Сравнительный анализ технологий приготовления сырокопченых колбас
Рис. 12. К выбору диаметра вала шнека
dпр = H/ptgj (1)
Примем диаметр вала шнека равным 0,16 м (а=2,12).
Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека и у вала по зависимости (2):
Углы подъема винтовых линий равны:
aD = arctgH/pD; ad = arctgH/pd
Среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека по равенству:
aср = 0,5 (aD + аd ).
aср=0,5(14°19’+28°25’)=42°44’×0,5=21°22’
Вспомогательные величины:
cos221°22’=0,93212=0,8689; tg 21°22’=0,3882; sin2×21°22’=0.6748.
Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении по уравнению без учета сил трения:
k0 = (H-h1)/H = sin2a = (pD-s1)/pD = kв
c учетом сил трения:
k0.T = (H-h)/H = sin2a +0.5fsin2a= (pD-s)/pD = kв.T
Если формуемый или прессуемый материал является пластично-вязким и обладает адгезией, то в качестве коэффициента трения берется коэффициент внутреннего трения, определяемым из условия связи частиц между собой при сдвиге слоев материал.
Таким образом, движение частиц продукта в шнековом устройстве можно учитывать коэффициентом перемещения.
k = 1 – k0.T = cos2 a - 0,5f sin 2a.
k0=1-(0,8689-0,5×0,3×0,6748)=0,2332
Изгибающий момент в витке шнека по внутреннему контуру, т.е. у вала по выражению (6):
Mи=PmaxD2/32·(1.9-0.7a-4-1.2a-2-5.2lna)/(1.3+0.7a-2);
где а == D/d — отношение диаметров, которое практически лежит в пределах от 1,8 до 3. Наибольшее напряжение (оно же и эквивалентно):
s= ±6Mн/тб2;
Витки шнека будут изготовляться из стали 10, для которой допустимое напряжение при изгибе можно принять равным допускаемому напряжению при растяжении, т.е. 1300×105 Н/м2.
Тогда толщина витка шнека из формулы :
s=±6Mн/тб2;
.
Принимаем
Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага по выражению (8):
Fв = pD(H-d);
FB=3,14×0,34(0,27-0,006)=0,2818 м.2
Развертки винтовых линий по зависимостям (9):
l =;
L = ;
Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага по условию:
Fш = 1/4p(pDL-pdl+H2ln(D+2L)/(d+2l));
где L и l - развертки винтовых линий, соответствующие диаметрам шнека и вала.
что удовлетворяет условиям работы шнека.
Крутящий момент при трех рабочих витках шнека по выражению: Mкр =
0,131n pmax(D3-d3)tgaср;
осевое усилие
S = 0/392n(D2-d2) pmax
где n - число рабочих шагов шнека.
Мкр=0,131×3,15×106(0,343-0,163)×0,3882=806 Н×м,
S=0,392×3×(0,342-0,162)×0,15×106=6210 Н.
Зная крутящий момент на валу шнека и осевое усилие, находим соответствующие им нормальное и касательное напряжения:
где F- площадь поперечного сечения вала шнека в м2; Wp – полярный момент сопротивления поперечного сечения вала шнека в м3.
Эквивалентное напряжение по теории наибольших касательных напряжений определяют по формуле:
и находится в пределах допускаемого напряжения для материала вала шнека (сталь Ст5).
Принимая коэффициент заполнения равным единице, получим:
Теперь определяем размеры заготовки витков и их число.
Пусть длина шнека равна 3×0,27=0,81 м.
Ширина витков по зависимости
b=0,5(D-d)
b=0,5(0,34—0,16)=0,09 м.
Угол выреза в кольце-заготовке по выражению:
a0 = 2p - (L - l)/b;
(16)
Длину шнека определим по формуле:
L' = H'/sinaD; l' = H′ sinad ;(17)
Из формулы (18) определим другие параметры: D0= L' /p; d0=l'/p;
В технологические расчеты мешалок входит определение емкости дежи и резервуара, а также мощности двигателя к мешалкам.
Емкость дежи или резервуара мешалки, если она и используется как резервная или аккумулирующая емкость, определяется по формуле
V=Mta-1(19),
где М - производительность смесителя или мешалки, м3/сек; t - длительность цикла вымески или смешивания, с; a - коэффициент заполнения объема дежи продукцией.
V=0,00096×210×0,6-1=0,335 [м3].
Мощность двигателя к мешалки для перемешивания тестообразных и сыпучих тел (в частности фаршей)
;(20)
где z - количество лопастей данного типа; Р – сопротивление, испытываемое одной лопастью, Н; J - скорость движения соответствующей лопасти, м/с.
Для перемешивания тестообразных и сыпучих тел сопротивление одной лопасти
P=Q×F, [H](21),
где Q – соответствующее удельное сопротивление, Н/м2; F- лобовая поверхность лопасти.
По данным Лапшина (для фарша):
Q=Q0+aJ Н/м2 (22),
где Q0 – условное начальное сопротивление, Н/м2; а – постоянный параметр, зависящий от вида фарша.
Для фарша вареных колбас а=4000¸5000, Q0=4000¸8000 H/м2
J=R×w=0,171×24=4,1 м/с
F=
Q=15000+10000×4,1=56000 H/м2
Р=56000×0,09=5040 Н
N=
Расчёт рабочих параметров шнека фаршемешалки. Известны производительность шнекового устройства П = 0,85 кг/с, коэффициент внутреннего трения продукта f = 0,3, плотность продукта r = 1041 кг/м3.
Наружный диаметр шнека D принимаем равным 140 мм, а шаг
Н = 0,8×140 = 112 мм.
Предельный диаметр вала шнека
dпр = ( Н/p) tgj = ( 0,112/3,14)×0,3 = 0,0107 м = 10,7 мм.
Примем диаметр вала шнека равным 60 мм (а = 2,3).
Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека и у вала по зависимостям
aD = arctg [H/(pD)]; ad = arctg [H/(pd)];
aD = arctg [0,112/(3,14×0,14) ] = 14 °;
ad = arctg [0,112/(3,14×0,060)] = 31 °.
Среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека по равенству
aср = 0,5( aD + ad ) = 0,5 (14 °+ 31 °) = 22,5 °.
Вспомогательные величины равны
cos2 22,5 ° = 0,854; tg 22,5 °= 0,414; sin 2×22,5 ° = 0,707.
Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении по уравнению
Другие рефераты на тему «Кулинария и продукты питания»:
Поиск рефератов
Последние рефераты раздела
- Технология приготовления блюд из творога
- Анализ ассортимента и товароведная характеристика пюреобразных плодоовощных консервов для детского питания
- Австралийская кухня
- Биологическая роль углеводов
- Белорусская кухня
- Беларусская национальная кухня
- Анализ эффективности организации и планирования колбасного производства