Техника безопасности при эксплуатации машин для измельчения мяса и мясопродуктов

Описанные машины для механического измельчения мяса и мясопродуктов, как правило, быстроходны и небезопасны для обслуживающего персонала. Поэтому к работе на них допускаются только лица, хорошо знакомые с данным видом оборудования, соблюдающие правила пуска, эксплуатации и остановки машин, прошедшие необходимый инструктаж по тех­нике безопасности.

Машины следует содержать в полной исправности. Работа без ограждений, с неисправным заземлением, при плохом или недостаточном ос­вещении запрещается.

Все движущиеся детали надо хорошо смазывать. Они должны работать без стука и нагрева. Электродвигатель, электроблокирующие контакты, проводка, пусковые и регулирующие приборы следует защищать от влияния сы­рости и механических повреждений, регулярно проверять их исправное состоя­ние.

Около каждой машины на видном месте вывешивают правила пуска, об­служивания и остановки машины.Глава V. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

На мясокомбинатах осуществляют перемешивание жидкостей, сыпучих веществ, вязких и твердых тел со многих технологических процессах в целях по­лучения однородности смешиваемого продукта, приготовления растворов, ин­тенсификации тепловых процессов или вымешивания продукции в соответствии с требованиями технологического процесса

Перемешивание может быть механическое, которое осуществляется 'при помощи мешалок различных конструкции, и пневматическое, производимое сжа­тым воздухом, газом или паром, подаваемыми под давлением в толщу переме­шиваемого продукта.

Перемешивание при помощи звука или электрогидравлического эффекта не получило пока распространения па предприятиях мясной промышленности.

Механические мешалки

Механические мешалки — машины, в которых перемешивание осуществ­ляется при помощи поступательно-возвратно движущихся или вращающихся плоских или наклонных лопастей разной формы, вращающихся винтовых (про­пеллерных) лопастей, шнеков или безлопастных емкостей специальной формы

Мешалки различают по расположению основной емкости (горизонтальные, вертикальные или наклонные) и по характеру работы (периодического или не­прерывного действия). Кроме того, мешалки могут быть открытого или закрыто­го типов. Выбор тон или иной конструкции мешалки зависит от рода перемеши­ваемого продукта, необходимой степени и интенсивности перемешивания и дру­гих факторов.

На рис. 95 представлены принципиальные схемы наиболее часто приме­няемых на мясокомбинатах механических мешалок

Вертикальная лопастная мешалка. Мешалка (рис. 95, а) применяется для перемешивания крови, жира, бульонов, различных экстрактов. Она может быть снабжена нагревающей или охлаждающей рубашкой.

Мешалка состоит из вертикальной емкости и вала с лопастями, приводи­мого в движение от электродвигателя через редактор и передачу из конических шестерен. Лопасти могут быть различного сечения и различно расположенными относительно оси вращения. Мешалки этого типа используют в основном для споконйного перемешивания при сравнительно небольшом числе оборотов вала с лопастями (до 120 об/мин).

Винтовая (пропеллерная) мешалка. Эта мешалка (рис. 95,6) состоит из вертикальной (или горизонтальной) емкости и вала с изогнутыми лопастями в виде винта (пропеллера), при вращении которых перемешиваемая среда движет­ся не только в плоскости вращения, но и в продольном направлении. Пропеллер­ные мешалки применяют главным образом для интенсивного перемешивания жидкостей при растворении солей, быстром смешивании холодных и теплых слоев жидкостей, дефибринировании крови.

Рис. 95. Схемы устройства мешалок: а — кортикальной лопастной б — БИНТОВОЙ (пропеллерной), в — шнековой, г — беллонастной, д — горизонтальной лопастной.

Шнековая мешалка. Эта мешалка (рис. 95, в) так же, как и винтовая, соз­дает достаточное хорошее перемешивание вдоль вала, на котором в качестве ра­бочего органа надет сплошной, спиральный или лопастной шнек. Мешалка со­стоит из емкости и вала со шпеком, приводимым во вращение от электродвига­теля через передачу Вертикальные шнековые мешалки применяют для смешива­ния жидкостей, горизонтальные — для смешивания сыпучих или вязких продук­тов.

Безлопастная мешалка. Мешалка (рис 95, г) представляет емкость (раз­ной формы у сечения), эксцентрично установленную относительно оси враще­ния, благодаря чему при повороте вала на 180° жидкость (или сыпучие вещества) внутри емкости, кроме вращательного движение вдоль оси и достаточно хорошо перемешивается. Безлопастные мешалки применяют в том случае, если механи­ческое воздействие лопастей на продукт нежелательно (дефибринирование крови и пр).

Горизонтальная лопастная мешалка. Эту мешалку (рис. 95, д) используют обычно для перемешивания сыпучих продуктов (мука, соль, шквара, альбумин и др.). Состоит она из горизонтально расположенной емкости и вала с лопастями, которые могут быть различной формы и сечения.

Производительность мешалок определяют по следующим формулам:

а) для мешалок периодического действия

<2 = 60а— кг/ч (П-41)

где а — коэффициент заполнения или использования полезной емкости мешалки, зависящий от конструкции мешалки и рода перемешиваемого про­дукта;

V — геометрическая емкость резервуара мешалки, ,м³; р — плотность перемешиваемого продукта, кг/м³;

1. — полная продолжительность цикла перемешивания (включая загрузку и выгрузку из мешалки), мин. Среднее практическое значение а при перемешивании жидкости в вертикальной мешалке составляет 0,6—0,7; кус­ковых, вязких и сыпучих продуктов в горизонтальной мешалке соот­ветственно 0,4—0,7; 0,5—0,7 и 0,3—0,6;

б) для мешалок непрерывного действия

б = 3600аРчр кг/ч (П-42)

где: а — коэффициент заполнения мешалки (значения см. выше);

-с 2

г — площадь поперечного сечения емкости мешалки, м ;

• — скорость перемещения продукта вдоль оси вала мешалки при пе­ремешивании, м/сек;

р — плотность перемешиваемого продукта, кг/м³.

Мощность двигателя к мешалке зависит от ряда факторов, в том числе вяз­кости перемешиваемого продукта, плотности, числа оборотов вала с лопастями, формы расположения лопастей, их количества, угла наклона и т. д.

В общем виде мощность двигателя мешалок можно определить по сле­дующей формуле:

N = кВт (П-43)

1000/7

где: Р — сопротивление, оказываемое перемешиваемым продуктом при движении лопасти, н;

• - скорость движения лопасти, м/сек;

г) - общий к. п. д. привода мешалки;

г|_а - коэффициент запаса мощности.

Наибольшую трудность представляет определение Р.

Пользуясь формулами для расчета механических мешалок, можно пред­ложить следующую упрощенную схему расчета мешалок.

При поступательном движении лопасти площадью Г м со скоростью V м/сек в среде продукта с плотностью р кг/м³ масса жидкости, захватываемой ло­пастью за единицу времени, составляет

О = цт ■ р ■ / -V (П-44)

где: \|/ — коэффициент, зависящий от формы лопасти и соотношения ее высоты и длины. Вследствие вязкости жидкости этот коэффициент больше еди­ницы и принимается обычно в пределах 1,2—1,5.

Работа, затрачиваемая на перемещение продукта (или сопротивление сре­ды), может быть найдена по формуле

Р = Кр^ъ кгм/сек (П-45

)

где К — коэффициент сопротивления движению лопасти, который равен

к = Ш_ш

2g

Мощность, необходимая для перемещения лопасти, составляет

N = кВт (П-46)

102/7

где г\ — к. п. д. привода мешалки (г) = 0,75 - 0,8).

При вращательном движении лопасти сопротивление среды определяют по формуле

Р = ^1 макс (П-47)

где: у_макс —максимальная скорость на конце лопасти;

^умакс = ^{2;Г Гмакс} м/сек. (П-48)

макс /->. ч х

60

где: п — число оборотов лопасти в минуту;

Гмакс — максимальный радиус вращения (от оси до конца лопасти), м.

Из формулы (II—47) видно, что сопротивление вращающейся лопасти в 3 раза меньше, чем у поступательно движущейся лопасти при той же скорости пе­ремещения.

Мощность, потребную для вращательно движущейся горизонтальной лопасти, определяют по формуле

N = ^’^макс кВт (П-49)

102-4/7

Для вертикально вращающейся лопасти сопротивление среды определяют по формулеК

Р = (г₂⁴ -г^кгм/сек, (П-50)

ксо³

4

г

к = Ш-

де К —коэффициент сопротивления лопасти;

2

Я

И — высота лопасти, м;

со — угловая скорость вращения лопасти, радиан;

Ж-п -1 со = сек. ;

30

г2— наружный радиус вращения лопасти, м;

Г1 — внутренний радиус вращения лопасти, м.

Помимо указанного лобового сопротивления при вращении лопастей ме­шалок, возникает еще трение о боковые поверхности лопасти, но величина этого сопротивления незначительна и составляет примерно 0,5% лобового сопротивле­ния, поэтому при расчетах мешалок им можно пренебречь.

В мешалках с винтовыми (пропеллерными) лопастями поверхность жидко­сти, ометаемую винтом, находят по формул

е

где 0| —диаметр винта, м;

7. — коэффициент, учитывающий уменьшение площади описываемой винтом (е — 0,25

Давление, создаваемое винтом:

г

(ІІ-52)

Ре= —

Пг

/ 2

где: Р — скоростной напор, кг/м ,

г|_г — гидравлический к. п. д лопасти (г|_г =0,8-0,9).

Скоростной напор Р находят по формуле

(ІІ-53)

где: р — плотность перемешиваемой среды, кг/м³;

©о — скорость движения жидкости по оси винта, м/сек;

cos — скорость движения жидкости в резервуаре мешалки, м/сек.

М

(II-54)

ощность, потребная для вращения винта мешалки, определяется по фор­муле

N = кВт, 102/7

2

где: V- объем жидкости, просасываемый через винт мешалки, м за 1 сек; р_е — давление, создаваемое винтом, кг/м²; г) — механический к. п. д. привода мешалки.

Пример. Определить производительность и потребную мощность двигате­ля вертикальной лопастной мешалки для жира (см. рис. 95, а), если дано: диаметр резервуара мешалки Б = 1200 мм; высота его Н = 1600 мм; коэффициент за-

полнения мешалки а = 0,7; плотность жира р = 985 кг/м ; продолжительность пе-

ремешивания 1 — 18 мин; число оборотов вала мешалки п = 35 в минуту; ширина лопасти Ь — 80 мм; высота вертикальной лопасти И = 1300 мм; длина горизон­тальной лопасти Г1 = 470 мм; количество горизонтальных лопастей 4; вертикаль­ных 2.

Определяем производительность мешалки по формуле (II—41)

Находим мощность, потребную для преодоления сопротивления горизон­тальных лопастей.

4150 кг/ч.

Коэффициент сопротивления по формуле (II—45) составит

_к _ VP _ '⁹⁸⁵ 2g 2-9,81Площадь лопасти

Скорость движения лопасти по формуле (II—48)

2. я-п-п 2-3,14-0,47-35

= 1,7 м/сек.

60 60

Т

4-75-0,0376-1,7² ,

— ^макс = — = 13,8 кгм/сек

огда мощность по формуле (II—47) будет равна

^ =

Находим мощность, потребную для преодоления сопротивления для вер­тикальных лопастей

Угловая скорость вертикальных лопастей

л -п 3,14-35, ^ -1

(0= = — 3,66 сек .

30 30

Тогда по формуле (II—50) имеем

гКИсо³1 ₄ л 2 • 75-1,3 • З,66³ /₄ л ,

И₂ = —-—\г₂ - г*) = — (0,55 - 0,47 ] = 79 кгм/сек.

Полная мощность всех лопастей мешалки

N = + К₂ = 13,8 + 79 = 92,8 кгм/сек.

При к. п. д. мешалки г\ = 0,8 мощности электродвигателя мешалки составит

92 8 92 8 N = ’ = ^ = 1,14 кВт.

102-0,8 81,6

Пример. Определить мощность электродвигателя пропеллерной мешалки для растворения соли, если диаметр резервуара мешалки равен 1200 мм, высота 900 мм, интенсивность перемешивания 6 объемов в минуту, диаметр винта ме- шалки 600 мм, плотность раствора 1100 кг/м .

Геометрическая емкость резервуара равна

^^0,9 = 1^

4. 4

Объем жидкости, проходящей за 1 сек через мешалку, составляет

^Усек = — = од м³/сек.

60

Поверхность жидкости, сметаемая винтом, по формуле (II—51) равна

= 0,28 • 0,98 = 0,275 м²

25-0,6)=

Скорость движения жидкости по оси винта

0,1

_

со,

_сек_ _ —=— _ 0 з₆

0,275Скорость движения жидкости в резервуаре

со₈=^= ⁴'^0д =М _{= (}Ц)9 м/сек, жО² 3,14 -1,2 4,5

Скоростной напор по формуле (II—53) будет равен

Р = —{со1 - со²) = ¹¹⁰⁰ (о,36² - 0,09²) = 6,8 кг/м².

2я^У ° 2-9,8Г ’

Давление, создаваемое винтом, по формуле (II—52) составляет

^{р 6}>⁸ / 2 р = — = — = 8,5 кг/м .

//, 0,8

Теперь находим мощность электродвигателя по формуле (II—54)

N = = ^0,1'^8,5 = 0,12 кВт.

102/7 102-0,7

Мощность электродвигателя лопастной мешалки для фарша можно опре­делить по удельному расходу энергии по формуле

N = — кВт,

/7

где: д — удельный расход энергии на перемешивание фарша, который при­нимают 2,5—2,6 квт ч на 1 т фарша;

А — производительность мешалки, т/ч;

г) — к. п. д. лопастей мешалки (г| = 0,7-0,8).

В колбасно-кулинарных цехах перемешивают мясо разных сортов с посолочны­ми компонентами, мясной фарш для выработки колбас, пельменей, котлег, мяс­ных хлебов и тесто для изготовления пирожков и пельменей. Эту операцию осу­ществляют при помощи лопастных фаршемешалок.

Фаршемешалка ФМ-140. Машина (рис. 96) состоит из двух чугунных ли­тых стоек 1, соединенных поперечными связями. На стойках, на двух цапфах, ус­тановлена дежа (корыто) 2 из нержавеющей стали, которая может поворачивать­ся вокруг оси при загрузке и выгрузке при помощи рукоятки 7. Для облегчения поворота корыта емкостью 140 л, который производится вручную, имеется про­тивовес (груз), закрепленный на тросе, перекинутом через ролик и соединенный с корытом.

Внутри корыта имеются две 2-образные лопасти 3, луженые пищевым оловом. Привод в движение ведущей лопасти осуществляется от электродвигате­ля 4 мощностью 2,8 кВт и числом оборотов 1420 в минуту, через червячный ре­дуктор 5 с передаточным числом \ — 15. Другая лопасть приводится в движение через пару цилиндрических шестерен 6, надетых на валы лопастей. Число оборо­тов ведущей лопасти 95 в минуту, ведомой — 44 в минуту. Расстояние между осями лопастей 264 мм. Привод лопастей мешалок показан на кинематической схеме.

В местах прохода валов лопастей через боковые стенки корыта устроены специальные уплотнительные сальники для того, чтобы предотвратить попада­ние смазки в продукт. Для подтяжки сальниковых уплотнений имеются специ-

Рис. 96. Фаршемешалка ФМ-140:

1 — стойки, 2 — корыто; 3 — лопасти; 4 — электродвигатель; 5 — червяч­ный редуктор; 6 — шестерни привода; 7 —рукоятка поворота корыта.

Все вращающиеся детали машины (кроме лопастей) закрыты ограждения­ми. Продукцию загружают в машину при опрокинутом корыте, после чего его поворачивают, ставят в вертикальное положение и включают электродвигатель. По окончании перемешивания наклоняют корыто и выгружают продукт, при этом электродвигатель не выключают и используют вращение лопастей для вы­грузки продукта. Затем машину вновь загружают и начинают новый цикл пере­мешивания.

Фаршемешалка ФЛШ-300. Машина (рис. 97, а) емкостью корыта 300 л применяется на мясокомбинатах большой и средней мощности. Она состоит из сварной станины 1, на которой с левой стороны расположен механизм вращения лопастей 2, а с правой — механизм для опрокидывания корыта.

Лопасти 5 приводятся в движение от электродвигателя 3 мощностью 4,

5кет и числом оборотов 735 в минуту. Ведущая лопасть имеет 67 об/мин, ведомая 57 об/мин, что достигается при помощи шестеренчатой передачи Лопасти вра­щаются в корыте 7, имеющем крышку бив нижней части рубашку 8, в которую можно подавать пар или горячую воду для подогрева продукта во время переме­шивания.

Рис. 97. Фаршемешалка ФММ-300 (общий вид и кинематическая схема).

1 — станина, 2 — механизм привода лопастей, 3 — электродвигатель; 4 — конусы крепления лопастей, 5 — лопасти мешалки. 6 — крышка корыта; 7 — ко­рыто; 8 — рубашка подогрева корыта; 9 — червячная передача; 10 — редуктор; 11 — электродвигатель; 12 — конечный выключатель; 13 — общий выключатель тока, 14 — электропусковое устройство; 15 — контакт электроблокировки.

При необходимости лопасти можно легко снять, ослабив и отвернув кону­сы 4. В местах прохода валов лопастей через боковые стенки корыта имеются сальниковые уплотнительные устройства для предотвращения пропуска фарша и смазки.

Крышка корыта 6 сблокирована с работой электродвигателя 3 так, что при открывании крышки во время работы лопастей контакт 15 размыкается и подача электроэнергии к двигателю прекращается. Для опрокидывания корыта имеется механизм, состоящий из отдельного электродвигателя 11 мощностью 1 кВт и числом оборотов 1410 в минуту, движение от которого передается через червяч­ный редуктор 10 и червячную пару 9.

Время опрокидывания корыта 0,5 мин, высота от пола до кромки опроки­нутого корыта составляет 585 мм. а в нормальном рабочем положении 1205 мм. Для ограничения опрокидывания корыта имеется конечный выключатель 12, ко­торый срабатывает, как только корыто достигнет крайнего нижнего или верхне­го положения. Электродвигатели, включаемые при помощи магнитных пускате­лей, могут вращаться в обе стороны (реверсивное вращение). Общий выключа­тель тока 13 установлен снаружи станины и соединен с электропусковым уст­ройством 14. Кинематическая схема мешалки приведена на рис. 97, б.

Мешалка ММ-1-100. Мешалка служит для перемешивания фарша и теста. Производительность ее 2 т/ч, емкость корыта 155 л, масса единовременно загру­жаемого продукта 100 кг, мощность электродвигателя 2,8 кВт.

Особенностью этой мешалки является автоматическая выгрузка продукции через специальный боковой люк при помощи вращающихся лопастей, которые могут менять направление вращения. Корыто имеет крышки из органического стекла, позволяющую видеть процесс перемешивания. Открывание крышки сблокировано с работой электродвигателя, что обеспечивает безопасность рабо­ты.

Вакуумные мешалки. За последние годы за рубежом (ЧССР, ФРГ, ГДР, ВНР) получили широкое применение вакуумные мешалки, в которых процесс перемешивания ведется под вакуумом, для чего корыто имеет герметически за­крывающуюся крышку, а машина снабжена вакуум-насосом, позволяющим по­лучать необходимое разрежение. Применение вакуума при перемешивании мяс­ного фарша значительно улучшает качество колбасных изделии, так как из фар­ша удаляется воздух, который может служить причиной образования пустот в колбасных батонах и ухудшать качество набивки оболочки фаршем. Вакуум при перемешивании доводится до 85—90%.

Тестомесильная машина. Для перемешивания теста, предназначенного для выработки пельменей и пирожков, па мясокомбинатах используют мешалки типа «Стандарт» с дежой емкостью 330л (рис.98). Она состоит из чугунной пус­тотелой станины 1, внутри которой смонтирован электродвигатель 2 мощностью 4,5 кВт и числом оборотов 1440 в минуту. От электродвигателя движение пере­дается через клиноременную передачу на шкив 3, находящийся на одном валу с червяком редуктора 4, который приводит в действие вал мешалки 5 с лопастью 6 на конце.

Дежа для теста 7 находится на тележке 10, установленной на колесах 11 и в рабочем положении подкатывается к машине, а в нерабочем откатывается. Дежа 7 может вращаться на оси 15 при помощи червячного механизма, приводимого в движение от червяка 13.

/

Рис. 98. Тестомесильная машина:

1 - станина; 2 - электродвигатель; 3 - шкив передачи; 4 - червяк редукто­ра; 5 - вал мешалки; 6 - лопасть; 7 - дежа для теста; 8 - колпак дежи; 9 - ось по­ворота колпака; 10 - тележка; 11 - колса тележки; 12 - автоматическая защелка; 13 - червяк; 14 - ограждение; 15 - ось вращения дежи; 16 - маховичок подъема мешалки.

Для закрывания дежи имеется колпак 8, который может поворачиваться на оси 9 и закрывать дежу при перемешивании теста. Шкивы и клиноременная пе­редача закрыты ограждением 14.

Работа машины заключается в следующем. Дежа с приготовленным по ре­цептуре сырьем накатывается на фундаментную плиту тестомесильной машины и закрепляется автоматической защелкой 12 так, что червяк 13 входит в зацепле­ние с шестерней дежи. После установки дежи опускают колпак 8. При этом за­мыкается контакт электроблокировки и включается электродвигатель, приводя­щий в движение все механизмы тестомесильной машины. Рычаг с лопастью 6 двигается сверху вниз, совершая кругообразные движения, одновременно враща­ется вокруг оси дежа, чем достигается хорошее перемешивание теста. Число ка­чаний месильного рычага 23,5 в минуту, число оборотов дежи 5,9 об/мин. Рас­стояние между лопастью и стенкой дежи не должно превышать 2—3 мм.

По окончании замеса теста колпак 8 поднимают, электродвигатель выклю­чается, при помощи маховичка 16 приподнимают мешалку 6 в крайнее верхнее положение, освобождают защелку 12 и откатывают дежу с тестом от машины. При наличии двух деж работа по замешиванию производится почти непрерывно. Для перемешивания твердых продуктов применяют шнековые или спиральны

е

смесители.

Рис. 99. Смеситель для разных сортов мяса:

1 — станина; 2 — корыто; 3 — шнек; 4 — ленточная спираль, 5 — электродвигатель; 6 — редуктор; 7 — клиноременная передача, 8 — загрузоч­ное отверстие, 9 — разгрузочное окно

С меситель для разных сортов мяса. Машину (рис. 99) конструкции ЦКБ Мясомолмаша устанавливают в консервных цехах для смешивания кусков мяса весом 30—70 г, направляемого для изготовления консервов.

Смеситель состоит из сварной металлической станины 1, на которой смон­тировано У-образное корыто из листовой нержавеющей стали 2. В корыте вра­щается тттнек 3 в виде ленточной спирали, приводимы в движение от электродви­гателя 5 мощностью 2,8 кВт и числом оборотов 1420 в минуту, через червячный редуктор и клиноременную передачу 7.

Вал спирали (мешалки) делает 46 об/мин. По верхнему (наружному) краю ленточной спирали расположена вторая спираль, выполненная из лопаток 4, ус­тановленных в обратном направлении, в результате чего куски мяса ленточной спиралью продвигаются от загрузочного отверстия 8 в направлении справа нале­во, а спираль 4 из лопаток заставляет продукт двигаться в обратном направлении к разгрузочному окну 9. Благодаря этому обеспечивается непрерывное интен­сивное перемешивание, однако смеситель может работать и периодически. Что­бы обеспечить обратное движение продукта в смесителе устанавливают попе­речную перегораживающую стенку 8. Смеситель можно легко разбирать, мыть, подвергать санитарной обработке, он несложен в эксплуатации.

Производительность смесителя 1000 кг/ч. При этом производительность можно регулировать, изменяя угол наклона лопастей.