2.1. Оборудование для мытья овощей

МОЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

2.1. Оборудование для мытья овощей

Поступившие на предприятия общественного питания овощи необходимо перебрать, откалибровать и тщательно вымыть перед механической или тепловой обработкой для удаления поверхност­ных загрязнений. На мелких и средних предприятиях общественного питания процесс мойки мало механизирован и выполняется чаще всего вручную в специальных ваннах. Зарубежными фирмами вы­пускаются машины периодического действия для мойки корнепло­дов, овощей и фруктов, например, GK-6 фирмы «Meiko» (Германия), LAV фирмы «Fimar» (Италия), РР203 и РР253 фирмы «МВМ» (Ита­лия). В машинах реализован гидромеханический способ мойки во вращающейся корзине при обильном обмывании водой. Конструктив­но они близки картофелеочистительным машинам периодического действия. На крупных же предприятиях и в специализированных цехах используются моечные машины различного типа, устанавливаемые в поточно-механизированные линии по обработке овощей. В результате применения овощемоечных машин увеличивается срок службы карто- фелеочистительных машин и уменьшается количество отходов.

Принцип действия овощемоечных машин основан на интенсив­ном механическом перемещении клубней с одновременным трением их о рабочие органы, стенки рабочих камер и друг о друга. Переме­щение может осуществляться в слое воды (мытье сочных овощей, фруктов, зелени и др.), или загрязнения удаляются струями воды, подаваемой в рабочую камеру машины через разбрызгивающие уст­ройства (мытье сильно загрязненных продуктов и материалов). Ре­жим работы моечной машины зависит от физических свойств сырья. Например, для мойки томатов применяют мягкий режим, а для мой­ки корнеклубнеплодов - более жесткий. При этом гидравлические системы овощемоечных машин должны обеспечивать стабильное давление струй воды в пределах 0,05-0,20 МПа.

Для интенсификации процесса отделения загрязнений рацио­нально использовать предварительное замачивание клубней или обеспечивать интенсивное перемешивание объема воды. Первый способ часто совмещают с гидротранспортированием клубней от места их разгрузки до места переработки, а для реализации второго используют циркуляционные водяные насосы или осуществляют барботирование (подачу в воду воздуха под давлением).

Как правило, овощемоечные машины непрерывного действия имеют несколько секций, предназначенных для удаления тяжелых примесей, оседающих на дно; всплывающих легких примесей; полу­чения вымытого сырья.

При мойке овощей и фруктов необходимо одновременно учи­тывать два фактора - быстроту и тщательность мойки, так как при продолжительном пребывании растительного сырья в воде теряется часть ароматических, красящих и экстрактивных веществ.

В настоящее время наибольшее распространение получили виб­рационные, барабанные, лопастные, щеточно-роликовые овощемо­ечные машины и моечно-очистительная машина (пиллер).

Машина моечная барабанная А9-КМ-2 непрерывного действия (рис. 2.1) предназначена для мойки твердых плодов и овощей, раз­меры которых должны находиться в пределах 15-200 мм.

Рис. 2.1. Машина моечная барабанная А9-КМ-2:

а - общий вид; б - вид справа: 1 - лоток приемный; 2, 3, 4 - барабаны; 5 - мотор-редуктор; 6 - передача цепная; 7 - вал; 8 - вентиль запор­ный; 9 - лоток; 10 -люк; 11— каркас; 12 - ванна

На сварном каркасе 11 укреплена ванна 12, разделенная перего­родкой на две части, в каждой из которых размещено по барабану 2 и 3 для отмочки и отделения загрязнений. Оба барабана равны по длине и диаметру и выполнены конструктивно одинаково. За бара­баном 3 расположен третий барабан 4 для чистового ополаскивания проточной водой. Все три барабана установлены на валу 7 и совер­шают вращательное движение.

Первые два барабана выполнены щелевыми из фасонных изо­гнутых полос, а третий - перфорированный с установленным внутри душирующим устройством. Удаление загрязнений из ванны произ­водится через люки 10 при санитарной обработке машины.

Сырье из лотка 1 поступает в барабан 2, затем лопастями пере­брасывается в барабан 3, при этом загрязнения через щели проходят в ванну и осаждаются на днище. Специальным ковшом сырье пода­ется в барабан 4, из которого направляется в лоток 9 и затем на по­следующую обработку.

В барабанных овощемоечных машинах периодического дейст­вия обычно используется один барабан, загрузка корнеклубнеплодов осуществляется через люк в его торцевой стенке. Барабан устанав­ливается в поддоне с проточной водой на расстоянии меньшем по­ловины диаметра. Поддон оснащен спускным желобом с затвором. Разгрузка производится при открытом люке и затворе, причем люк совмещается со спускным желобом.

(2.1)

Интенсивное перемещение продукта и его продвижение вдоль оси барабана достигается в случае, когда каждый клубень не дохо­дит до верхней части барабана, а скатывается по другим клубням в нижнюю его часть. Для обеспечения таких условий необходимо, чтобы центробежная сила С_к, действующая на клубень, находящийся у стенки барабана, не превышала силы тяжести G_K клубня, то есть

С_к < G_к, или mω ² (R-r)< mg,

где т - масса клубня, кг; ω - угловая скорость барабана, рад/с; R - ра­диус барабана, м; r - средний радиус клубня, м.

Зная, что ω = 2πn (где n - частота вращения барабана, об/с), из неравенства (2.1) можно определить критическую частоту вращения барабана, то есть частоту, при которой сырье, находящееся в бара­бане, начинает вращаться вместе с ним не отрываясь от его стенок:

(2.2)

Рабочую частоту вращения барабана определяют по формуле:

п = к₆п_кр, (2.3)

где к₆ - опытный коэффициент, k₆ = 0,6—0,9.

Теоретическая производительность вибромоечной машины

Q =Fυ _ср ρ _н φ, кг/с, (2.4)

где F - площадь нормального поперечного сечения межвитковых кана­лов рабочей камеры, м²; υ _ср — средняя скорость циркуляционного пере­мещения клубней, м/с, υ _ср = 0,015-0,035 при амплитуде колебаний а = = 0,0025-0,0040 и частоте колебаний рабочего органа ω = 100-1500 с ^-1; р _н„ - насыпная масса сырья, кг/м³ (табл. 2.1); ― φ — коэффициент исполь­зования площади поперечного сечения межвитковых каналов рабочей камеры, φ = 0,85-0,90.

2.1. Насыпная масса и плотность овощей и фруктов

Сырье	Насыпная масса р„, кг/м^3	Плотность р, кг/м^3
Баклажаны	330-430
Брюква
Груши	450-610
Кабачки	450-500
Капуста кочанная	400-650
Капуста цветная
Капуста брюссельская	200-220
Картофель	640-770	1100-1150
Лимоны
Лук репчатый	650-740
Морковь	550-650
Огурцы
Пастернак
Перец болгарский	200-300
Петрушка (корень)
Редис
Репа
Свекла	600-780
Сельдерей
Слива	600-720	ИЗО
Томаты	580-630
Чеснок	410-600
Яблоки	585-650

2--2384

Площадь F рассчитывается по формуле:

F= (D-d) Н / 2, (2.5)

где D - внутренний диаметр рабочей камеры, м; d - наружный диаметр цилиндра, в котором вращается вал, м; Н - шаг итековой вставки, м.

Производительность барабанной овощемоечной машины не­прерывного действия определяется по формуле:

Q = Fv_п р_нф = πD/4 v_н р_нф, кг/с, (2.6)

где F - площадь поперечного сечения барабана, м²; и_п - скорость по­ступательного движения сырья вдоль барабана, м/с; ф - коэффициент заполнения или использования сечения барабана, ф = 0,02-0,12; D - диа­метр барабана, м.

Скорость поступательного движения сырья

υ _n=nD tgaK, (2.7)

где а -угол наклона барабана, град, а = 2-3 к - коэффициент, учиты­вающий унос сырья водой и подъем сырья на высоту, меньшую диамет­ра барабана, к = 1,5—2,0.

Производительность барабанной овощемоечной машины пе­риодического действия рассчитывается по формуле:

Q = м _п/ Т _{ц =} v р_нф/t_з+t_о+t_в,кг/с, (2.8)

где /м - масса загружаемого продукта, кг; Т_и - продолжительность цик­ла, с; V - геометрическая емкость барабана, м³; ф - коэффициент загруз­ки барабана, ф ~ 0,4; t_з,t_о,t_в- соответственно, продолжительность за­грузки, обработки и выгрузки продукта, с, t_s -100, t₀ -300, t_в - 120 с.

Производительность роликовой овощемоечной машины

Q =F_о υ_o р_нф, кг/с, (2.9)

где F₀ - площадь поперечного сечения продукта, движущегося в камере для обработки, м; υ₀ - скорость продвижения продукта, м/с; ф - коэф­фициент заполнения площади рольганга в камере для обработки, ф ~ 0,8.

Для более тщательного обмывания продукта целесообразно, чтобы он двигался в камере в один слой, то есть

F₀ = B8, (2.1)

где В - ширина камеры для обработки, м; 8 - средний размер клубня, м.

Теоретическая производительность пиллера определяется по формуле:

Q = F υ р_нф, кг/с, (2.11)

где F - площадь поперечного сечения рабочей камеры, м²; υ - скорость передвижения продукта вдоль рабочей камеры машины, м/с; ф - коэф­фициент заполнения рабочей камеры.

Площадь поперечного сечения рабочей камеры

F = 0,5πR², (2.12)

где R - расстояние от оси шнека до щеток, м.

Скорость передвижения продукта

v = nr, (2.13)

где п - частота вращения шнека, об/с;t - шаг шнека, м.

Мощность электродвигателя вибромоечной машины рассчиты­вается по формуле Л. Н. Андроповой:

N = πmrω^{2 /} η*k_yDf_n,кВт/ч (2.14)

Где r - радиус цен­тра масс дебачанса, м; ω - частота вынужденных колебаний, с^-1," к_у - коэффициент, учитывающий потери в упругой системе машины, для стачьных пружин к_у = 1,1; D - диаметр шейки вала вибратора под подшипник, м; f„ - приведенный коэффициент трения подшипников.

Для инженерных расчетов мощность электродвигателя бара­банных овощемоечных машин непрерывного действия определяется по формуле:

N =4QLq/1000-3600tgαη| кВт, (2.15)

где L - длина барабана, м; η| - КПД механического привода.

Технологическая мощность барабанной овощемоечной машины

N = N_] +N₂, кВт, (2.16)

где N\ - мощность, необходимая для подъема клубней и сообщения им скорости. кВт: N2 - мощность, необходимая для преодоления трения в опорах барабана. кВт.

Первое слагаемое рассчитывается по формуле:

N₁₌ m_п[_Hq+ υ_o² /2 ] /1000t₁ (2.17)

где Н - высота подъема клубней в барабане, м (для инженерных расче­тов можно принимать Н = R); и_с - окружная скорость барабана, м/с; t₁ - время одного оборота барабана, с:

t₁,=1/n (2.18) п

Мощность, необходимая для преодоления трения в опорах ба­рабана

N₂₌(m_{п +} m_б )fπd_цnq/60*1000

где т₆ - масса барабана, кг; f- приведенный коэффициент трения сколь­жения в опорах барабана, f= 0,001; с/„ - диаметр цапфы барабана, м.

Мощность в роликовой машине затрачивается только на обес­печение свободного вращательного движения роликов, находящихся в камере для обработки:

N=Gqfπd _рn _р /1000η, квт, (2.20)

где G - масса продукта, находящегося в камере для обработки, кг; f - коэффициент трения скольжения продукта о резиновую поверхность при обильном смачивании их водой, f = 0,5-0,6; d_p - диаметр ролика, η м;n_р - частота вращения роликов, об/с; η - КПД механического привода. Масса продукта

G = F₀Lp_H φ, (2.21)

где L - длина камеры для обработки, м.

В машинах для мойки сырья необходимо обеспечить требуемый расход воды, который составляет около 1 кг/кг плодов и овощей. Диаметр трубопровода для подвода воды к моечной машине

d = 1,1287 √q/ρ _вυ _в= 1,1287√Q/ υ _в м, (2.22)

^МРв«в

где q - расход воды, кг/с; р_в„ - плотность воды, кг/м; υ _в - скорость движения воды, м/с, и_в = 1-3 м/с; Q - расход воды, м^у/с.

Примеры расчета моечных машин

2.1. Рассчитать барабанную овощемоечную машину непрерывного действия

Исходные данные: диаметр барабана D = 0,9 м; длина барабана / 20 м; сырье - кабачки.

Определить: производительность машины Q; рабочую частоту вращения барабана п\ мощность электродвигателя машины N.

Последовательность расчета:

1. вращения барабана

по формуле(2.2) n_кр=1/2*3,14√9,81/(0.45-0.1) ⁼ 0,843 об/с

2. Приняв средний радиус кабачка г = 0.1 м, определяем крити­ческую частоту

1. (2.2):

2. При опытном коэффициенте к₆ = 0,6 находим рабочую часто­ту вращения по формуле (2.3):

п = 0,6-50,6 = 30,36 об/мин.

3. Приняв угол наклона барабана а = 2° и коэффициент уноса к = 1,5, рассчитываем скорость поступательного движения сырья вдоль барабана по формуле (2.7):

υ _в= 30,60/60*0.9*0.0349*1.5= 0.024

4. Производительность моечной машины при коэффициенте ис­пользования сечения барабана <р = 0,07 и насыпной массе кабачков р = 500 кг/м³ по формуле (2.6):

Q ₌ 3,14-0,9 /4._0i024.500.0,07 = 0,534 кг/с = 1923 кг/ч.

5. Мощность электродвигателя при КПД механического приво­да г| = 0,8 по формуле (2.15):

N=4*0,534*2*9,81/1000*0,0349*0,8= 1,5 квт.

6. Расход воды q=1923/3600= 0,534 кг/с, скорость движения воды проимем υ _в= 1,5 м/с тогда по формуле (2.22) определяем диаметр трубопровода

• D=1,1287√0,534/1000*1,5 =0,0213 м.

• Приниаем d =22 мм.

Принимаем d= 22 мм.

2.5. Варианты индивидуальных заданий и контрольные вопросы

Варианты индивидуальных заданий для расчета моечных ма­шин различного типа даны в таблицах 2.2 и 2.3. Расчет овощемоеч- ных машин произвести для нескольких видов продукта. Для бара­банной овощемоечной машины периодического действия произве­сти полный расчет для одного продукта, по определенным геомет­рическим размерам барабана рассчитать производительность и час­тоту вращения для других продуктов. При расчете посудомоечных машин недостающие данные принять по техническим характери­стикам машин соответствующего типа (по согласованию с препо­давателем).

2.2. Исходные данные для расчета овощемоечных машин

Номер вари­анта	Размеры барабана D и Л, м	Произво­дитель­ность Q, кг/ч	Сырье	Тип машины
	-		перец, лук, груши	периодическая
	0,80/1,80	-	томаты, яблоки, сливы	непрерывная
Л J	-		картофель, свекла, морковь	периодическая
	0,90/2,00	-	груши, баклажаны, лук	непрерывная

Продолжение таблицы 2.2

	-		кабачки, баклажаны, перец	периодическая
	0,88/2,20	-	морковь, кабачки, яблоки	непрерывная
	-		огурцы, томаты, сливы	периодическая
	0,95/2,10	-	перец, яблоки, морковь	непрерывная
	-		баклажаны, перец, лук	периодическая
	0,84/2,05	-	лук, яблоки, груши	непрерывная
	-		яблоки, морковь, картофель	периодическая
	0,99/2,25	-	сливы, кабачки, томаты	непрерывная
	-		томаты, перец, свекла	периодическая
	0,92/2,15	-	картофель, баклажаны, морковь	непрерывная
	-		свекла, груши, яблоки	периодическая
	0,85/2,05	-	кабачки, морковь, сливы	непрерывная
	-		груши, яблоки, морковь	периодическая
	0,97/2,35	-	баклажаны, томаты, сливы	непрерывная
	-		сливы, кабачки, яблоки	периодическая
	0,82/1,95	_ ••	свекла, картофель, баклажаны	непрерывная

1. На чем основан принцип действия овощемоечных машин?

2. Какие факторы необходимо учитывать при работе овощемо­ечных машин?

3. Опишите устройство и принцип действия барабанной овоще- моечной машины непрерывного действия.

4. Что такое критическая частота вращения барабана и как она рассчитывается?

5. Как определить производительность барабанных овощемоеч­ных машин различного типа?

6. На что расходуется мощность при работе барабанных овоще­моечных машин?

7. Каковы технологические операции и температурные режимы процесса мытья посуды в посудомоечных машинах?

8. По каким функциональным признакам классифицируют по­судомоечные машины?

9. На какие группы делятся посудомоечные машины периоди­ческого и непрерывного действия? В чем их особенности? Какие виды посуды обрабатываются на машинах?

10. В чем особенности универсальных и специализированных посудомоечных машин? Каковы области их применения?

11. Объясните сущность гидравлического и гидромеханическо­го способов мытья посуды?

12. Какими свойствами должны обладать моющие средства? Объясните сущность каждого из них.

13. На основе каких машин и каким образом строятся посудо­моечные комплексы?

14. В чем особенность машин фирмы «Meiko» (Германия)?

15. Сформулируйте требования, предъявляемые к качеству мы­тья посуды в посудомоечных машинах.

16. Опишите устройство и принцип действия универсальных посудомоечных машин периодического действия.

17. Опишите устройство и принцип действия универсальных посудомоечных машин непрерывного действия.

18. Что такое «рециркуляционный метод» и «проточная цирку­ляция»? Где они применяются?

19. Перечислите основные технологические требования, влияющие на эффективность процесса мойки посуды.

20. Как определить производительность посудомоечных машин различных типов?

Дата добавления: 2015-10-21