Указания по технике безопасности

До проведения лабораторных работ на установках студенты обязательно должны пройти инструктаж по технике безопасности согласно инструкции, кото-рая включает в себя следующие основные положения:

Общего назначения.

Все работы на установках должны проводиться только в присутствии и уча-стии преподавателя или ответственного лица, прошедшего полной инструктаж по соблюдению правил техники безопасности.

Место, где размещена установка, запрещается загромождать посторонними предметами.

Перед включением установки произвести тщательный осмотр оборудования и приборов для определения их пригодности к работе.

Электрические шнуры, вилки, розетки и выключатели не должны иметь ви-димых повреждений. Включать установку при наличии неисправностей запреща-ется.

Во время выполнения задания студент не должен заниматься посторонними делами, не относящимися к выполнению данной работы.

Запрещается оставлять без наблюдения действующую установку.

Запрещается работать в лаборатории одному. Обязательно присутствие вто-рого лица для оказания первой помощи в случае необходимости.

Студентам запрещается самостоятельно устранять неисправности лабора-торных установок.

         6 Порядок выполнения работы

После ознакомления с устройством газовой горелки составляют её краткое описание с указанием принципа действия и назначения основных частей. При изучении устройства горелок используют учебную и методиче­скую литературу, наглядные пособия.

Вычерчивают расчётную схему факельной инжекционной односопло­вой горелки и производят расчёт по определению основных размеров.

       7 Содержание отчёта

1. Схема установки. 2. Методика расчета. 3.Исходные данные и результаты замеров. 4.Анализ полученных результатов.

Для составления отчёта необходимо выполнить краткое описание инжекционной газовой горелки, сделать расчёты по приведённым в работе формулам и выполнить чертёж рассчитанной горелки. При расчёте номи­нальную тепловую мощность горелки, диаметр отверстий насадки и число рядов выбирать индивидуально.

Отчёт оформляется на листах формата А4 и должен содержать сле­дующие разделы: цель и содержание работы; аппаратура и материалы.

8 Контрольные вопросы

1. Классификация теплогенерирующих устройств.

2. Устройство и ра­бота диффузионных горелок.

3. Устройство и работа инжекционных горелок

4. Что такое устойчивость работы горелок

5. Объясните, что такое «хлопок», проскок пламени (обратный удар), отрыв пламени.

6. Требования, предъяв­ляемые к горелкам.

7. Методика расчёта газовых горелок.

8. Правила экс­плуатации газовых горелок.

Литература

          Основная

   1.Чаблин Б.В., Евдокимов И.А. Оборудование предприятий общественного питания: учебник, Ч. 1. Механическое оборудование М., Берлин: Директ-Медиа, 2016, 680 с. Учебник находится в базовой версии ЭБС IPRbooks Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=429517&sr=1

Дополнительная

   1. Кащенко, В. Ф. Оборудование предприятий общественного питания: учеб.пособие / В.Ф. Кащенко, Р.В. Кащенко. – М.: АЛЬФА-М: ИНФРА-М, 2007. – 410 с.

    2.Могильный, М.  П.   Торговое   оборудование      предприятий общественногопитания/М.П.Могильный,Т.В.Калашнова,А.Ю. Баласанян.– М.: ACADEMIA, 2005. – 176 c.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

«ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, РАСЧЕТА И ПРАВИЛ ЭКСПЛУАТАЦИИ КУТТЕРА»

Цель работы

Изучение особенностей конструктивного устройства и принципа действия куттера. Освоение методики расчета производительности, мощности привода и правил рациональной эксплуатации.

Формируемые компетенции

Код	Формулировка:
ПК-2	способностью владеть прогрессивными методами подбора и эксплуатации технологического оборудования при производстве продуктов питания из растительного сырья
ПК-7	способностью осуществлять управление действующими технологическими линиями (процессами) и выявлять объекты для улучшения технологии пищевых производств из растительного сырья

 

      3 Теоретическая часть

Куттеры – от английского слова «cutter» - режущие машины, измельчители. Они относятся к машинам для тонкого измельчения фарша. В них измельчают не только измельчённое на волчках, но и крупнокусковое замороженное бескостное мясное сырьё (предварительно и окончательно) и смешивают его с другими компонентами. Приготовленные фарши применяют при производстве котлет, пельменей, пирожков, колбас и других продуктов. Куттерование является интенсивным механическим процессом с изменением физико-механическихи химических свойств мясного сырья.

При куттеровании 80-85 % энергии идет на преодоление силы трения боковой поверхности ножа об измельчаемое сырьё, остальное – на резание.

Особенностью процесса куттерования мясного фарша является добавление влаги в фарш, с целью изменения его структурно-механических характеристик.

В целом процесс куттерования делится на три характерных периода (рисунок 3.1): 1 – механическое перемешивание влаги с фаршем; 2 – переход влаги из механически связанной в поверхностно связанную (белки мышечной ткани захватывают молекулы воды); 3 – размолачивание структуры, влага переходит в механически связанную.

      Оптимальное время куттерования при максимальной липкости и напряжении сдвига определяют как:

,

где – эталонное содержание влаги в фарше;

М_гов – содержаниеговядины в 1кг исходного сырья.

Рисунок 3.1 – Изменение липкости и предельного напряжения сдвига фарша от времени куттерования

где –обобщённая кинематическая характеристика куттера; –коэффициент пропорциональности.

где –для говядины 2 сорта; –для свинины полужирной; – для говядины 1 сорта; – для свинины жирной; –для говядины высшего сорта; –для свинины жира сырца.

где –коэффициент, равный 0,92÷0,98, учитывающий площадь сечения ножом фарша за 1 оборот, при зазоре h = 5мм; z– число ножей; –плотность фарша; –максимальный радиус ножей.

При куттеровании фарша (3.2) на ножах куттера образуется довольно прочная микроплёнка мелкодисперсного вещества (частицы мяса, соединительной ткани, жира и воды). Плёнка является причиной удерживания фарша на поверхности, что способствует смещению слоёв фарша относительно друг друга, а не скольжению его по поверхности ножа.

Возникновение плёнки фарша обусловлено проскальзыванием крупных частиц вдоль поверхности и сцеплением с ней мелких. Таким образом, появляется ламинарный подслой.

Рисунок 3.2 – Схема режущего механизма проектируемого куттера: 1 – приёмная чаша; 2 – приводной вал; 3 – серповидный нож; 4 - гребёнка

В начальный период куттерования влага находится в свободном состоянии, поэтому структурно–механические свойства смеси сравнимы с характеристиками воды; поверхностное натяжение уменьшается, приближаясь к поверхностному натяжению жидкости. Причём коэффициент поверхностного натяжения не зависит от материала ножа. Взаимодействие между поверхностью ножа и смесью характеризует коэффициент внешнего трения, определяющий поведение продукта на границе нож–фарш.

В первый, основной, период куттерования происходит переход влаги из свободного состояния в поверхностно-связанную. На поверхности ножа образуется плёнки фарша, представляющая собой вводно-белковый слой. Белковые молекулы, входящие в состав данного слоя, связывают между собой частицы мяса и материала ножа.

Главной причиной увеличения взаимопритяжения заключается в следующем. При высоте выступов шероховатости 0,1 мм касание частиц и поверхности материала приводит к возникновению жидкостных частей с радиусом кривизны 0,05 мкм, что вызывает появление сил избыточного давления сближения.

В этот период силовое взаимодействие ножа и фарша, а точнее плёнки фарша на поверхности ножа с продуктом, характеризуется напряжением сдвига, обусловленным появлением сил вязкого сопротивления.

Второй период, продолжение процесса куттерования, ведёт к обратному освобождению влаги. Предельное напряжение сдвига уменьшается. Картина взаимодействия ножа с продуктом напоминает начальный период.

Так как силы взаимодействия слоёв фарша гораздо больше сил приминания продукта к поверхности ножа, то наиболее тяжёлый режим работы куттера будет в основной период измельчения. При этом в качестве расчётного параметра принимается предельное напряжение сдвига слоёв фарша относительно друг друга. Схема взаимодействия представлена на рисунке 4.

Выгружают фарш из куттеров периодического действия вручную или при помощи разгрузочных дисков через борт, реже центральное отверстие в чаше, а также опрокидыванием чаши.

На процесс измельчения мяса и мясных продуктов влияют следующие факторы: структура и физико-механические свойства продукта, конструктивные и геометри­ческие параметры режущего инструмента и режим из­мельчения, техническое исполнение и состояние машин-измельчителей и точность их настройки. Вид продукта характеризуется определенной структурой и определяет выбор измельчающего оборудования. Физико-механиче­ские свойства продукта влияют на характер его разру­шения в зоне напряженного состояния около режущей кромки. Конструктивные и геометрические параметры инструмента, кинематические и динамические характери­стики процесса и машины сказываются на степени из­мельчения, качестве и свойствах готовой продукции, чи­стоте поверхности среза, определяют расход энергии на трение и пластические деформации. Факторы, влияющие на измельчение, изучались рядом отечественных исследо­вателей. Их учитывают при расчете и проектировании машин и механизмов, совершенствова­нии и интенсификации технологических процессов.

    При измельчении сырья в куттере процесс ведется в открытой чаше или под вакуумом. В первом случае возможна некоторая аэрация фарша вследствие переме­шивания к измельченному мясу и жиру большого коли­чества воздуха, что создает благоприятные условия для протекания окислительных процессов. Куттерование под вакуумом позволяет получить фарш и готовые изделия более высокого качества за счет улучшения их цвета, вкуса и исключения образова­ния крупных пор и воздушных пустот. Изде­лия, выработанные под вакуумом, более длительно со­храняют вкус и запах. Это объясняется тем, что вакуум­ная среда предупреждает быстрые окислительные реак­ции в жире. Вакуумирование приводит также к уплот­нению фарша. Гистологические исследования показали, что в образцах колбасы, выработанной при использова­нии вакуума, содержится меньше пор и воздушных пу­стот и более плотная компоновка мелкозернистой мас­сы. Глубину вакуума следует выбирать в соответствии с сортностью обрабатываемого мяса и рецептурой фар­ша. При обработке мяса, плохо связывающего воду, или при рецептуре с повышенным содержанием влаги реко­мендуется более глубокий вакуум, чем при обработке мяса, хорошо связывающего воду. Применение вакуума существенно сокращает энергетические затраты на кут­терование.

С увеличением скорости резания: повышается вязкость фарша; повышается влияние формы ножей на затраты энергии и структурно – механические показатели фарша и готового продукта.

Вязкость фарша куттерованного, например, 2 мин с частотой 3000 достигает наибольшего значения 636 Па·с. При куттеровании в куттеры добавляют до 30 % ледяной воды или чешуйчатого льда.

     Расчет производительность куттера.

Производительность куттера рассчитывают по формуле:

                                                                                                (3.1)

где m – масса 1 порции продукта, загружаемая в рабочую камеру, кг.

                                                                                                        (3.2)                

где V ₀ – объем рабочей камеры, м³, φ – коэффициент заполнения камеры (выбрать по варианту).  – плотность продукта, кг/м³.

№варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
φ	0,5	0,6	0,7	0,5	0,6	0,7	0,5	0,6	0,7	0,5
	1100	1150	1050	1080	1100	1150	1050	1130	1070	1160

 

Для цилиндрической рабочей камеры:

                                                                                                     (3.3)

где D – диаметр рабочей камеры, D = 0,3 м;

H – высота рабочей камеры, H =0,4 м.

            Для омегообразной чаши (в виде полого полутора):

                                 

где R – расстояние центра сегмента чаши до оси ее вращения, R =0,2 м;

S – площадь сегмента, 0,005 м²;

– коэффициент заполнения рабочей камеры продуктом ( =0,3…0,5);

t _з, t _о, t _в – продолжительность соответственно загрузки, обработки и выгрузки 1 порции продукта, 30 с; 180 с и 30 с.