Обзор существующих конструкций тестомесильных машин (часть дипломного проекта)

3.1 Обзор существующих конструкций
Смешивание пищевых продуктов осуществляется в смесителях следующих типов: шнековых, лопастных, барабанных, пневматических (сжатым воздухом) и комбинированных.
Перемешивающие аппараты классифицируются:
– по назначению: для смешивания, растворения, темперирования и т. д.;
– по расположению аппарата: вертикальные, горизонтальные, наклонные, специальные;
– по характеру обработки рабочей среды: смешивание одновременно во всем объеме, в части объема и пленочное смешивание;
– по характеру движения жидкости в аппарате: радиальное, осевое, тангенциальное и смешанное;
– по принципу действия: механические, пневматические, эжекторные, циркуляционные и специальные;
– по отношению к тепловым процессам: со стеночной поверхностью теплообмена, с погружной поверхностью теплообмена и без использования тепловых процессов.
Для тонкого измельчения и перемешивания мясного сырья используют куттер-мешалку. Кусковые вязкие и вязкопластичные продукты (муку, мясо, мясной фарш, творожно-сырковую массу) перемешивают шнеками, лопастями в барабанных и других смесителях. Жидкие продукты (молоко, сливки, сметана и др.) перемешивают в емкостях лопастными, пропеллерными и турбинными мешалками.
Тестомесильные машины разделяют на машины периодического и непрерывного действия.
Машины периодического действия бывают с месильными емкостями (дежами) – сменными (рис. 3.1) (подкатными) и стационарными (рис. 3.2), а дежи – неподвижными, со свободным и принудительным вращением.
По интенсивности воздействия рабочего органа на тесто тестомесильные машины разделяются на три группы:
– обычные тихоходные (рабочий процесс не сопровождается нагревом теста);
– быстроходные (рабочий процесс сопровождается нагревом теста на 5...7 °С);
– супербыстроходные (замес сопровождается нагревом теста на 10...20 °С и требуется специальное водяное охлаждение корпуса камеры) [3].

Рисунок 3.1 – Схемы тестомесильных машин периодического действия с
подкатными дежами
а – машины с наклонной осью месильной лопасти и ее поступательным круговым движением;
б – машины с наклонной осью вращения месильной лопасти, выполненной в виде трубы с пространственной конфигурацией; в – машины с месильной лопастью, рабочий конец которой совершает криволинейное плоское движение по замкнутой кривой; г – машины с месильной лопастью, совершающей криволинейное пространственное движение по замкнутой кривой в виде эллипса; д – машины со спиралеобразной месильной лопастью, вращающиеся вокруг вертикальной оси; е – машины с четырехпалой месильной лопастью, вращающиеся вокруг вертикальной оси, и одной неподвижной вертикальной лопастью; ж – машины с горизонтальной цилиндрической или плоской лопастью, вращающейся вокруг вертикальной оси; з – машины с горизонтальной лопастью, вращающейся вокруг вертикальной оси, и наклонной осью дежи

Рисунок 3.2 – Схемы тестомесильных машин периодического действия
со стационарными дежами
а – машины с горизонтальными и наклонными цилиндрическими месильными валами;
б – машины со спаренными Z образными лопастями, вращающимися в разные стороны вокруг горизонтальной оси; в – машины с шарнирной Z образной месильной лопастью; г – машины с многоугольным ротором и витком шнека на дне емкости

По характеру движения месильного органа различают машины с круговым, вращательным, планетарным и сложным плоским и пространственным движением месильного органа.
Тестомесильные машины непрерывного действия (рис. 3.3) разделяют на следующие группы:
– однокамерные с горизонтальным валом и Т-образными месильными лопастями, например машина Х-12 (рис. 3.3, а);
– одновальные с горизонтальным валом, на котором в начале месильной емкости размещены трапецеидальные плоские лопасти, а в конце – винтовой шнек, заключенный в цилиндрический корпус, например тестомесильная машина системы Хренова (рис. 3.3, б);

Рисунок 3.3 – Схемы тестомесильных машин непрерывного действия
– одновальные с горизонтальным валом, на котором вначале размещен смесительный шнек, а затем радиальные цилиндрические лопатки, например тестомесильная машина ФТК-1000 (рис. 3.3, в);
– одновальные с горизонтальным валом, вначале которого закреплен шнек и затем дисковая диафрагма и четырехлопастный пластификатор (рис. 3.3, г);
– одновальные с горизонтальной осью вращения, на которой в цилиндрической камере смешения размещен шнековый барабан с независимым приводом, в конической камере на валу закреплены месильные прямоугольные лопатки, а на ее стенках – неподвижные лопатки (рис. 3.3, д);
– двухвальные с горизонтальными валами, на которых закреплены Т-образные месильные лопасти (рис. 3.3, е);
– двухвальные с горизонтальными валами, вращающимися в разные стороны и закрепленными на них ленточными лопастями, например тестомесильная машина «Топос» (рис. 3.3, ж);
– двухкамерные двухвальные, на валах которых закреплены винтообразные лопасти, образующие зоны смешения и замеса, а зона пластификации оборудована двумя четырехугольными звездочками, например тестомесильные машины РЗ-ХТО (рис. 3.3, з);
– двухкамерные двухвальные, у которых имеется отдельная смесильная камера с приводом, а месильная камера с регулируемым приводом включает две зоны замеса: месильную, снабженную шнеками, и зону пластификации, рабочим органом которой являются кулаки (рис. 3.3, и);
– с трехлопастным ротором, например тестомесильная машина системы Прокопенко (рис. 3.3, к);
– с вертикальным цилиндрическим ротором, например тестомесильная машина РЗ-ХТН/1 (рис. 3.3, л);
– с дисковым ротором, на котором размещены кольцевые выступы, а в щели между ними входят с небольшим зазором кольцевые выступы корпуса (рис. 3.3, м) [6].
Рассмотрим некоторые конструкции тестомесильных машин.
Тестомесильная машина периодического действия «Стандарт» предназначена для замеса опары и теста из пшеничной и ржаной муки в подкатных дежах вместимостью 330 л.
Машина «Стандарт» состоит из станины 1 (рис. 3.4), закрепленной на фундаментной плите 2. Внутри станины расположен приводной электродвигатель 3, а снаружи – червячный вал 5, служащий для вращения подкатной дежи 10. Она смонтирована на трехколесной каретке 7, которая накатывается на фундаментную плиту и закрепляется на ней с помощью упора и специального фиксатора 8. При этом имеющийся на деже зубчатый венец 9 входит в зацепление с червячным валом 5. Дежа закрывается крышкой 6. Сверху на станине расположен червячный редуктор 13, приводимый в движение от электродвигателя через клиноременную передачу 11 и фрикционную муфту 12.

Рисунок 3.4 – Тестомесильная машина «Стандарт»
Месильный рычаг 4 на нижнем конце имеет лопасть, которая и осуществляет замес теста в деже. Верхний конец месильного рычага с помощью подшипника шарнирно соединен с колесом червячного редуктора и благодаря промежуточной шаровой опоре совершает поступательное круговое движение. Аналогичное движение совершает и месильная лопасть. Во время работы машины месильная лопасть в нижнем положении проходит плотно возле днища дежи, а в верхнем выходит за плоскость обреза нижней кромки дежи. При этом в начале замеса происходит интенсивное распыление муки. Перемешивание и замес происходят не на всей траектории движения месильной лопасти, а лишь на 20 %, что существенно снижает КПД машины. Замес осуществляется при постоянной частоте вращения месильного рычага (n = 23,5 мин-1), поэтому на машине невозможно обеспечить различную интенсивность замеса на отдельных стадиях процесса. Поскольку на хлебозаводах в настоящее время эксплуатируется большое число таких машин, следует обратить внимание на возможность реконструкции месильной лопасти и приводной части машины с целью интенсификации замеса.
Техническая характеристика тестомесильной машины «Стандарт» приведена в таблице 3.1.
Тестомесильная машина Т1-ХТ2А (рис. 3.5) отличается от тестомесильной машины «Стандарт» тем, что вместо червячного привода дежи с помощью червячного венца осуществляется привод плиты, на которой закрепляется дежа. При разработке конструкции достигнуто улучшение санитарных условий работы, некоторое уменьшение массы дежи и удешевление ее изготовления, повышена надежность.