Обладнання для інспекції, сортування та калібрування плодоовочевої сировини

Мета роботи: закріпити знання, отримані студентами на лекціях та під час роботи з підручниками і посібниками. Ознайомитись із технологічним обладнанням для інспекції, сортування та калібрування плодоовочевої сировини.

Обладнання робочого місця: технологічне обладнання, інструмент, методичні посібники.

Загальні положення. Вирішення проблеми зниження втрат плодоовочевої продукції на шляху від поля до споживача має надзвичайно важливе значення.

Проблема зменшення втрат сільськогосподарської продукції виходить далеко за межі технологічної, тому що пов'язана із зростанням добробуту населення. Зменшити втрати – значить поліпшити постачання людей продуктами харчування, а переробної промисловості – сировиною. Одночасно ефективніше будуть використовуватися природні ресурси. Це рівноцінно залученню до господарського обігу додаткових земельних угідь, трудових, матеріальних, технічних та інших ресурсів.

Поряд із недоліками організаційного порядку, головною причиною втрат є низький рівень матеріальної бази агропромислового комплексу, його транспортного забезпечення.

Застосування нових, удосконалених засобів і методів доставки сільськогосподарської продукції споживачам вимагає глибокого знання причин появи втрат при перевезеннях і способів їх усунення.

До значних втрат призводить перевезення некондиційної, нетранспортабельної продукції. Поширеною причиною є також невиконання обов'язкових операцій підготовки сільськогосподарських вантажів до перевезень. До таких операцій належать вилучення ґрунтових домішок, пошкоджених і загниваючих овочів і плодів, попереднє охолодження продуктів, що швидко псуються. Значні втрати пов'язані з недоліками у тарному господарстві.

Використання непристосованих транспортних засобів і тари, недотримання режимів транспортування призводить до пошкодження та втрат близько 20 % плодоовочевої продукції. В окремих випадках через пошкодження плодів та витікання соку втрачається до 30 % маси помідорів.

Основним способом усунення таких втрат є удосконалення транспортних, вантажно-розвантажувальних та інших технічних засобів, які забезпечують зменшення несприятливого впливу на продукцію, яку транспортують.

Транспортна обробка картоплі, овочів і плодів суміщена з їх товарною обробкою. У процесі такої обробки зібраного урожаю необхідно не лише підготувати його до перевезення, але й надати йому відповідних товарних якостей.

Товарні якості характеризуються ступенем стиглості, розмірами, механічними пошкодженнями, ураженістю шкідниками, хворобами та ін. Деякі фактори не тільки погіршують продукцію, але й роблять її нетранспортабельною. Тому обробка зібраної плодоовочевої сировини передбачає відокремлення домішок, некондиційних, ушкоджених і нетранспортабельних плодів (інспекцію), сортування, калібрування, пакування, а також первинну переробку – миття, сушіння та подрібнення.

Інспекція та сортування. Інспекція – це розділення сировини з метою видалення дефектних (некондиційних) екземплярів (гнилих, битих, м’ятих, пліснявих) та сторонніх домішок. Сортування – це розділення загальної маси за ступенем зрілості, кольором та іншими зовнішніми ознаками з метою отримання однорідних партій. Функціональна схема інспекційного конвеєра наведена на рис. 2.1.

У більшості випадків ці операції виконуються робітниками вручну на сортувальних стрічкових (рис. 2.2) або роликових (рис. 2.3) конвеєрах, які за конструкцією практично не відрізняються від звичайних конвеєрів. При інспекції доброякісна сировина залишається на полотні, а некондиційні екземпляри видаляються в бункери для відходів.

Сировина подається на роликовий конвеєр 1 (див. рис. 2.3) і за допомогою перегородок 2 розподіляється по бокових гілках на три потоки 3, 4, 5.

 

 

Робітники відбирають некондиційні плоди і перекладають їх на середню частину 5 конвеєра. Під час руху ролики перекочуються по гумових напрямних, примушуючи повертатися продукт, що знаходиться на них, для покращення умов інспекції.

 

Значного поширення набули флотаційні сортувальні пристрої. Вони використовуються для сортування зеленого горошку, зерен кукурудзи тощо за густиною. Перестиглі зерна мають вищу густину, ніж зерна молочної стиглості. Якщо ці зерна опустити у місткість з рідиною, густина якої близька до середньої густини зерен, то легші зерна спливають, а важчі – тонуть.

Функціональна схема флотаційного сортувального пристрою наведена на рис.2.4.

На рис. 2.5 наведена схема гідравлічної (флотаційної) сортувальної установки. У металевому жолобі 3 з конічними стінками знаходиться розсіл (розчин кухонної солі густиною близько 1080 кг/м³), рівень якого регулюється поплавком 2. Продукт завантажується у жолоб через горловину 1.

Зерна, які опускаються на дно жолоба, потрапляють під струмінь розсолу, що подається по трубопроводу 4 насосом 8, і виносяться по рукаву 13 на сито 11, де рідина стікає у збірник 9. Продукт, проходячи вздовж сита, ополіскується чистою водою і видаляється за межі машини.

Зерна молочно-воскової стиглості, які спливли, разом із розсолом відводяться по лотку 14 на відокремлювач 10. Із відокремлювача рідина зливається у збірник 9 і знову подається насосом 8 у жолоб 3 і так далі. Надлишок розсолу може зливатися в жолоб 3 через патрубок 6.

Відокремлені від розсолу зерна, спрямовуються на подальші технологічні операції. Запірні вентилі 5, 7 і 12 забезпечують нормальну експлуатацію флотаційної установки.

 

 

Калібрування. Крім сортування за якісними показниками, плодоовочеву сировину, при необхідності, ще й калібрують за геометричними параметрами.

Технологічне значення калібрування полягає у відокремленні і збиранні однакових за розмірами чи масою плодів та ягід. Завдяки цьому поліпшується товарний вигляд консервів і можна запобігти розварюванню дрібних плодів, що піддаються подальшій тепловій обробці.

Калібрування здійснюється прямим і непрямим способами. За прямого способу плоди переміщуються вздовж щілини, ширина якої змінюється. У місці, де розмір щілини більший за розмір плода, останній провалюється у бункер або на стрічку конвеєра і спрямовується за призначенням.

При використанні непрямого способу калібрування враховують залежність між масою і геометричними розмірами окремих плодів.

 

Калібрувальні машини розділяються на три основні групи: барабанні, конвеєрні, дискові. Загальним для всіх типів машин є примусове переміщення продукту до отворів або щілин різних розмірів. Схеми калібрувальних пристроїв наведені на рис. 2.6.

 

 

Стрічкові калібрувальні пристрої (рис.6,а) – це по­слідовно змонтовані під нахилом стрічкові конвеєри з отворами різних діаметрів (d₁‹ d₂ ‹ d₃). Потрапляючи на стрічки конвеєра в отвори свого діаметра, плоди розділяються на групи. Замість стрічки можна використати вібраційні полотна або одне полотно, розділене по ширині на зони із отворами різного діаметра.

Для одночасного розділення продукції за п'ятьма розмірами призначена стрічкова калібрувальна машина фірми WYMA (рис. 2.7) з п'ятьма послідовно розміщеними стрічковими конвеєрами 1.

Діаметр отворів у стрічках збільшується від 40 мм у першій стрічці стрічці до 70 мм в останній. Плоди на першу похилу стрічку потрапляють із горизонтального сортувального стрічкового конвеєра. Відкалібрована сировина з кожної секції, проходячи через отвори калібрувальних транспортерів, поперечним стрічковим конвеєром 2, що знаходиться під робочою гілкою кожного з похилих калібрувальних конвеєрів, виноситься у збірник. Продуктивність машини – до 5000 кг/год; швидкість руху стрічок – 0,16 м/с.

 

 

Вібраційні калібрувальні пристрої (див. рис. 2.6,б) застосо­вують для калібрування картоплі та інших твердих плодів.

 

Барабанна калібрувальна машина призначена для розподілу за розмірами картоплі, коренеплодів тощо. Являє собою циліндричний каркас, обтягнутий металевою сіткою (рис. 2.8,а). По­верхня сітки розділена на зони з отворами, розміщеними у послідовності зростання їх розмірів, які можуть мати різну форму (круглу, овальну).

При обертанні барабана продукт переміщується по його довжині, провалюючись в отвори сітки, спочатку менші, потім – більші, розподіляючись по окремих бункерах. Переміщення продукту здійснюється за рахунок нахилу барабана або завдяки напрямним стрічкам. Сітчастий барабан обертається з частотою не більше 12 об/хв.

Різновидом барабанних калібрувальних пристроїв є паралельно змонтовані перфоровані барабани (рис. 2.8,б), що обертаються. Між останніми встановлена плоска похила поверхня. Плід потрапляє в отвір барабана і падає у збиральний лоток всередині барабана, а потім надходить на подальшу переробку. Більші за розміром плоди спрямовуються на наступний барабан і т.д.

Дискові калібрувальні пристрої (див. рис. 2.6,д) складають­ся з корпусного диска 2, який обертається, і довгастих ребер 3 і 4, розміщених над диском так, що утворюють отвори діаметром d₁, d₂, d_3. Розміри отвору можна регулювати зміною положення ре­бер над поверхнею диска. Плоди 1, потрапляючи на поверхню диска, гравітаційно і під дією відцентрової сили виштовхуються в отвори між ребром і повер­хнею диска.

Тросові калібрувальні пристрої (див. рис. 2.6,є). Два троси, які поступово розходяться, несуть на собі продукт. Чим більший розмір продукту, тим далі він буде переміщений тросами перед випаданням. На рис. 2.9,а показано положення плода, коли він лежить на рухомих тросах, відстань l між центрами яких менша за діаметр плода D. Коли відстань між тросами перевищує діаметр плода (див. рис. 2.9,б), він падає у збірник або на свій транспортер, яким і виводиться із машини.

Тросова калібрувальна машина (рис. 2.10) складається з каркаса 1, бункерів завантажувального 2 і розвантажувального 3, малих бункерів для збирання відкаліброваного продукту 4, шафи керування.

 

 

У корпусі машини встановлений конвеєр 5, який складається з 14-ти ланцюгів. Транспортер приводить в дію мотор-редуктор 6. Під час роботи машини продукт рівномірно завантажується в завантажувальний бункер, просуваючись по ланцюгах, розміщується між ними. Орієнтацію продукту між ланцюгами забезпечують напрямні диски 8. У міру просування продукту відстань між ланцюгами збільшується, за рахунок цього продукт потрібної фракції потрапляє до малих бункерів 4. Некондиційний продукт виводиться через вивантажувальний бункер 3. Процес відбувається безперервно.

 

 

Шнекова калібрувальна машина (див. рис. 2.6.з). Калібрувальним елементом її є пара шнеків з постійним кроком і змінним діаметром валів, які, обертаючись у протилежних напрямках, утворюють щілину, через яку у відповідному місці провалюється продукт.

На цьому принципі ґрунтується робота чотирипотокової маши­ни (рис. 2.12). Чотири пари гвинтових калібрувальних елементів змонтовані на спільній станині. Під каліб­рувальними пристроями розміщений стрічковий конвеєр, розді­лений перегородками на 10 потоків. Продукт, залежно від роз­міру, потрапляє в один із потоків і виноситься конвеєром до місця призначення.

У гвинтових калібрувальних машинах діаметр вала в кожному наступному витку відрізняється від діаметра поперед­нього витка на 5 мм. Тому розміри плодів у кожному потоці кон­веєра, відокремленому перегородкою, відрізняються на 5 мм.

У валкових (див. рис. 2.6,ж) і валково-стрічкових (див. рис. 2.6,і) калібрувальних пристроях отвір утворюється відповідно між двома паралельно змонтованими ступінчастими валками та між ступінчастим валком і похило змонто­ваним стрічковим конвеєром.

Ступінчастий валковий калібрувальний пристрій (рис. 2.13) складається з двох валків, що обертаються в протилежних напрямках. Для забезпечення поступального переміщення продукту валки встановлюють під нахилом 15° до горизонту. Висока продуктивність досягається збільшенням кількості пар валків.

 

 

У валково-стрічковій калібрувальній машині (рис. 2.14) стрічка 1 конвеєра розміщена під невеликим кутом до горизон­тальної площини у бік калібрувального вала 2.

Вал по довжині має уступи різних діаметрів, які зменшуються від місця надхо­дження плодів 3. Завдяки нахилу стрічки пло­ди скочуються у зазор між калібрувальним валом і стрічкою, одночасно переміщуючись вперед у бік зазорів, які збільшуються.

У місці, де розмір зазору стає більшим за розмір плода, остан­ній падає в лоток і потрапляє в один з відсіків стола 4, в яких збираються плоди однакових розмірів. Кількість відсіків на одиницю більша, ніж кількість сходинок валка. У останній відсік сходом випадають найкрупніші плоди. Довжина кожної сходинки L=5d. Для рівномірної в один ряд подачі продукту валково-стрічкові та тросові калібрувальні машини обладнуються віброживильником. Для нормальної експлуатації валково-стрічкових машин плоди ма­ють бути розміщені на стрічці по одному вздовж калібрувально­го вала.

Заслуговує на увагу також універсальна радіальна калібрувальна машина R–80 (рис. 2.15) г олландської фірми "ALLROUND Vegetable Processing".

 

 

Вона чудово підходит|пасують|ь для калібрування моркви, картоплі, огірків, брюссельської капусти|, цибулі, буряка|, цикорію. Робочі ролики 1 машини з обох боків прикріплені| до ла|цепу|нцюга 4. Разом вони утворюють роликовий конвеєр відстань між роликами якого постійно збільшується від входу до виходу. Коли продукт потр|попадає|апляє на робочі органи машини, він переміщується за допомогою ла|цепу|нцюга, залишаючись при цьому нерухомим|, що максимально виключає його пошкодження|ушкодження|. На роликах конвеєра плоди розділяються на три групи. У місці, де розмір зазора між роликами стає більшим за розмір плода, остан­ній падає на свій стрічковий конвеєр 2, на якому, таким чином, збираються плоди однакових розмірів. Розмір калібрування дуже легко регулювати за допомогою спеціальних| ручок 3.

Непрямий шлях процесу калібрування. Високу продуктивність та універсальність забезпечують вагові калібрувальні машини, що реалізовують непрямий шлях розділення сировини на партії. Вони придатні для калібруван­ня плодів будь-якої геометричної форми: плоскої, округлої, куля­стої, видовженої. Крім того, їх продуктивність теоретично необ­межена

Калібруючий пристрій цих машин складається з приймальної чаші і вагового механізму. Залежно від принципу дії вагового пристрою вагові калібрувальні машини поділяються на два типи. У машинах першого типу (рис. 2.16) чаша 6 шарнірно кріпиться до ланцюгового транспортуючого контура 4. Вздовж траси контура стаціонарно встановлені вагові пристрої у вигляді двоплечого важеля із вантажем 2 на одному кінці, ножем 1 – на іншому. Під час руху опорний палець 3 чаші ковзає по напрямній 5.

У розривах напрямної розміщені ножі вагового пристрою. Якщо момент сили, що створюється чашею з плодом, перевищить момент вантажу, ніж разом з пальцем опускається, чаша перевертається, а плід випадає у приймач.

У машинах другого типу ваги і чаша об'єднані в один пересувний вузол, виконаний у вигляді важеля коромисла (рис. 2.17). У цьому каліб­рувальному пристрої робочий орган – ваги-чашки, об'єднані в один рухомий механізм. До нескінченного ланцюга накладкою 1 прикріплений двоплечий важіль–коромисло 2 і 4, на одному кі­нці якого укріплена чашка 3, а на іншому – ковзний контрвантаж 5.

Положення контрвантажу на коромислі 4 зумовлює спрацю­вання механізму і випадання плода. Контрвантаж перемішуєть­ся вздовж нерухомої напрямної 6, розміщеної під кутом до кон­веєра. У результаті створюється змінний момент уздовж нерухо­мої напрямної, але постійний у кожній її точці.

Отже, різні за масою плоди, створюючи певний перекидний момент, переміща­тимуться вздовж машини до того місця, в якому перекидний момент контр вантажу не зможе втримати коромисло в горизон­тальному положенні. Рівновага порушується, і плід випадає у збірник. Для різних видів сировини і помологічних сортів необхідний набір контрвантажів різної маси

 

Розрахункова частина

Розрахунок інспектувального конвеєра (рис.2.1), як стрічкового так і роликового, зводиться до визначення його довжини. При двобічному обслуговуванні розрахунки виконують за формулою:

, (2.1)

де L - довжина конвеєра, м;

Q - продуктивність конвеєра, т/год;

a=1,2 - ширина робочого місця, м;

l ₁ =1,2...1,5 - довжина душу, розміщеного в кінці конвеєра, м;

l ₂=0,2...0,5- частина конвеєра, що використовується не за призначенням, м;

k =0,7...0,8 - коефіціент, що враховує заповнення стрічки продуктом;

q=1,15...1,25 - норма виробітку на одного працівника, т/год.

 

Продуктивність конвеєра потрібно розрахувати в залежності від допустимої лінійної швидкості переміщення продукту і навантаження на 1 м² його площі:

, (2.2)

де Q - продуктивність конвеєра, т/год;

=0,10...0,12 - швидкість переміщення продукту, м/с;

В=0,6...0,9 - ширина конвеєра, м;

К=16...18 - навантаження на 1 м² площі конвеєра, кг/м².

 

Тросова калібрувальна машина відноситься до групи машин конвеєрного типу. Будова та принцип роботи слідуючі. Два троси, які поступово розходяться несуть на собі продукт. Чим більший розмір продукту, тим далі він буде переміщений тросами перед випаданням (рис. 2.9). Машини, що працюють за таким принципом мають декілька пар тросів натягнутих на привідний та натяжний ролики, від їх кількості та лінійної швидкості і залежить продуктивність машини:

, (2.3)

де - продуктивність тросової калібрувальної машини, кг/год;

- лінійна швидкість переміщення троса, м/с;

D - середній розмір продукту, м;

К_в = 0,6...0,65 - коефіціент використання продуктивності конвеєра;

G - середня маса плоду, кг;

z - кількість пар тросів.

 

Зміст звіту

І. Тема роботи.

2. Мета роботи.

3. Інспекційні та сортувальні конвеєри.

4. Флотаційна сортувальна машина.

5. Класифікація калібрувальних машин.

6. Прямий спосіб калібрування.

7. Стрічкові калібрувальні машини.

8. Барабанні калібрувальні машини.

9. Тросові калібрувальні машини.

10. Валкові калібрувальні машини

11. Шнекові калібрувальні машини.

12. Вагові калібрувальні машини.

Контрольні запитання

 

1. Наведіть класифікацію обладнання для інспекції, сортування та

калібрування плодоовочевої сировини.

2. Будова, принцип роботи інспекційного конвеєра.

3. Який із конструктивних параметрів суттєво впливає на продуктивність інспекційного конвеєра?

4. Які основні принципи закладені в процес калібрування плодів та овочів?

5. Якими факторами необхідно керуватись при виборі калібрувальної машини?

6. Прямий спосіб калібрування. Барабанні калібрувальні машини.

7. Будова, принцип роботи тросової калібрувальної машини.

8. За рахунок чого відбувається розділення маси продукту у флотаційній сортувальній машині?

9. Будова, принцип роботи флотаційного сортувального пристрою.

10. За рахунок зміни яких конструктивних параметрів відбувається розподіл продукту у шнекових калібрувальних машинах?

11. Будова, принцип роботи шнекових калібрувальних машин.

12. Непрямий спосіб калібрування.

13. Будова, принцип роботи та технологічні регулювання вагових калібрувальних машин із шарнірним кріпленням чаші до ланцюгового транспортуючого контура.

14. Будова, принцип роботи та технологічні регулювання вагових калібрувальних машин, в яких ваги і чаша об'єднані в один пересувний вузол, виконаний у вигляді важеля коромисла.

15. Від яких параметрів залежить продуктивність тросової калібрувальної машини?

 

Список літератури

І. Дацишин О.В. Механізація переробки та зберігання плодоовочевої продукції/ Дацишин О.В., Гвоздєв 0.В., Ялпачик Ф.Ю., Рогач Ю.П. –К.: Мета, 2003. – 288с.

2. Дикис М.Я. Справочник технолога плодоовощногоконсервного

производства/ Дикис М.Я. – М.: Пищепромиздат, 1982. – 270с.

3. Дацишин О.В. Машини та обладнання переробних виробництв/ Дацишин О.В., Ткачук А.І., Чубов Д.С. – К.: Вища освіта, 2005. –159с.

4. Лесик В.В. Зберігання і технологія сільськогосподарських продуктів/ Лесик В.В. – К.: Вища школа, 1973. – 427с.

 

Лабораторна робота № 3