,19
частота вращения ведущего шкива n1=nдв=2940 об/мин (см. п. 3.3)
передаваемая мощность N1=35,4 кВт (см. п. 3.2)
вращающий момент Т1=115 Нм
расположение передачи вертикальное
тип режима работы легкий, двухсменный
Выбираем сечение ремня Б рис.7.3 [9]
Диаметр меньшего шкива
мм (3.16)
принимаем по ГОСТ 17383-73 D1=180 мм
Диаметр большего шкива
мм,
где ε=0,15 коэффициент упругого скольжения
принимаем D2=210 мм
Уточняем передаточное отношение
; (3.17)
при этом частота вращения вала 2
об/мин
Расхождение с первоначальным значением
что меньше допускаемого
Окончательно принимаем диаметры шкивов: D1=180 мм; D2=210 мм
Межосевое расстояние
, (3.18)
где Т0=10,5 мм т. 7.7[9]
мм
; (3.19)
мм
по условию компоновки привода принимаем ар=500 мм
Расчетная длина ремня
(3.20)
мм
принимаем по ГОСТ 1284.1-80 L=1600 мм
Уточняем значение межосевого расстояния
, (3.21)
где мм
мм2
мм
При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на мм для надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на мм для натяжения ремней.
Угол обхвата меньшего шкива
; (3.22)
Коэффициент режима работы;
при среднем режиме и двухсменной работе Ср=1,1 т.7.10[9] Коэффициент длины ремня СL=0,93 т.7.9[9]
Коэффициент угла обхвата Сα=1 стр.135[9]
Коэффициент числа ремней;
предполагая что z>6 Cz=0,85 стр.135[2]
Число ремней
, (3.23)
где Р0 - мощность передаваемая одним ремнем:
при D1=180 мм, n1=2000 об/мин , u=1,2, Lр=2240 мм, сечении ремня Б
Р0=5,86 кВт т.7.8[9]
принимаем z=8
Натяжение ветви клинового ремня
, (3.24)
где v-скорость ремня
м/с (3.25)
-коэффициент влияния центробежных сил
для ремней сечения Б стр.136[9]
Н
Давление на валы
; (3.26)
Н
Ширина шкивов
, (3.27)
где е=19 мм, f=12,5 мм т.7.12[9]
мм
Проектный расчет ножевого вала
Расчет выполняем на кручение при статической нагрузке.
Допускаемое напряжение:
Мпа,
где МПа временное сопротивление для стали 40ХН.
Принимаем МПа
Диаметр вала под ступицей шкива
мм (3.28)
Принимаем:
диаметр вала под ступицей мм,
диаметр вала под подшипниками мм
Конструктивные размеры ведомого шкиваДиаметр шкива D=210 мм,
ширина шкива В=158 мм,
сечение ремня Б (см.п. 3.4.1)
Диаметр ступицы мм
принимаем dст=55 мм
Длинна ступицы мм
принимаем lст=60 мм
Расчет подшипников
Силы действующие на вал:
от ременной передачи Fв=4430 Н; (см.п. 3.4.1)
составляющие силы резания:
окружная Н, (3.29)
осевая Н, (3.30)
где β=20◦ - угол заточки ножей
Реакции подшипников в плоскости XoZ
; Н
; Н
Реакции подшипников в плоскости YoZ
;
Н
;
Н
Проверка: ,
реакции определены верно.
Суммарные реакции
Н
Н
Для обоих опор назначаем сдвоенные радиальные подшипники средней серии
| Условное обозначе- ние подшипника | d мм | D мм | В мм | С кН | С0 кН |
307 | 35 | 80 | 21 | 28,1 | 14,6 |
Расчет ведем для более нагруженной опоры В
,
при таком отношении коэффициент осевого нагружения е=0,19 т. 9.18 [9]
,
расчет проводим с учетом осевой нагрузки.
Коэффициенты: X=0,56 Y=2,3 т. 9.18 [9]
Эквивалентная нагрузка
(3.31)
где V=1, т.к вращается внутреннее кольцо
Кσ=1,2 т. 9.19[9]
Кт=1, т.к рабочая температура подшипника <100°С
Н
Долговечность подшипника в млн.об
(3.32)
млн.об
Долговечность подшипника в часах
(3.33)
ч
Долговечность достаточна
Проверка прочности шпоночного соединенияНазначаем под ступицу ведомого шкива шпонку призматическую со скругленными торцами.
Материал шпонки – сталь 45, σВ=780 МПа
Ступица шкива чугунная, [σсм]=60 МПа стр.170[9]
Диаметр вала dв= 50 мм
Размеры шпонки: мм, мм;
принимаем по ГОСТу l=56 мм.
Размеры паза: вала t1=5,0 мм, ступицы t2=3,3 мм т.8.9[9]
Напряжения смятия
МПа < (3.34)
Условие прочности выполняется.
Уточненный Проверочный расчет ножевого валаЭпюры изгибающих и крутящих моментов
Плоскость YoZ: (см. рис. 3.3)
MxС= Нм
MxА= Нм
MxB= Нм
MxD=0
Плоскость XoZ:
МyС=0
МyА= Нм
МyB=
МyD=0
Суммарная эпюра Ми:
МиС=42 Нм
МиА= Нм
МиВ=709 Нм
МиD=0
Крутящий момент:
на всех участках Мк=Т2=123 Нм
Материал вала – Сталь 40ХН нормализованная, σВ=930 МПа
Пределы выносливости:
МПа
МПа
Сечение D.
Проверяем на кручение. dв=30 мм, Мк=123 Нм (см. рис. 3.3)
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза
глубиной t1=5 мм, шириной b=10 мм.
Момент сопротивления кручению
; (3.35)
мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
МПа (3.36)
Коэффициент концентрации напряжений кτ=1,9 т.8.5[9]
Масштабный фактор ετ=0,77 т.8.8[9] Коэффициент асимметрии цикла ψτ=0,1 стр.166[9]
Коэффициент запаса прочности
; (3.28)
Сечение В.
Здесь действуют максимальный изгибающий момент МиВ=709 Нм (см. рис. 3.3). Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с натягом. Диаметр вала dп=35 мм.
Моменты сопротивления
мм3
мм3
Амплитуда нормальных напряжений
МПа
Среднее напряжение σm=0
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
МПа
Коэффициенты
т. 8.7 [9]
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
(3.29)
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Результирующий коэффициент запаса прочности
(3.30)
Во всех опасных сечениях условие прочности выполняется:
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Расчет экономической эффективности замены волчка Я2-ФХ2Т
на Я2-ФХ2Т-02
Таблица 4.1 Нормативные данные для расчета
Показатели | Оборудование для сравнения Я2-ФХ2Ткуттер Л5-ФКБ | Новое оборудование Я2-ФХ2Т-02куттер Л5-ФКМ |
| Производительность оборудования, кг/ч | 12003500 | 45002250 |
| Стоимость оборудования, тыс. руб | 100000300 000 | 380 000120000 |
| Нормативный коэффициент эффективности инвестиции, % | 0,150,15 | 0,15 |
| Продолжительность работы оборудования в сутки, ч | 2323 | 23 |
| Мощность электродвигателя оборудования, кВт | 4115 | 7,750,23 |
| Тариф за 1 кВт/ч | 1,71,7 | 1,7 |
| Норма амортизации оборудования, % | 1212 | 12 |
| Норма расхода на текущий ремонт, % | 2020 | 20 |
| Число рабочих обслуживающих оборудование, с учетом смены работы предприятия, чел | 1 1 | 1 |
| Среднее число рабочих часов в месяц | 163,3163,3 | 163,3 |
| Часовая тарифная ставка оператора 4 разряда, руб | 19,719,7 | 19,7 |
| Размер доплат, % | 5050 | 50 |
| Средний размер премий, % | 7070 | 70 |
| Районный коэффициент | 0,150,15 | 0,15 |
| Размер дополнительного фонда зарплаты, от основного, % | 1010 | 101 |
| Отчисления на социальные нужды, от общего фонда зарплаты, % | 26,226,2 | 26,2 |
| Затраты на охрану труда, % | 1010 | 10 |
4.1.1 Капитальные вложения
Квл=Спобор+Тр+М+Пр, (4.1)
где Спобор – первоначальная стоимость оборудования;
Тр — транспортные расходы на перевозку оборудования;М — монтажные работы;
Пр — прочие неученые расходы;
1. Базовый вариант Я2-ФХ2Т куттер Л5-ФКБ
2. Проектируемый вариант Я2-ФХ2Т-02куттер Л5-ФКМ
Транспортные расходы на проектируемое оборудование
Тр=20·Спобор/100, (4.2)
1. Тр=20·1300000 /100 = 260000 руб 2. Тр=20·12380000 /100 = 2476000 руб
Монтажные расходы
М=40·Спобор /100, (4.3)
1. М=40·1300000 /100= 4120000 руб 2. М=40·12380000 /100 = 48152000 руб
Прочие неучтенные расходы
Пр=10·Спобор /100, (4.4)
1. Пр=10·1300000 /100=130000 руб 2. Пр=10·12380000 /100=1238000 руб
Общая сумма капитальных вложений
1. Квл=260000 + 4120000 + 130000 + 1300000 = 17510000 руб 2. Квл=2476000 + 48152000 + 1238000 + 12380000 = 444646000 руб
4.1.2 Годовой объём продукции
Ргод=Рсут·Фрв, (4.5)
где Рсут — суточная производительность, т
Фрв — количество рабочих дней в году
Суточная производительность
Рсут=Рчас·23, (4.6)
где Рчас — часовая производительность
1. Рсут=3500·23 = 27680500 кг
2. Рсут=4500·23 = 103500 51750 кг
Фонд рабочего времени Волчка
Фрв=365-(Дкр + Д тр+ До), (4.7)
где Дкр — количество дней, затраченных на капитальный ремонт;
Дтр — количество дней, затраченных на текущий ремонт;
До — количество дней, затраченных на осмотры
Среднее число дней на капитальный ремонт
Дкр=Тк/Рц, (4.8)
где Ткр — продолжительность капитального ремонта;
Рц — ремонтный цикл
Дкр=4/5=1 день
Дни на осмотр
До=365·Т0/tо·24, (4.9)
где То — продолжительность остановок на осмотр;
tо — период между осмотрами
До=365·3/30·24=2 дня
Дни на текущий ремонт
Дтр=365·Ттр/tтр·24, (4.10)
где Ттр — продолжительность текущего ремонта;
tтр — период текущих ремонтов
Дтр=365·48/180·24= 4 дня
Фрв=365-(1 +2+ 4)= 358 дней
Ргод=Рсут· Фрв
1. Ргод=805001200·358 = 2881 4296 т 2. Ргод=1035002250·358 = 3705 8055 т
4.1.3 Текущие затраты
Зарплата оператора с отчислением на социальные нужды
ФЗПтестоводаФЗПоператора=(Пр + Тмес + Д + ФЗПдоп)·12·Рк·1, (4.11)
а) Месячная тарифная ставка оператора
Тмес = 19,17·163,3=3130,4 руб
б) доплаты
Д=Тмес·%Д/100, (4.12)
Д=3130,4·50/100=1565,2 руб
в) Премия
П=3130,4·70/100=2191,2 руб
г) Фонд заработной платы основной
ФЗПосн=130,4+1565,2+2191,2=6886,8 руб
д) дополнительный фонд заработной платы
ФЗПдоп=ФЗПосн·10/100, (4.13)
ФЗПдоп=6886,8·10/100=688,68 руб
е) отчисление на социальные нужды
Ос.н=ФЗП·26,2/100, (4.14)
Ос.н=418179·26,2/100=109563 руб
109563 руб
Текущие затраты на тонну продукции
ТЗед.пр=ТЗ/Ргод, (4.19)
1. ТЗед.пр=854355/2881 = 297 руб/кг 2. ТЗед.пр=808427/З7О5 219 руб/кг
4.1.4 Условно-годовая экономия
Эуггод= (Сед1 1т-Сед21т)·Ргод2 , (4.20)
Эуггод=( 297-219)·3705=288990 руб
4.1.5 Экономический эффект от внедрения Волчка Я2-ФХ2Т-02
Эф=[(С1т1+ Ен·Куд1) - (С1т2+ Ен·Куд2)]·Ргод2,
где С1т — себестоимость 1 тонны;
Ен — нормативный коэффициент эффективности капитального вложения;
Куд — удельное капитальное вложение
Удельные капитальные вложения
Куд=Квл/Ргод, (4.22)
1. Куд=510000/2881=177,5 руб 2. Куд =646000/3705 =174,5 руб
Эф=[(297+0,15·177,5) - ( 219+0,15·174,5)]·3705=288990 руб
4.1.6 Приведенные затраты
Зприв=(С1т+Ен·Куд)·Ргод2, (4.23)
1. Зприв=(297+0,15·177,5)·3705= 1200420 руб 2. Зприв=(219+0,15·177,5)·3705= 911430 руб
4.1.7 Срок окупаемости капитальных вложений и Е
Окупаемость капитальных вложений
Ток=Квл/Эуг, (4.24)
Ток=646000/288990=2,3 года
Коэффициент эффективности капитальных вложений
Е=Эуг/Квл, (4.25)
Е=288990/646000=0,5
4.1.8 Рост производительности труда
Производительность труда
Пт=Ргод/чел, (4.26)
1. Пт=2881/1=2881 т 2. Пт=3705/1=3705 т
Рост производительности труда
РПТ=(ПТ2/ПТ1)·100-100, (4.27)
РПТ=(3705/2881)·100-100=28 %
Таблица 4.2 Экономическая эффективность замены волчка Я2-ФХ2Т на волчек Я2-ФХ2Т-02
Показатели | Я2-ФХ2Т | Я2-ФХ2Т-02 | Отклоне-ние |
| 1.Годовой объем производства, т | 2881 | 3705 | +824 |
| 2.Сумма кап. вложений, руб | 510000 | 646000 | + 136000 |
| 3.Сумма текущих затрат, руб | 854355 | 808427 | 45928 |
| 4.Условно годовая экономия, руб | ________ | 288990 | _________ |
| 5.Экономическая эффективность, руб | 288990 | __________ | |
| 6.Приведенные затраты, руб | 1200420 | 911430 | 288990 |
| 7.Срок окупаемости кап. вложений, год | _________ | 2,3 | __________ |
| 8.Кэффициент экономической эффективности кап. вложений | _________ | 0,5 | ___________ |
| 9.Рост производительности труда, % | _________ | 28 | ___________ |
Вывод: Замена волчка Я2-ФХ2Т на Я2-ФХ2Т-02 экономически эффективна, т.к. производительность новой машины больше на 824 кг. В результате чего получили условно годовую экономию 288990 руб.
Экономический эффект от внедрения новой машины Я2-ФХ2Т-02 составит 288990 руб.
На экономический эффект так же повлияли: снижение текущих затрат на тонну продукции. Срок окупаемости капиталовложений равный 2,3 года не превышает нормативного (6,7 года). Коэффициент эффективности капиталовложений равный 0,5 меньше нормативного (0,15).
4.2 График ППР
Таблица 4.3 Нормативные данные для построения графика ППР
Наименование и марка оборудования | Осмотр | Текущий ремонт | Кап. ремонт | |||
| То | to | Tо | tо | Дкр | Рц | |
Я2-ФХ2Т-02 | 4 часа | 30 дней | 16 часов | 90 дней | 5 дней | 3 года |
4.2.1 Количество текущих ремонтов в ремонтном цикле
Ктр=Рц/tтр-1
Ктр=3360/90 -1=11 ремонтов
4.2.2 Количество осмотров в ремонтном цикле
Ко=Рц/tо-( Ктр+ 1)
Ко=3·360/30-( 11+1)=22 осмотра
4.2.3 Количество осмотров в межремонтном периоде
Комп=tтр/tо-1
Комп=90/30-1=2 осмотра
4.2.4 Структура ремонтного цикла
К-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-К
Последний осмотр проведен 23 декабря 2007 года
Таблица 4.4. График ППР на 2008 год
| Наименование оборудования | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрьь |
| Я2-ФХ2Т-02 | о | о | т | о | о | т | о | о | т | о | о | т |
| 22 | 21 | 23 | 22 | 22 | 21 | 21 | 20 | 19 | 19 | 18 | 18 | |
| 4 ч | 4 ч | 16 ч | 4 ч | 4 ч | 16 ч | 4 ч | 4 ч | 16 ч | 4 ч | 4 ч | 16 ч |
Годовой фонд заработной платы
ФЗПгод=(6887+688,7)·12·1,15·4=418179 руб
418179 руб
Затраты на электроэнергию
Сэ/эн=Nэ.дв·Фрв·23·0,7·ц, (4.15)
Сэ/эн=41·358·23·0,7·1,7=401737 руб
Сэ/эн=50,23·358·23·0,7·1,7=492177 руб
Затраты на текущий ремонт
Зт.р=Собор·20/100, (4.16)
Зт.р=100000·20/100=20000 руб
Зт.р=120000·20/100=24000 руб
Затраты на амортизацию оборудования
А=Собор·На/100, (4.17)
где На – норма амортизации (12%)
А=100000·12/100=12000 руб
А=120000·12/100=14400 руб
Затраты на охрану труда
Зохр.тр=ФЗП·20/100, (4.18)
Зохр.тр=418179·20/100=83636 руб
83636 руб
Итого:
1. Тз=418179+109563+401737+20000+12000+83636=1045115 руб
2. Тз=418179+109563+492177+24000+14400+83636=1141955 руб
Текущие затраты на тонну продукции
ТЗед.пр=ТЗ/Ргод, (4.19)
1. ТЗед.пр=1045115/4296=244 руб/кг 2. ТЗед.пр=1141955/8055=142 руб/кг
4.1.4 Условно-годовая экономия
Эуггод= (Сед1 1т-Сед21т)·Ргод2 , (4.20)
Эуггод=( 244-142)·8055=821610 руб
4.1.5 Экономический эффект от внедрения куттера Л5-ФКМ
Эф=[(С1т1+ Ен·Куд1) - (С1т2+ Ен·Куд2)]·Ргод2, (4.21)
где С1т — себестоимость 1 тонны;
Ен — нормативный коэффициент эффективности капитального вложения;
Куд — удельное капитальное вложение
Удельные капитальные вложения
Куд=Квл/Ргод, (4.22)
1. Куд=170000/4296=39,5 руб 2. Куд =444000/8055=55,2 руб
Эф=[(244+0,15·39,5) - ( 142+0,15·55,2)]·8055=802278 руб
4.1.6 Приведенные затраты
Зприв=(С1т+Ен·Куд)·Ргод2, (4.23)
1. Зприв=(244+0,15·39,5)·8055= 2012944,5 руб 2. Зприв=(142+0,15·55,2)·8055= 1210666,5 руб
4.1.7 Срок окупаемости капитальных вложений и Ен
Окупаемость капитальных вложений
Ток=Квл/Эуг, (4.24)
Ток=444000/821610=0,54 года
Коэффициент эффективности капитальных вложений
Е=Эуг/Квл, (4.25)
Е=821610/444000=1,85
4.1.8 Рост производительности труда
Производительность труда
Пт=Ргод/чел, (4.26)
1. Пт=4296/1=4296 т 2. Пт=8055/1=8055 т
Рост производительности труда
РПТ=(ПТ2/ПТ1)·100-100, (4.27)
РПТ=(8055/4296)·100-100=88 %
Таблица 4.2 Экономическая эффективность замены куттера Л5-ФКБ на куттер Л5-ФКМ
Показатели | Л5-ФКБ | Л5-ФКМ | Отклоне-ние |
| 1.Годовой объем производства, т | 4296 | 8055 | + 3759 |
| 2.Сумма кап. вложений, руб | 170000 | 444000 | + 274000 |
| 3.Сумма текущих затрат, руб | 1045115 | 1141955 | + 96840 |
| 4.Условно годовая экономия, руб | ________ | 821610 | _________ |
| 5.Экономическая эффективность, руб | 802278 | __________ | |
| 6.Приведенные затраты, руб | 2012944,5 | 1210666,5 | 802278 |
| 7.Срок окупаемости кап. вложений, год | _________ | 0,54 | __________ |
| 8.Кэффициент экономической эффективности кап. вложений | _________ | 1,85 | ___________ |
| 9.Рост производительности труда, % | _________ | 88 | ___________ |
Вывод: Замена куттера Л5-ФКБ на куттер Л5-ФКМ экономически эффективна, т.к. производительность новой машины больше на 3759 кг. В результате чего получили условно годовую экономию 821610 руб.
Экономический эффект от внедрения новой машины Л5-ФКМ составит 802278 руб.
На экономический эффект так же повлияли: снижение текущих затрат на тонну продукции. Срок окупаемости капиталовложений равный 0,54 года не превышает нормативного (6,7 года). Коэффициент эффективности капиталовложений равный 1,85 больше нормативного (0,15).
4.2 График ППР
Таблица 4.3 Нормативные данные для построения графика ППР
Наименование и марка оборудования | Осмотр | Текущий ремонт | Кап. ремонт | |||
| То | to | Tо | tо | Дкр | Рц | |
куттер Л5-ФКМ | 4 часа | 30 дней | 16 часов | 90 дней | 5 дней | 3 года |
4.2.1 Количество текущих ремонтов в ремонтном цикле
Ктр=Рц/tтр-1
Ктр=3360/90 -1=11 ремонтов
4.2.2 Количество осмотров в ремонтном цикле
Ко=Рц/tо-( Ктр+ 1)
Ко=3·360/30-( 11+1)=22 осмотра
4.2.3 Количество осмотров в межремонтном периоде
Комп=tтр/tо-1
Комп=90/30-1=2 осмотра
4.2.4 Структура ремонтного цикла
К-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-Т-2(О)-К
Последний осмотр проведен 23 декабря 2007 года
Таблица 4.4. График ППР на 2008 год
| Наименование оборудования | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрьь |
| Я2-ФХ2Т-02 | о | о | т | о | о | т | о | о | т | о | о | т |
| 22 | 21 | 23 | 22 | 22 | 21 | 21 | 20 | 19 | 19 | 18 | 18 | |
| 4 ч | 4 ч | 16 ч | 4 ч | 4 ч | 16 ч | 4 ч | 4 ч | 16 ч | 4 ч | 4 ч | 16 ч |
5 РЕМОНТ И МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ ЛИНИИ
Для поддержания оборудования в работоспособном состоянии нужен систематический уход за ним и высококачественный ремонт. Под монтажом следует понимать всю совокупность операций, как подготовительных, так и исполнительных, включающих расконсервацию оборудования , ревизию, агрегатную сборку, установку на фундаменте, выверку, подключение, индивидуальное испытание. Монтажные работы могут производиться как на вновь строящемся, так и на действующем предприятии при оснащении его дополнительным оборудованием или реконструкции отдельных цехов и участков. От качества работ по монтажу, наладке, диагностике и ремонту технологического оборудования, подъемно-транспортных устройств и технологических трубопроводов в значительной мере зависит быстрейшее освоение проектных мощностей, эксплуатационная надежность оборудования, а в конечном итоге качество выпускаемой продукции и экономические показатели, как отдельных предприятий, так и отрасли в целом.
Специфика условий эксплуатации машин и аппаратов в мясной промышленности (повышенная влажность, широкий интервал положительных, отрицательных температур, агрессивные среды и инфекционная опасность) создает дополнительные трудности и предъявляет повышенные требования к надежности оборудования. Эти требования необходимо постоянно учитывать при выполнении монтажных, наладочных и ремонтных работ.
Монтаж, наладку, диагностику и ремонт оборудования выполняют техники-механики, слесари - ремонтники, наладчики и другие специалисты. Каждый работник должен в совершенстве знать конструкцию, принцип действия, правила и особенности монтажа, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта машин и аппаратов.
монтаж оборудования
5.1.1 Монтаж агрегата для измельчения и посола мяса Я2-ФХ2Т-02
Установка
Агрегат устанавливается на виброизолирующие опоры и выставляется в продольноми поперечном направлении по уровню. За базовую поверхность принять поверхность фланца дежи фаршемешалки. После монтажа производится разводка кабелей и электропроводов от пульта управления к электрошкафу и двигателям.
Собранный агрегат с помощью виброизолирующих опор, выставляется по уровню с точностью 1,0:1000 мм в продольном и поперечном направлениях.
После завершения монтажа необходимо удалить с поверхностей агрегата антикоррозионное покрытия и протереть их чистой ветошью. Запрещается употреблять для чистки агрегатно-металлические предметы.
Наладка
После выверки агрегата проводят ревизию его узлов. Кратковременными пусками проверяют правильность вращения шкива электродвигателя, предварительно сняв клиновые ремни. Направление вращения шкива электродвигателя должно быть против часовой стрелки, если смотреть со стороны шкива при снятом со станины щитке. Перед испытанием на холостом ходу надевают клиновые ремни и регулируют их натяжение.
Ревизии подлежит ножевой механизм волчка и рабочий шнек. Шейки шнеков и режущий механизм при сборке смазывают пищевым жиром. Затем, прокручивая вал электродвигателя за ремни вручную, определяют легкость вращения валов. Выявленные дефекты устраняют и проводят испытания кратковременными пусками на холостом ходу. Избегают излишних холостых ходов при отсутствии в ножевом механизме смазки или измельчаемого сырья, так как работа на «сухих» ножах приводит к их преждевременному затуплению.
При испытаниях под нагрузкой следят за тем, чтобы вместе с мясом в машину не попадали кусочки костей и другие предметы, регулируют работу режущего механизма. Значительная затяжка гайки на волчке приводит к заклиниванию двустороннего ножа между плоскостями сеток и может вызвать поломку машины. Излишний зазор между лезвиями крестообразного ножа и плоскостями решеток ухудшает условия резания, снижает качество измельченного сырья и увеличивает потребляемую мощность. Лезвия ножей должны плотно прилегать к плоскостям ножевых решеток.
После окончания испытаний под нагрузкой поверхности волчка, соприкасающиеся с перерабатываемым сырьем (чаша, корпус, рабочий шнек, питательные шнеки, корпус питательных шнеков, ножи, решетки, подпора шнека, гайка-маховик цилиндра), подвергают санитарной обработке: моют горячей водой и стерилизуют кипятком. Затем все поверхности перечисленных деталей (за исключением загрузочной чаши) протирают насухо, сушат и смазывают тонким слоем несоленого пищевого жира. В случае длительной остановки машины, например при ремонте, детали смазывают технической антикоррозийной смазкой, а не пищевым жиром.
Подготовка к работе.
Состав обслуживающего персонала.
Агрегат обслуживается одним рабочим с квалификацией не ниже IV разряда. Порядок подготовки основных частей агрегата к работе.
До начала работы необходимо:
1) обеспечить санитарное состояние агрегата в соответствии с “Правилами техники безопасности и производственной санитарии для мясной промышленности”;
2) установить режущий инструмент согласно действующей на предприятии
— потребителе инструкции;
3) освободить подходы к зоне обслуживания агрегата;
4) очистить поверхность пола в зоне обслуживания;
5) подготовить подачу сырья к месту загрузки агрегата.
5.1.2 Монтаж куттера
Работы по пуску и наладке куттера начинают с проверки установки машины согласно проекту и надежности крепления куттера к фундаменту.
Куттер устанавливают на фундаменте или бетонных перекрытиях и крепят фундаментными болтами. Горизонтальность установки чаши контролируют при помощи уровня или водой, наливая ее в чашу (уровень воды в чаше должен быть одинаков со всех ее сторон). Затем проверяют комплектность машины, наличие подшипников, приводных шкивов, клиновых ремней и режущего инструмента.
При ревизии куттера частично разбирают его. Снимают ножи с ножевого вала. Все детали очищают от загрязнений. Смазывают подшипники куттера, заливают масло в редуктор, натягивают клиновые ремни.
Количество устанавливаемых на ножевом валу ножей зависит от вида фарша и вырабатываемой продукции. Ножи подбирают по массе. Допускается разность в массе не более 3...5г. последовательность установки ножей должна строго соответствовать схеме. Перед установкой на ножевой вал привалочные торцевые поверхности устанавливаемых ножей и промежуточных колец тщательно притирают. Зажимную гайку вращают против часовой стрелки до полного и надежного закрепления ножей. Затем производят внешний осмотр, проверяют крепление резьбовых соединений, правильность установки шкивов, параллельность и соосность валов. Кроме того, контролируют надежность крепления ножей, качество из заточки и балансировку ножевого вала. Затем проверяют и регулируют наличие необходимых зазоров: между ножами и чашей (1,5...2мм), между крышкой и чашей (0,1...0,15мм), между чашей и тарелкой для выгрузки продукта (1...3мм).
Необходимо установить и проверить надежность электроблокировки всех предохранительных устройств и правильность вращения ножевого вала.После этого испытывают их на холостом ходу.
Холостую обкатку куттера начинают с прокручивания его валов вручную с помощью клиноременной передачи. При этом контролируют правильность и легкость вращения. Затем уже приступают к холостой обкатке с помощью электродвигателя которая продолжается 3...4 часа предварительно убедившись в правильности вращения вала электродвигателя. Во время обкатки куттера нахолостом ходу проверяют вращение чаши на первой и второй скорости, нагрев подшипников ножевого вала, уровень шума, а также работоспособность электроблокировки защитной крышки и механизма выгружателя. Требуемый зазор между ножом и чашей достигается перемещением ножа на валу в направлении, перпендикулярном оси вала.
После холостой обкатки куттер опробуют на сырье (фарш), которое загружают во вращающуюся чашу. Туда же добавляют по нормам специи и воду. Куттерование производят в течении 8...12мин, причем при первоначальном опробовании на сырье загрузка чаши должна составлять 60...70% полной ее емкости.
5.1.3 Монтаж универсальной камеры для тепловой
обработки КОН-5
Термокамеры к месту монтажа транспортируют в строгом соответствии с требованиями по погрузке и транспортировке, указанными на упаковке.
Расконсервацию оборудования производят ветошью, смоченной в уайтспирите или ацетоне, соблюдая меры пожарной безопасности.
Категорически запрещается начинать монтаж термокамер, не произведя предмонтажной ревизии оборудования.
При предмонтажной ревизии оборудования производят: - ревизию смазки подшипников электродвигателей;
- проверяют наличие смазки в редукторах исполнительных механизмов; - набивают сальниковые уплотнения кранов и вентилей, проверив их на герметичность, а при необходимости притирают пробковые краны;
- удаляют заглушки в трубопроводах и калориферах;
- проверяют сопротивление изоляции электродвигателей;
- очищают и промывают спиртом контакты электрооборудования, щитов управления и автоматики;
- проверяют на работоспособность и величину погрешности все приборы автоматики, сигнализации и автоматического регулирования;
- если при хранении на узел действовала влага, его разбирают, детали очищают от коррозии, затем собирают и красят.
В процессе проведения монтажных работ необходимо, чтобы стыковочные щели между щитами были тщательно герметизированы. Обтекатели калориферов должны плотно прилегать к крышке камеры. Зазор между крыльчаткой вентилятора и направляющим кольцом должен быть 5-7 мм.
Соединение трубопроводов должно обеспечивать полную герметичность.
Приборы и средства автоматики монтируют в соответствии с монтажно-эксплуатационными инструкциями на покупные изделия. Расположение электрических проводок, трубопроводов дыма, воды, пара определяется проектом установки термокамеры, разработанным проектными организациями применительно к помещению, в котором размещают оборудование.
Необходимое или рекомендуемое сечение электрических проводников указано в схеме электрических внешних соединений. Монтаж электрических проводок к электрооборудованию должен соответствовать требованиям действующих « Правил устройства электрических установок» и «Правил технической эксплуатации и безопасного обслуживания электрических установок промышленных предприятий».
Металлические корпуса электрооборудования, щиты управления, металлические оболочки (металлорукава) кабелей и защитные трубы присоединяют к цеховому контуру заземления.
Термокамеры монтируют согласно монтажному проекту, также проектам КИП и автоматики в соответствии с выработанной технологической схемой.
Электрические проводки монтируют средствами и материалами заказчика или подрядной организации.
5.2ТЕХНИЧЕСКОЕОБСЛУЖИВАНИЕ КУТТЕРА Л5-ФКМ
Непрерывная работа куттера 2 смены.
Периодичность технического обслуживания 8...9 часов.Численность обслуживающего персонала 1 чел.
Куттер должен эксплуатироваться в помещении с номинальными значениями климатических факторов для вида климатического исполнения УХЛ4 по ГОСТ 15150-80.
Таблица 5.1 Основные неисправности куттера и способы их устранения
Неисправность | Причина возникновения | Меры по устранению |
При включении электродвигателя он гудит но не вращается. | Отсутствие напряжения на одной из фаз электродвигателя. | Проверить напряжение на клеммах. |
Частота вращения чаши куттера меньше предусмотренной или чаша вращается неравномерно, с остановками. | Недостаточное натяжение клиноременной передачи. Подшипники вала чаши неисправны | Обеспечить натяжение клиновых ремней. Осмотреть и отремонтировать подшипники вала |
Продолжение таблицы 5.1
Неисправность | Причина возникновения | Меры по устранению |
Фарш плохо измельчается и нагревается. | Затупились серповидные ножи или слишком велик зазор между ножами и чашей. Фарш недостаточно охлаждается при измельчении | Заточить серповидные ножи, отрегулировать зазор между ножами и чашей. Увеличить подачу снега, льда, холодной воды в фарш. |
|
При работе куттера слышен стук в чаше. | Разработались подшипники. Ножи задевают за стенки чаши. Ослабло крепление ножей на валу. В чашу попало постороннее твердое тело. | Осмотреть подшипники, проверить выработку и отремонтировать подшипники. Закрепить ножи на валу. Удалить посторонний предмет |
Повышенный нагрев подшипников ножевого вала. | Подшипники установлены с перекосом или работают с недостаточным количеством смазки | Проверить правильность размещения и закрепления корпусов подшипников, устранить перекос, обеспечить подачу смазки. |
Фарш не выгружается из чаши после измельчения | Не вращается разгрузочный диск, так как не работает блок-контакт | Проверить работу блок-контакта, найти обрыв электропроводки и устранить его, зачистить контакты. |
6 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
6.1Лицо ответственное за обеспечение требований «безопасностижизнедеятельности» на предприятии и его должностные обязанности
Ответственность за технику безопасности и проведение мероприятий по улучшению условий труда на предприятии возлагается на инженера по охране труда и технике безопасности.
Он обязан:
- проводить вводный инструктаж, при поступлении на работу, инструктаж нарабочем месте и повторный через каждые шесть месяцев;- контролировать соблюдение на производстве действующего законодательства, инструкций, правил и норм по охране труда;- участвовать во внедрении более совершенных конструкций, ограждений,предохранительных устройств и других средств защиты;- участвовать в проверке технического состояния оборудования, определение его состояния требованиям безопасности;
- организовывать первую помощь пострадавшим и доставку их в лечебноеучреждение;
- принимать участие в расследовании обстоятельств и причиннесчастных случаев на производстве и в разработке мероприятий по ихпредотвращению.
6.2 Характеристика опасных и вредных факторов, сопутствующих производственному процессу и меры по их устранению
1. Не закрепленные подвижные элементы производственного оборудования. Движущиеся машины и механизмы.
Этот опасный фактор может привести к возникновению несчастных случаев и производственного травматизма. Для снижения опасности этого фактора предусматриваются оградительные, предохранительные и блокировочные устройства, сигнализации, системы дистанционного управления, применение средств индивидуальной защиты и контроль исправности защитных средств.
2. Повышенный уровень шума на рабочем месте.
Повышенный шум вызывает у человека головную боль, головокружение, может привести к заболеванию нервной и сердечно-сосудистой системы, к развитию тугоухости, нарушению функций желудочно-кишечного тракта и обменных процессов в организме. В условиях постоянного шума повышается утомляемость, замедляется скорость психических реакций, ухудшается память. Нарушается концентрация внимания, точность и координация движений, ухудшается восприятие звуковых и световых сигналов опасности, что ведет к увеличению травматизма. Защита от шума должна быть комплексной. Уменьшение шума в источнике, изменения направленности излучения шума, акустическая обработка помещений и рациональная планировка предприятия, уменьшение шума на пути его распространения.
3. Повышенный уровень вибрации.
Действие общей вибрации (на весь организм) приводит к расстройству нервной системы, нарушению функциональных свойств сосудов и вестибулярного аппарата. Увеличение интенсивности и длительности вибрации в ряде случаев приводит к развитию профессиональной патологии – вибрационной болезни. Снижение вибрации машин, механизмов и оборудования добиваются воздействием на всю колебательную систему.Нужно добиваться равномерности нагрузки на рабочие органы, повышать класс точности обработки и чистоту поверхности соприкасающихся деталей,уравновешивать вращающиеся элементы, использовать виброизолирующиеконструкции и материалы: резину, войлок, древесину, волокнистые плиты идругие.
4. Опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает химическое, тепловое и биологическое воздействие. При химическом воздействииразлагается кровь и другие органические жидкости организма. Тепловоевоздействие проявляется в очагах определенных участков тела. Биологическое воздействие электрического тока проявляется в возбуждении или раздражении живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорогами и сокращениями мышц. При прохождении электрического тока через тело человека поражается весь организм, происходит полный или частичный паралич нервнойсистемы, сердца, органов дыхания. Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждениях изоляции, должны быть предусмотрены, по крайней мере, одна из следующихзащитных мер: зануление, заземление, разделительный транспортер, понижение напряжения, двойная изоляция, ограждения, блокировочные устройства, защитные отключения.
Защита зданий от прямых ударов молний и вторичных ее проявлений должны выполняться в соответствии с СН-305-77.
5. Недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочего места (зоны).
Нерационально устроенное освещение не позволяет легко различать цвет и размеры объектов труда, повышает утомление, снижает работоспособность, уменьшает производительность, снижает качество выпускаемой продукции, отрицательно влияет на психологическое состояние работающего. Для освещения производственной части предприятия рекомендуется применять комбинированное освещение. Следует предусмотреть систему аварийного и эвакуационного освещения. Необходимо, так же, проектировать и естественное освещение.
6.3 Возможные опасные ситуации при эксплуатации оборудования
колбасного цеха
При эксплуатации оборудования может возникнуть ряд опасных ситуаций, поскольку имеют место такие факторы, как опасное для жизни напряжение, вращающие части оборудования, горячая вода и пар, густой дым. При варке колбас в котле, под крышкой накапливается значительноеколичество пара, поэтому при открытии крышки следует находится на некотором расстоянии от котла во избежание ожогов паром.Также возможно поражение людей электрическим током. Для исключениявозможности поражения людей током, в случае пробоя изоляции, необходимо все оборудование заземлить и занулить, а также обязательна установка защитно-отключающих устройств, таких как ЗОУП-25.Осмотр и обслуживание оборудования производить при отключенномоборудовании. Во избежание несчастного случая на главный рубильниквывешивается табличка «НЕ ВКЛЮЧАТЬ! РАБОТАЮТ ЛЮДИ!».Спуск хозяйственных и загрязненных производственных сточных вод впоглощающие колодцы и буровые скважины запрещается, для этого должны быть предусмотрены отдельные канализационные устройства.
6.4 Приемы безопасной работы на куттере
К работе на куттере допускаются только те лица, которые изучили егоустройство и приемы работы, прошли инструктаж по технике безопасности. При эксплуатации куттера электродвигатели и конструкция машины должны быть надежно заземлены с помощью заземляющего болта с указанием знака заземления.
Работа на куттере осуществляется только при закрытой и прижатой крышке режущей головки и закрытых крышках станины.
Перед началом работы необходимо проверить санитарное состояние куттера, отсутствие посторонних предметов в чаше, наличие необходимого сырья в чаше (чаша должна быть заполнена не более 3/5 фактического объема). В случае обнаружения неисправностей (посторонний шум, искрениеэлектродвигателей и т.д.) следует немедленно прекратить работы, выключитьэлектропитание и не приступать к работе до полного устранениянеисправности.
6.5 Организация пожарной безопасности
Основными причинами, способствующими возникновению и развитиюпожаров, является нарушение правил применения и эксплуатации оборудования и приборов с низкой противопожарной защитой, использование в ряде случаев материалов не отвечающих требованиям пожарной безопасности, нарушение трудовой и технологической дисциплины, отсутствия эффективных средств борьбы с огнем.Чтобы избежать пожароопасных ситуаций следует строго соблюдатьустановленные правила устройства и эксплуатации электроустановок, применять аппаратуру и двигатели во взрывобезопасном исполнении, защищать провода от перегрузок и коротких замыканий. Отводить специальные места для курения. Все производственные здания и сооружения, склады и другие помещения должны иметь средства защиты от пожара, которые размещаются на территории предприятия.
7 Автоматизация
Автоматизация оборудования мясной промышленности
Важное место среди научно-технических проблем развития производственного процесса является внедрение приборов и средств автоматизации, создание эффективных автоматических и автоматизированных систем управления технологическими процессами.
Основные задачи автоматизации: интенсификация производства на основе внедрения новых достижений науки и техники, сокращение числа технологических переходов, внедрение неразрывных схем производства, количественный и качественный рост единых мощностей и оборудования, дальнейшее повышение уровня механизации и автоматизации.
Целью автоматизации технологических процессов является повышение эффективности труда, улучшение качества выпускаемой продукции, создание условий для оптимального использования всех ресурсов производства.
Таким образом автоматизация способствует интенсификации пищевых производств, дает существенный экономический эффект.
Производственный прогресс мясного производства можно разбить на отдельные технологические участки и вспомогательные службы, каждый из которых рассматривается как самостоятельный объект управления.
Дозирование воды производится по строго заданной программе, которую можно корректировать в зависимости от вида выпускаемой продукции. для регулирования процесса автоматизации используется дистанционная передача. Рабочими органами дозатора являются электромагнитные клапаны. Общее управление процессом производится с пульта управления куттера.
Для управления электродвигателями приводов ножевого вала, перемещения чаши и механизма выгрузки используются магнитные пускатели типа МПЕ —210.
Время термообработки можно регулировать — регулирование процесса варки происходит по температуре посредством терморегулятора, продувки газоходов, давлению и насыщению пара.
Основные параметры, влияющие на качество термообработки на каждой стадии, - температура и относительная влажность греющей среды. Основной контролируемый показатель качества — температура внутри колбасных изделий. Важным показателем качества термообработки являются потери массы продукции (в процентах) при тепловом воздействии. Измерение и контроль этого параметра необходимы при решении задачи управления термическим отделением колбасного производства. АСУТП термического отделения выполняет информационные и управляющие функции.
В информационные функции системы входят формирование первичной информации о поступившем в термическое отделение сырье (наименование, вид и диаметр оболочки, масса продукции); подсчет суммарных значений массы продукции на выходе из термокамер по наименованиям, виду и диаметру оболочек и номеру термокамеры; определение потерь массы продукции; контроль времени термообработки; контроль по вызову с центрального пульта и регистрация температур греющей среды в период обжарки, варки, а также температуры в центре батона; отображение на мнемосхеме центрального пульта информации о поступлении продукции, загрузке камер, процессов адресного распределения и окончания термообработки.
Управляющие функции системы следующие: указание адреса распределения сырья по термическим и коптильным камерам; управление стопорными устройствами на выходе из термокамер и пунктах взвешивания; формирование сигналов, управляющих процессом термообработки вареных колбас.
Структурная схема АСУТП термического отделения приведена на рис.7.1. Систему обслуживает оператор-технолог из операторской АСУТП, на центральном пункте которой смонтирована мнемосхема. для учета сырых колбасных батонов и готовой продукции, а также для обработки информации используют микроЭВМ с печатающими устройствами. При поступлении рамы с сырыми батонами из шприцовочного отделения на весы 1 срабатывает путевой датчик, установленный перед весами, и по его сигналу включается табло «Масса брутто» и «Машинный код»
ПД-путевой датчик; ЭП — электропитание; ПЦ — прибор цифровой ; ПИ — преобразователь измерительный; КА — коммутатор аналоговый; ИНКЕ — индикатор номера канала-единицы; ИНКД — индикатор номера канала-десятки; ВУКП — ведомость учета контроля параметров; ВУПМ — ведомость учета потерь массы; ВУГП— ведомость учета готовой продукции; ВУТР —ведомость учета терморежимов
Рис.7.1 Структурная схема АСУТП термического отделения:
В руководстве для операторов имеется таблица машинных кодов наименований колбасных изделий. Рабочий вручную подает каждую раму на весы 1,считывая показания со шкалы, задает значения массы брутто каждой рамы переключателями «Сотни», «Десятки» и «Единицы» килограммов на пульте весов 1, а также аналогичными переключателями вводит машинный код колбасного изделия. После первого взвешивания оператор считывает показания с табло «Масса брутто» и «Машинный код» и вводит данные в микроЭВМ. Затем он распределяет колбасные изделия: по мнемосхеме выбирает свободную камеру и зажигает сигнальную лампу «Загрузка» и зеленый светофор на камере, после чего открывается стопорное устройство на монорельсе весов 1. На мнемосхеме и участке взвешивания загораются сигнальные лампы «Путь открыт».
После передвижения рамы через открытый стопор и второй путевой датчик схема обесточивается (выключается табло), и система готова к приему следующей рамы. Рамы с колбасными изделиями рабочий доставляет в камеру ; когда она полностью загружена, на мнемосхеме гаснет лампа «Свободно» и зажигается лампа «Занято». Оператор считывает с электронных часов и вводит в память микроЭВМ время начала термообработки колбасных изделий.
В процессе термической обработки оператор контролирует технологические параметры в каждой камере, пользуясь клавиатурой и световой индикацией центрального пульта в режиме термообработки в данной камере.
В каждой из термических и коптильных камер смонтированы термометры сопротивления для измерения температуры среды (tc и tk). В термокамерах дополнительно установлены смоченные термометры сопротивления (tcм) для измерения влажности по разности (tc и tсм) и термопары для измерения температуры в центре батона. Термометры сопротивления, контролирующие температуру и влажность по сухому и смоченному термометрам в термокамерах (tc и tсм) температуру в коптильных камерах (tк), а также термопары, контролирующие температуру в центре батона (tц), подключены через измерительные преобразователи к цифровым приборам.
Окончание термообработки колбасных изделий и начало их выгрузки из термокамер происходит по достижении в центре батона температуры 720С. Цифровые приборы позволяют сравнивать измеряемую величину с двумя заданными в пределах диапазона измерения величин. При температуре в центре батона 720С формируется сигнал «Выгрузка», одновременно включается электромагнит стопорного устройства, разрешающий выгрузку, включается красный светофор на камере и сигнальная лампа на мнемосхеме. Из термокамеры рамы с вареными колбасами поступают на весы 2, а с копчеными колбасами — на весы 3, процесс взвешивания на которых аналогичен процессу взвешивания на весах 1. На втором участке взвешивания рабочий задает значение массы брутто и машинный код вареной колбасы. На мнемосхеме центрального пульта отображается указанная цифровая индикация. Оператор считывает ее и вводит данные в микроЭВМ. Далее подается сигнал на открытие стопора весов 2, рама выводится с пункта взвешивания, и пульт весов 2 обесточивается.
В процессе термообработки периодически проводится запись параметров среды и температуры в центре батона по 18 секциям термокамер с помощью аналоговых коммутаторов, цифровых приборов, транскриптора и печатающего устройства. Коммутатор опрашивает каналы измерения всех загруженных термокамер и выдает номер подключенного клапана на блоки индикаторов. Период обращения к одному и тому же каналу —3 мин. Оператор может менять частоту коммутации.
Кроме того, система контролирует и регулирует локальными средствами автоматики следующие параметры: давление пара; расход пара; электроэнергию, потребляемую системой. Связь между операторской АСУ, щитовой КИП и цехом осуществляется с приборов громкоговорящей связи.
В заданное время оператор включает программы обработки и вывода информации на печать для автоматического формирования ведомости учета и контроля технологических параметров по камерам, ведомости учета потерь массы колбасных изделий в результате термообработки, а также итоговой ведомости учета выработки готовых колбасных изделий по термическому отделению. Статистический материал, накопленный контрольно-учетной системой, позволяет построить модель регрессии технологического процесса и рассчитать оптимальные режимы ведения технологического процесса, например, по критерию минимума потерь.