ИСПЫТАНИЕ ВЗБИВАЛЬНОЙ МАШИНЫ

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Цель работы: Изучить принцип действия и конструкцию взбивальных машин и механизмов, наиболее распространенных в общественном питании, определить их производительность, мощность и охарактеризовать физические свойства продуктов до и после взбивания.

Основные сведения

Цель механического перемешивания — образование нового продукта в виде однородной массы, состоящей из отдельных частичек разнородных продуктов. Если перемешивание сопровождается насыщением продукта мельчайшими пузырьками воздуха, то такой процесс называют взбиванием.

На предприятиях общественного питания для перемешивания и взбивания жидких смесей применяют взбивальные машины и механизмы, имеющие вертикально расположенную неподвижную рабочую камеру и взбиватели, вращающиеся вокруг своей оси и оси приводного вала.

Действительная производительность (кг/с) взбивальных машин и механизмов

, (2.1)

где m- масса продукта, подвергающегося взбиванию, кг;

Т- время цикла обработки порции продукта, с.

Теоретическая производительность Q_т взбивальных машин и механизмов будет зависеть от объема рабочей камеры V₀, плотности продукта ρ, коэффициента заполнения рабочей камеры φ и времени загрузки, обработки (взбивания) и выгрузки продукта t_з, t_о, t_в:

(2.2)

Объем рабочей камеры (м³) приближенно можно определить по формуле:

(2.3)

где D - диаметр цилиндрической части бачка, м;

d - диаметр днища бачка, м;

H - высота цилиндрической части бачка, м;

h’ - высота суженной части бачка, м.

Коэффициент заполнения рабочей камеры:

, (2.4)

где m₀- предельная масса продукта в рабочей камере, кг; m₀=V₀ρ.

Плотность продукта до взбивания, а также после взбивания ρ _i, определяется по формуле:

, (2.5)

где m_i - масса порции продукта, кг;

V - объём порции продукта, м³(задаётся преподавателем, например V = 100 мм³).

Теоретическая мощность N_Т взбивальных машин и механизмов зависит от многих факторов: физических и реологических свойств продуктов, формы, размеров и скорости движения взбивателей и др.

Приближенно теоретическую мощность можно определить по формуле:

, (2.6)

где N - мощность, необходимая для преодоления сил межмолекулярного сцепления между частицами продукта, Вт;

; (2.8)

где P_сопр- сила сопротивления, оказываемого средой движущемуся взбивателю, Н;

; (2.9)

где ξ - коэффициент лобового сопротивления (принять 0, 7);

F_взб- площадь проекции взбивателя на плоскость_,перпендикулярную вектору скорости его перемещения, м²;

z - число лопастей;

ρ - плотность продукта, кг/м³;

V_взб- скорость взбивателя относительно продукта, м/с;

; (2.10)

- радиус взбивателя, м;

- частота вращения взбивателя вокруг своей оси, мин^-1;

α - коэффициент запаса мощности (α =1, 1…1, 2);

- КПД механической передачи машины ( =0, 7…0, 8).

Мощность N можно представить как

; (2.11)

(2.12)

При перемешивании жидкого теста К_о = 5000...6000; при взбивании белков, сливок К_о = 3000...4000, при взбивании муссов, кремов К_о = 4000...5000.

В мировой практике для машин с вертикальными сменными взбивателями и бачками нередко соблюдается геометрическое подобие, выражаемое отношением их размеров к максимальному диаметру взбивателя типа «веничка»:

; ; ; ; ; ; ,

где - эксцентриситет оси взбивателя относительно оси бачка, равный разности радиусов делительных окружностей солнечного колеса и сателлитной шестерни;

- высота взбивателя;

- диаметр прутков взбивателя;

- шаг прутков в сечении, соответствующем максимальному диаметру.

Описание лабораторной машины

Конструктивные размеры взбивальной машины измеряют с помощью штангенциркуля и измерительной линейки.

Методика проведения эксперимента

Работу в лаборатории начинают с изучения имеющихся в лаборатории взбивальных машин и механизмов. Для этого знакомятся с устройством машин и отдельными их узлами и деталями. При этом особое внимание обращают на форму и расположение рабочих органов (взбивателей) и месильного бачка, на устройство для измерения скорости вращения взбивателей, на их крепление к фундаменту или в корпусе привода универсальной кухонной машины, на передаточный механизм.

При изучении конструкции взбивальных машин и механизмов пользуются учебником, а также плакатами и другими средствами технической информации. Заканчивают изучение конструкции составлением кинематических схем (рис.2.3).

Рис 2.3. Кинематическая схема взбивальных машин

I-MB-35M: 1 - взбиватель; 2 - рабочий вал; 3 - водило; 4 - неподвижное солнечное колесо; 5, 14 -цилиндрические передачи; 6 - маховик; 7 - винт; 8 - гайка; 9 - тяга; 10, 12 - раздвижные шкивы клиноременного вариатора; 13 - электродвигатель; 15 - шестерня-сателит; II-MB-6: 1 - взбиватель; 2 -рабочий вал; 3 - водило; 4 - шестерня-сателит; 5 - солнечное неподвижное колесо; 6 - главный приводной вал; 7 - коническая передача; 8 - цилиндрическая передача; 9 - раздвижной шкив вариатора; 10 - пружина; 11 - ремень; 12 - электродвигатель; 13 - винт; 14 - гайка (ползун); III-MB-60: 1 - неподвижное колесо; 2 - сателлит; 3 - шестерня; 4 - электродвигатель; 5 - водило; 6 - коробка скоростей; 7 - коническая передача; 8 - планетарная передача; 9 - взбиватель; IV-МС-4-7-8-20: 1 - взбиватель; 2 - планетарная передача; 3 -коническая передача; 4 - цилиндрическая передача; 5 - кулачковая муфта; 6 - цилиндрическая передача; V -MB к УКМ и МВП II-1: 1 - водило; 2 - главный приводной вал; 3 - неподвижное солнечное колесо; 4 - коническая передача; 5 - шестерня-сателлит; 6 - рабочий вал; 7 - взбиватель.

Затем измеряют основные конструктивные параметры взбивальной машины: диаметр месильного бачка, высоту его цилиндрической и суженной частей, диаметр днища, высоту и ширину лопасти, зазор между взбивателем и месильным бачком, эксцентриситет взбивателя.

Далее с разрешения преподавателя приступают к опытам. Преподаватель называет вид продукта или имитатора (технический глицерин, метил целлюлоза и др.), его массу, частоту вращения взбивателя.

Измеряют мощность машины при работе ее на холостом ходу. Выбирают соответствующий взбиватель в зависимости от консистенции и физико-механических свойств смеси. Затем наливают в мерный цилиндр 100 мм³ продукта, подлежащего взбиванию, взвешивают его и определяют плотность.

Зная объем V₀ месильного бачка (из технической характеристики), плотность продукта, рекомендованный коэффициент заполнения рабочей камеры φ = 0, 3...0, 5, определяют массу продукта, подвергающегося взбиванию. Затем эту массу продукта делят на три порции.

В месильный бачок вручную подают подлежащую перемешиванию и взбиванию первую порцию продукта (имитатора). Загружать месильный бачок рекомендуется не более чем на 2/3 его объема. Измеряют мощность машины при работе ее под нагрузкой. После получения однородной смеси, что определяется визуально, механизм выключают.

При проведении опыта отмечают время, затраченное на загрузку, обработку и выгрузку продукта.

Определяют плотность полученной смеси. Затем взбивают вторую и третью порции продукта, но уже при другой частоте вращения взбивателя, и также измеряют мощность машины и плотность продукта. При этом следует иметь в виду, что на обработку продукта должно быть затрачено равное время.

После окончания эксперимента проводят санитарную обработку взбивателя, месильного бачка и открытой части передаточного механизма.

Обработка экспериментальных данных и составление отчета. Для составления отчета вычерчивают несколько кинематических схем, выполняют расчеты по приведенным в работе формулам и записывают результаты опытов и расчетов в журнал наблюдений (табл. 2.1).

На основании опытных и расчетных данных строят зависимость плотности продукта от частоты вращения взбивателя. На оси абсцисс откладывают частоту вращения, а на оси ординат плотность продукта после взбивания. Сравнивают действительную и теоретическую производительность, сопоставляют мощность, коэффициент заполнения бачка с оптимальными их значениями.

Контрольные вопросы

1. Что такое перемешивание, взбивание?

2. Какова форма рабочих органов во взбивальных машинах и какое движение они совершают?

3. Объясните принципиальное устройство и работу взбивальных машин и механизмов.

4. Как регулируется частота вращения рабочих органов в различных взбивальных машинах и механизмах?

5. Как определяются производительность, мощность во взбивальных машинах?

6. От каких характеристик зависит теоретическая мощность?

7. Назовите основные неисправности взбивальных машин и способы их устранения.

8. Каковы правила эксплуатации взбивальных машин и механизмов?

№ п/п	Показатель	Условное обозначение	Единица измерения	Даны
опытные	расчётные
	Диаметр месильного бачка	D	м
	Высота: -цилиндрической части месильного бачка. -суженной части бачка	H h’	м м
	Диаметр днища	d	м
	Высота взбивателя	h	м
	Ширина взбивателя	b	м
	Эксцентриситет взбивателя	e	м
	Зазор между взбивателем и месильным бачком	δ	мм
	Частота вращения: -вала элевтродвигателя -рабочего вала	n n₁	мин^-1 мин^-1
	Мощность по ваттметру: -для 1-го измерения при n₁ -для 2-о измерения при n₂ -для 3-го измерения при n₃	N₁_x_._x N_1общ N_1пол N₂_x_._x N_2общ N_2пол N₃_x_._x N_3общ N_3пол	Вт Вт Вт Вт Вт Вт Вт Вт Вт
	Время: -загрузки -обработки -выгрузки	t₃ t₀ t_в	с с с
	Масса 100 мм³ продукта: -до взбивания: после взбивания: по 1-му измерению по 2-му измерению по 3-му измерению	m₀ m₁ m₂ m₃	г г г г
	Плотность продукта: - до взбивания -после взбивания: по 1-му измерению по 2-му измерению по 3-му измерению	ρ ₀ ρ ₁ ρ ₂ ρ ₃	кг/м³ кг/м³ кг/м³ кг/м³
	Масса загружаемой порции продукта	m	кг
	Производительность: -действительная -теоретическая	Q_Д Q_Т	кг/с кг/с
	Объём месильного бачка	V₀	м³
	Коэффициент заполнения бачка	φ	-
	Площадь взбивателя	F_взб	м²
	Удельный расход электроэнергии	P	Вт*с/кг
	Теоретическая мощность	N_T	Вт
	Передаточное отношение	i	-
	Механический КПД	η _М	-

Таблица 2.1.

Лабораторная работа № 3

12 3 4 Следующая ⇒