Смесители для сыпучих пищевых сред

Фаршемешалки Л5-ФМ2-150, Л5-ФМ2-М-340 (рис. 13.23) предназначены для перемешивания составных компонентов мясного или овощного фарша.

Фаршемешалки состоят из станины 2, корыта 3, месильных винтов 4, крышки 5, привода 1 месильных винтов, привода 6 опрокидывания корыта и электрооборудования.

Станина представляет собой сварную раму, закрытую со всех сторон быстросъемными облицовочными листами.

Корыто для перемешивания фарша выполнено из нержавеющей стали. Внутри корыта расположены месильные винты с лопастями шнекового типа. Винты установлены на конусах и жестко зажаты стяжками.

Крышка выполнена в виде решетки из нержавеющей стали. Она сблокирована с электродвигателем привода винтов. При открывании крышки электродвигатель выключается.

Рис. 13.23. Фаршемешалка Л5-ФМ2-150

Фарш вручную или самотеком загружается в корыто. После этого крышка закрывается и включается привод месильных винтов. По предусмотренному технологическому процессу в определенное время через окна крышки в корыто загружаются необходимые компоненты. Перемешивание производится до равномерного распределения составных частей фарша. Фарш выгружается путем опрокидывания корыта.

Техническая характеристика фаршемешалок Л5-ФМ2-150, Л5-ФМ2-М-340 приведена в табл. 13.4.

Таблица 13.4. Техническая характеристика смесителей

Показатели	Л5-ФМ2-М-150	Л5-ФМ2-М-340	Б2-КСН	Смеситель экстракта и кислоты
Производительность, кг/ч				–
Вместимость корыта, л
Коэффициент загрузки	0,5…0,7	0,5…0,7	0,5…9,7	0,6…0,8
Продолжительность цикла, мин	3…5	3…5		–
Установленная мощность, кВт	3,0	5,5		1,1
Габаритные размеры, мм	1625´730´980	1980´910´1235	2300´750´1650	1000´1070´1710
Масса, кг

Рис. 13.24. Смеситель Б2-КСН

Смеситель непрерывного действия Б2-КСН (рис. 13.24) предназначен для смешивания сыпучих компонентов, дозируемых универсальными дозаторами, и может быть использован в линиях производства сладких блюд, мучных полуфабрикатов, продуктов детского питания и др.

Смеситель состоит из сварной рамы 1, на которой смонтированы корпус 2, шнековый питатель 3 с приемным бункером 6, лопастного смесителя 5 и привода. Привод включает в себя электродвигатель и редуктор.

Дозируемые компоненты поступают через приемный бункер в шнековый питатель, а из него – в загрузочную горловину лопастного смесителя. Лопастные валы смесителя вращаются в противоположные стороны с разной частотой, что обеспечивает хорошее перемешивание смеси. В процессе перемешивания смесь лопастями перемещается к разгрузочной горловине. Выходное отверстие горловины регулируется специальной заслонкой 4.

Техническая характеристика смесителя Б2‑КСН приведена в табл. 13.4.

Смеситель экстракта и лимонной кислоты (рис. 13.25) предназначен для получения смеси экстракта и лимонной кислоты и устанавливается в линиях производства киселей.

Смеситель представляет собой цилиндрический сосуд 2 с ножками 1, на верхней крышке 3 которого установлен электродвигатель 5 привода мешалки 4.

Техническая характеристика смесителя экстракта и лимонной кислоты приведена в табл. 13.4.

Инженерные расчеты. Производительность смешивающих устройств П (кг/с) определяют по следующим формулам:

– для барабанного смесителя

,

где V – объем барабана, занимаемый продуктом, м³; r – плотность продукта, кг/м³; z_n – число перемещений продукта в барабане за один цикл; п – частота вращения барабана, с^-1; t _з – продолжительность загрузки барабана, с; t _p – продолжительность разгрузки барабана, с;

– для шнекового смесителя

,

где V – вместимость смесителя, м³; a _о – коэффициент заполнения смесителя; t _з – продолжительность загрузки барабана, с; t _п – продолжительность перемешивания, с; t _p – продолжительность разгрузки барабана, с.

Продолжительность перемешивания t_n (с) для смешивания жидких и тестообразных продуктов в общем виде определяют по формуле

,

где С – постоянный коэффициент, зависящий от вида процесса, определяемый экспериментально; п – частота вращения лопастей, с^-1; a – коэффициент, учитывающий наличие элементов турбулизации (a = 1, при отсутствии таких элементов a = 2,5); Е – параметр, зависящий от вида и состояния перемешиваемой массы, определяемый экспериментально.

Продолжительность перемешивания фарша t _n (с) определяют по уравнению

,

где b, а – коэффициенты, зависящие от частоты вращения и формы лопастей, вида сырья и назначения продукции (a > 0, b <0), определяемые экспериментально; s _о, s – исходное и заданное напряжение адгезии фарша, Па (для вареных колбас s _o = 10400 Па; s = 13300 Па; для сосисок s _о = 12200 Па; s = 17050 Па).

Мощность, необходимую для привода перемешивающих устройств N (кВт), рассчитывают следующим образом:

для барабанного смесителя

,

где K_m – приведенный коэффициент трения скольжения (K_m = 0,6…0,8); r_ц – радиус цапфы вала барабана, м; b – расстояние от оси вращения до центра тяжести продукта, м; w – угловая скорость барабана, рад/с; h – высота подъема продукта от горизонтального положения, м; t – продолжительность подъема продукта на высоту h, с; g = 9,81 м/с².

h = b (1 – cos j),

здесь j – угол естественного откоса, рад; m_б, m_пр – масса барабана и продукта, кг;

для шнекового смесителя

,

где П – максимальная производительность смесителя, кг/с; L_c, L_n – длина смесительного и подающего шнеков, м; K_c – коэффициент сопротивления движению;

K_c = ( y / 2) r,

здесь y = l,25…1,50 – эмпирический коэффициент; r – плотность продукта, кг/м³; h _а – коэффициент запаса мощности (h _а = 1,20…1,25); a – угол наклона подающих шнеков к горизонту, град (a = 8°);

для смесителя (дежи)

,

где V – вместимость смесителя, м³; r – плотность продукта, кг/м³; г, r_ц – радиус месильного органа и цапфы, м; w₁, w₂ – угловая скорость вращения месильного органа и дежи, рад/с; К_m – коэффициент трения дежи в опорах (К_m = 0,2…0,3); m_д, m_пр – масса вращающейся дежи и продукта, кг;

для лопастного горизонтального

;

для лопастного вертикального

;

для решетки

,

где K – экспериментальный коэффициент (K = 1,0…2,0); d, d_л, d_н, d_в – диаметр мешалки, лопасти, наружный и внутренний, м; m – динамическая вязкость жидкости, Па×с; K ₁ – коэффициент, зависящий от соотношения размеров в лопасти; h – высота лопасти, м; z – число лопастей; r_н, r_в – наружный и внутренний радиус мешалки, м; m – число отдельных элементов мешалки; d – толщина элементов мешалки, м; п – частота вращения мешалки, мин^–1.

Коэффициент K₁ выбирают в соответствии со следующими значениями:

r/h 1 2 4 10 18

K₁ 1,10 1,15 1,19 1,29 1,40

При подборе электродвигателя для мешалок мощность его принимают с запасом на 50 % больше расчетной.

Расчет производительности и энергии, потребляемой шнековыми смесителями. При расчете смесителя задаются конструктивно диаметром смесительного шнека d_с = 0,20…0,25 м; диаметром вала d_в = 0,05 м; шагом винта l _в = d_c и определяют необходимую частоту вращения смесительного шнека

,

где П – максимальная производительность, кг/с; a _o – коэффициент заполнения (a _o = 0,3…0,4); r – плотность продукта, кг/м³.

Задаваясь размерами подающих (дозирующих) шнеков – диаметром шнека d_п = 0 > 15 м; диаметром вала d_в = 0,05 м; шагом винта l _в = d_п, – определяют три разные частоты вращения этих шнеков:

максимальную ;

минимальную ;

промежуточную ,

где П_max, П_min – максимальная и минимальная производительность, кг/с; k – число подающих шнеков.

Частоту вращения распределительного вала n_в принимают равной n_max, а число зубцов цевочных звездочек Z_ц = n_min.

Для скоростного диска с тремя рядами отверстий определяют число отверстий в каждом ряду:

; ; ,

Рассчитывают коэффициент использования производительности смесителя по формуле

,

где n ₁, n ₂, n ₃ – частота вращения шнеков в каждом варианте, с^–1.

Степень однородности полученной смеси может быть определена по следующим формулам:

для случая А ₁ < А_о,

для случая А ₁> А_о,

где n – количество проб; A ₁ – содержание данного компонента в пробе, %; А_о – содержание данного компонента по рецепту, %.

Есть изобретения, преимущественно научные и промышленные, которые не были бы сделаны, если бы авторы их остановились перед господствовавшими в известное время догматами, которые считались непоколебимыми. Изобретатель часто потому только и был столь смел и свободен, что их не знал. Рибо Теодюль Арман (1839–1916), французский психолог