Вивчення конструкції, принципу дії та основних параметрів м'ясорубки
Мета заняття:
1. Вивчити принцип дії та будову найбільш поширених м'ясорубок.
2. Засвоїти прийоми та правила техніки безпеки під час використання в роботі м’ясорубки.
3. Набути навичок розрахунку основних показників роботи м'ясорубок.
Методика виконання
Роботу починають із вивчення окремих елементів м'ясорубки. Уважно ознайомлюються з будовою корпуса, шнека, різальних інструментів та їх установленням, кріпленням ножів та решіток на пальці шнека та в корпусі. За підручником, матеріалами лекцій, паспортом вивчають принцип дії та правила роботи м'ясорубки (рис. 9).
Технічні характеристики м’ясорубки мим-500
-
Зовнішній діаметр робочої камери, мм……….
105
Продуктивність, кг/год………………………...
500
Потужність двигуна, кВт………………………
2,2
Частота обертання двигуна, об/хв…………….
1400
Частота обертання шнека, об/хв………………
200
Рис. 9. Загальний вигляд м’ясорубки:
1 – корпус; 2 – електродвигун; 3 – зубчата передача; 4 – різальні інструменти; 5 – шнек; 6 – проштовхувач; 7 – завантажувальний бункер; 8 – перемикач
Експериментальну частину роботи розпочинають із дозволу викладача. Перевіряють стан різальних інструментів. Якість подрібнення продукту залежить від гостроти різальних кромок і щільності прилягання двосторонніх ножів і ножових решіток.
Збирають м'ясорубку, включають двигун і затягують натискну гайку доти, доки шум не зросте і не виникне опір нагвинчуванню гайки.
Підготовлений і зважений продукт подрібнюють, визначають тривалість роботи, потужність, що споживається від мережі на холостому ходу і під час подрібнення.
Після закінчення роботи двигун вимикають, розбирають м’ясорубку, промивають усі її частини гарячою водою, потім просушують і змазують різальні інструменти несолоним харчовим жиром.
Визначають основні конструктивні параметри, необхідні для розрахунків: діаметр ножових решіток, кількість та діаметр отворів у них; кількість витків у шнеку, крок першого та останнього витків, зовнішній, внутрішній та середній діаметри та радіуси витків у шнеку; зовнішній та внутрішній радіуси отворів підрізної решітки, ширину та довжину перемичок підрізної решітки, їх кількість; кількість променів ножа, радіусів (максимального та мінімального) променів ножа, площу контакту ножа та підрізної решітки.
Порядок розрахунків
Основними показниками, що характеризують роботу м'ясорубок, є продуктивність, питома витрата енергії під час подрібнення, коефіцієнт ущільнення, коефіцієнти використання площі підрізної та ножової решіток, тиск продукту за останнім витком шнека, механічний ККД машини.
Дійсна продуктивність м’ясорубки визначається за формулою:
, (6.1)
де М – маса подрібненої порції, кг;
– тривалість подрібнення порції, с.
Теоретична продуктивність, що розраховується, залежно від пропускної спроможності решітки визначається за формулою:
, (6.2)
де Fо – сумарна площа отворів у першій, ближчій до
шнека, ножовій решітці, м2;
vо – швидкість просування продукту через отвори у першій ножовій решітці, м/с;
ρ – густина продукту, кг/м3;
φ – коефіцієнт використання площі отворів ножової решітки, φ = 0,7...0,8.
, (6.3)
де dо – діаметр отворів решітки, м;
Zо – кількість отворів у решітці, шт.
, (6.4)
де п – частота обертів шнека, хв-1;
rз, rв – зовнішній та внутрішній радіуси шнека, відповідно, м;
βп – кут підйому останнього витка шнека, град;
Кв – коефіцієнт об’ємної подачі продукту, (Кв = 0,35...0,4);
, (6.5)
де tо – крок останнього витка шнека, м;
dcеp – середній діаметр останнього витка шнека, м.
Коефіцієнт ущільнення продукту розраховується за формулою:
, (6.6)
де t1, tп – крок першого та останнього витків шнека, відповідно, м.
Коефіцієнт використання площі ножової решітки визначається з виразу:
, (6.7)
де Fp – площа ножової решітки, м2.
, (6.8)
де dp – діаметр решітки, м.
Площа отворів підрізної решітки визначається за формулою:
, (6.9)
де rmax, rmin – зовнішній та внутрішній радіуси отворів у підрізної решітки, відповідно, м;
b – ширина перемички підрізної решітки, м;
l – довжина перемички підрізної решітки, м.
Теоретична потужність електродвигуна м’ясорубки визначається за виразом:
, (6.10)
де N1 – потужність, витрачена на розрізання продукту, Вт;
, (6.11)
де Fp – площа ножової решітки, м2;
Kпр, Kp1, Kp2 – коефіцієнти використання площ підрізної, першої та другої ножових решіток, відповідно;
n – частота обертання шнека, хв-1;
а – питома витрата енергії на розрізання м’яса, а = (2,5...3,5)·103 Дж/м2;
Z – кількість лез (променів) ножа м’ясорубки, шт.;
N2 – потужність, необхідна для подолання сил тертя у різальному механізмі, Вт;
, (6.12)
де Р3 – зусилля затягування різального механізму;
(6.13)
де Р – усереднений питомий тиск стику ножа та решітки, Р = (2...3)·106 Па;
вк – ширина площі контакту леза ножа та решітки, м;
rmax 1 rmin 1 – максимальний та мінімальний радіуси ножа, відповідно, м;
f1 – коефіцієнт тертя сковзанням ножа по решітці, f1 = 0,1;
φ – кількість поверхонь різання продукту;
N3 – потужність, витрачена на подолання тертя продукту по поверхні шнека та на переміщення продукту від пристрою для завантаження до різального інструмента, Вт.
(6.14)
де Р1 – тиск за останнім витком шнека, Р1 = (3...5)·105 Па;
r3, rв – зовнішній та внутрішній радіуси шнека, відповідно, м;
т – кількість витків шнека;
kв – коефіцієнт об’ємної подачі продукту (див. вище);
βсер – середній кут підйому витків шнека.
(6.15)
де β – кут тертя, β ≈ 22 град;
ηм – ККД передавального механізму, ηм = 0,8 ... 0,9.
Питома витрата енергії визначається за виразом:
(6.16)
де τ – тривалість обробки порції продукту, с;
т – маса порції, кг.
Механічний ККД машини розраховують таким чином:
(6.17)
де Nкор – потужність, що витрачається на виконання корисної роботи, Вт;
Nх.х – потужність, що використана на холостому ходу;
Nзаг – потужність, що використана машиною під час подрібнення, Вт.
Виміряні та розраховані значення заносять до табл. 6.
Зміст звіту
Звіт повинен містити:
назву, мету роботи, дату її виконання;
кінематичну схему м'ясорубки;
розрахунки дійсної та теоретичної продуктивності м'ясорубки;
розрахунок коефіцієнта ущільнення продукту;
розрахунок теоретичної потужності м'ясорубки;
розрахунки питомої витрати енергії, ККД;
висновки.
Таблиця 6