CC BY
20
УДК 621.979; 621.9
АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ДОЗИРОВАНИЯ ФАРША
В РОТОРНЫХ КОТЛЕТОФОРМОВОЧНЫХ МАШИНАХ
К.С. Осипова, Е.В. Пантюхина
Рассматриваются вопросы процесса дозирования фарша в ячейки формовочного стола роторных котлетоформовочных машин и выполнения условия, при котором время движения формовочного стола над окном выдачи порции фарша будет меньше времени его дозирования в ячейку.
Ключевые слова: котлетоформовочная машина, формование, дозирование.
В настоящее время широким спросом у потребителя пользуются замороженные полуфабрикаты, отличающиеся простотой и быстротой приготовления, а также сравнительно невысокой стоимостью. Одним из важных сегментов рынка мясной промышленности считаются котлеты, они представляют собой полупродукты, приготовленные из различного мясного фарша с солью, специями и подвергнутые замораживанию. Особой популярностью среди продуктов данного типа пользуются котлеты из говядины, курицы и свинины [1].
Проанализировав процесс производства замороженных полуфабрикатов, можно сделать вывод о том, что дозирование и формование являются важнейшими операциями. Процесс дозирования заключается в разделении продуктов на части с заданным геометрическим размером, массой или объемом без придания определенных геометрических форм в отличие от формования, которое придает определенную форму и размер изделию и остается неизменной при дальнейших технических операциях.
Наиболее современными и удобными в эксплуатации машинами, которые используются для дозирования и формования котлет, являются роторные котлетоформовочные машины.
Патентно-информационный поиск литературы в области технологии и оборудования для производства котлет показал, что в большинстве работ уделяется внимание исключительно улучшению их рецептуры и технологии изготовления. В частности, в кандидатской диссертации М.С. Алиева излагается о технологии производства замороженных полуфабрикатов с использованием инъецировния, что позволяет совершенствовать и интенсифицировать технологию их производства. В диссертации В.Е. Артеменко анализируются различные конструкции котлетоформовоч-ных машин и проводится комплекс реологических, химических и биологических исследований, который позволил определить условия применения в составе мясных рубленых изделий и разработать их технологию, пригодную для массового производства в предприятиях общественного питания. На основании полученных результатов разработаны оптимальные рецептуры с использованием методов математического планирования многофакторного эксперимента и технология производства изделий.
Основными показателями роторной котлетоформовочной машины являются производительность и мощность. На производительность роторных котлетоформовочных машин влияют конструктивные (количество ячеек, размер котлеты) и кинематические (частота вращения формовочного стола) параметры, а также параметры сырья (плотность) [2]. Было определено оптимальное количество ячеек z формовочного стола, которое учитывает конструктивные параметры формовочного стола, а также построены математические модели производительности и мощности роторных котлетоформовочных машин, учитывающие влияние на них конструктивные и кинематические параметры и физико-механических свойств различных видов фарша [3, 4].
Одним из важных моментов при расчете роторных котлетоформо-вочных машин является анализ процесса дозирования фарша, при котором необходимо, чтобы время движения формовочного стола над окном
выдачи порции фарша было меньше времени ^оз его дозирования в ячейку формовочного стола, то есть должно соблюдаться условие
t дв > ^оз • (1)
Проанализируем основные параметры, которые влияют на процесс дозирования фарша в котлетоформовочном оборудовании.
Время t дв движения формовочного стола определим по формуле
t„ = ^, (2) пп
где п - частота вращения формовочного стола, ф - угол, характеризуемый размерами ячейки формовочного стола (рис. 1).
Используя, правило треугольника и теорему косинусов получим
rK2 = 2 • Яср2 - 2 • Дср2 • cos ф, (3)
где гк - радиус котлет, Яс^ - средний радиус, определяемый по формуле
R ср = R фс - A1 - Гк, (4)
в которой Яфс - радиус формовочного стола; Ai - зазор между ячейкой и
краем формовочного стола.
Преобразовав полученные выражения (3) и (4), получим
Гк2 = 2Дср2 • (1 - cosф). (5)
Определим угол ф из формулы (5), получим
2
2 •
ф = arccos- (1--——) . (6)
2 • Иср
С учетом выражений (2)-(6), время tдв движения формовочного стола запишем в виде
г2
60 • агссоз- (1--к—-)
2 • И
'дв =-. (7)
пп
Минимальное, необходимое время дозирования /доз определяем
п
доз
78,8 цр -д/2
где цр - коэффициент расхода.
(8)
Рис. 1. Расчетная схема формовочного стола
С учетом того, что должно соблюдаться условие (1) в Mathcad 15 был построен график зависимости частоты вращения формовочного стола, в диапазоне от 0 до 25 об./мин. от времени движения формовочного стола при радиусе котлет /к = 0,03, /к = 0,045, гк = 0,06 м (рис. 2). На графике также показано минимальное, необходимое время дозирования, полученное по выражению (1) и представленное горизонтальными линиями 1 (/доз = 0,296 мин), 2 (/доз = 0,242 мин), 3 (/доз = 0,209 мин). Точка пересечения каждой группы графиков представлена максимальным значением частоты вращения диска, при котором будет обеспечиваться условие дозирования котлет - ятах.
Для обеспечения нормальной работы процесса дозирования при радиусе котлет гк = 0,03 м, необходимо принимать значение частоты п от 1 до 6,9 об./мин, так как при Птах1 > 6,9 об./мин процесс дозирования фарша не будет обеспечен. При этом для времени /дв движения формовочного стола предельным допустимым значением является /доз = 0,296 мин. При этом время движения формовочного стола составит /дв = 2,085...0,302 мин.
Для обеспечения нормальной работы процесса дозирования при радиусе котлет гк = 0,045 м, необходимо принимать значение частоты п от
1 до 13,6 об./мин, так как при Птах2 > 13,6 об./мин процесс дозирования фарша не будет обеспечен. При этом для времени /дв движения формовочного стола предельным допустимым значением является /доз = 0,242мин. При этом время движения формовочного стола составит
/дв = 3,31...0,243 мин.
Г
к
maxi 10 Птах2 15 20 ПтахЪ П, об./мИН
Рис. 2. График зависимости частоты вращения формовочного стола от времени его движения с учетом времени дозирования при радиусах котлет: 1 — 0,03 м; 2 — 0,045м; 3 — 0,06 м
Для обеспечения нормальной работы процесса дозирования при радиусе котлет гк = 0,06 м, необходимо принимать значение частоты п от
1 до 22,3 об./мин, так как при птахз > 22,3 об./мин процесс дозирования фарша не будет обеспечен. При этом для времени tДB движения формовочного стола предельным допустимым значением является ^оз = 0,209 мин. При этом время движения формовочного стола составит ^ = 4,689...0,21 мин.
Таким образом, с целью обеспечения процесса дозирования фарша в ячейки формовочного стола рекомендуется в зависимости от диаметра котлет выбирать частоту вращения формовочного стола из указанного выше диапазона, так как при данных параметрах время движения формовочного стола будет больше минимального необходимого времени для реализации дозирования.
Список литературы
1. Осипова К.С., Давыдов И.Б., Пантюхина Е.В. Особенности и основные виды упаковки различных видов замороженных полуфабрикатов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки.
2018. Вып. 11. С. 617-623.
2. Чаблин Б.В., Евдокимов И.А. Оборудование предприятий общественного питания. М.: Издательство Юрайт, 2019. 695 с.
3. Осипова К.С., Пантюхина Е.В. Оптимизация основных параметров роторных котлетоформовочных машин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 10. С. 508512.
4. Осипова К.С., Пантюхина Е.В. Оценка мощности привода роторных котлетоформовочных машин с оптимизированными параметрами // Известия Тульского государственного университета. Технические науки.
2019. Вып. 12. С. 222-225.
Осипова Ксения Сергеевна, магистрант, ksiimia-pershinaa ramhler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Пантюхина Елена Викторовна, канд. техн. наук, доцент, elen-davidovaamail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THEORETICAL FOUNDATIONS OF CYCLOPROPENONE COLLECTORMANIA ROTARY MACHINES
K.S. Osipova, E.V. Pantyukhina
Deals with the process of dispensing meat in cell formulas-tion of the rotary table collectormania machines and run conditions, at which time movement of the mold table above the issue portions of meat will he less time dispensing in the cell.
Key words: cutlet forming machine, forming, dosing.
Osipova Ksenia Sergeevna, master, ksiunia-pershinaa ramhler.ru, Russia, Tula, Tula state university,
Pantyukhina Elena Viktorovnа, candidate of technical sciences, docent, elen-davidovaamail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.9; 663
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФИКСАЦИИ КОНФЕТ С КРУГЛЫМ ОСНОВАНИЕМ В КОРРЕКСЕ
И.А. Красная
Экспериментальным путем выявлен разброс в геометрических размерах изготовленных конфет одного вида, описаны проблемы производства упаковки для данных конфет. Предложен и описан оптимальный путь решения данной задачи, позволяющий надежно фиксировать конфеты в коррексе и значительно снизить брак изделий во время погрузочно-разгрузочных работ, исключая смещение и высыпание конфет в коробке при тряске.
Ключевые слова: коррекс, фиксация конфет, амортизирующие фиксаторы, транспортировка, брак, ячейки.
В последнее время для упаковки кондитерских изделий все чаще используется тип тары «коррекс». Коррекс представляет собой такую упаковочную комбинацию, при которой изделия раздельно укладываются в ячейки упаковки, соединенные между собой на плоскости и помещенные в коробку. Надежная фиксация конфет в коррексе во время перемещения на складах, уменьшение выбраковки изделий, экономия времени и ресурсов логистических служб, доставка потребителю всех конфет в кондиционном состоянии - к этому стремится любой производитель и поставщик кондитерских изделий. Но во время погрузочно-разгрузочных работ коробки не
369
