Проект поточной линии производства компотов из яблок с разработкой машины для резки плодов и выемки сердцевины производительностью Q = 530 кг/ч - Курсовая работа
Патентный поиск по конструкциям машин для нарезки плодов. Описание машинно-аппаратурной схемы производства компотов из яблок. Яблочное сырье и его характеристика. Виды брака компота из яблок и меры его предупреждения. Рецептура компотов из яблок.
Аннотация к работе
В связи с тем, что для приготовления яблочных компотов плоды яблок нарезают дольками без сердцевины, подробнее остановимся на анализе конструкций машин для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины. Такая конструкция способствует уменьшению усилий при вырезке за счет наличия выступа на режущем элементе, чем уменьшается площадь поверхности контакта с плодом и как следствие усилие, необходимое для введения устройства в плод - значительно уменьшается. Конструкция узла вырезки сердцевины содержит неподвижную раму 1, установленную на ней подвижную траверсу 2, на которой закреплен один блок 3 ножей, включающий цилиндрический режущий орган 4, в котором установлен выталкиватель 5 (с возможностью перемещения с помощью приспособления 8 и фиксации механизмом 6), освобождающий механизмом 7 при достижении траверсой 2 крайнего нижнего положения в позиции резки. Транспортирующие иглы 29 предназначены для передачи плодов из механизма 8 через съемник плодов 30 к ориентирующему фиксирующему и накалывающему механизму 49, откуда плоды подаются на режущее устройство 77, с комбинированными ножами 79, где происходит отделение сердцевины и собственно резка плодов на дольки. Наколотые на иглы плоды опускаются на комбинированные ножи 20, при этом иглы 11 входят в трубчатые ножи 21, которые вырезают сердцевину плодов, а радиальные ножи 22 разрезают плоды на дольки, которые падают в лоток 24, а вырезанные сердцевины в лоток 23.В результате проделанной работы при выполнении дипломного проекта на тему: “Проект поточной линии производства компотов из яблок с разработкой машины для резки плодов и выемки сердцевины производительностью Q = 530 кг/ч” был проведен литературный обзор и патентный поиск по конструкциям машин для нарезки плодов, на основании которого был сделан вывод об актуальности создания машин, работающих в условиях малых предприятий. Проведенным анализом и синтезом предложенной скомпонованной поточной линии доказана оптимальность параметров рецептуры, технологии и технологических приемов производства компотов из яблок, предусмотрена возможность автоматизации двигателя от перегрузок, аварийных “пуска” и “остановки” в непредвиденных ситуациях.
План
Содержание углеводов на 100 г съедобной части яблок, в граммах.
Введение
Даже из самой сладкой любви компота не сваришь.
(Пословица).
У этого самого, казалось бы, неэкзотического фрукта - предельно мифологизированная история. И запутанная. Яблоко олицетворяет одновременно Искушение, Падение и Спасение человека. Все окутано тайнами, начиная с садов Эдема. Мы уже привыкли думать, что запретный плод, который вкусили Адам и Ева в райском саду - это яблоко. На самом деле это не так. Возможно, эта христианская легенда так подпортила репутацию этому фрукту только потому, что на латинском языке слова «зло» и «яблоко» звучат одинаково.
Но это не главное. Яблоку, несмотря ни на что, почет и уважение с давних времен. Например, молодильное яблоко. А если снова обратиться к мифам и занимательным историям, можно вспомнить еще пару «знаменитых» яблок - яблоко раздора, которое привело к Троянской войне и то, что «помогло» английскому ученому открыть закон всемирного тяготения. А также эти плоды росли в одном из Семи чудес света - Висячих садах Семирамиды в Вавилоне, в начале VI века до н. э.
Яблоки - многосемянной фрукт с нераскрывающимся плодом ряда растений семейства Розовые. Яблоки до сих пор встречаются в диком видена своей Родине - современной территории Кыргызстана и Казахстана.
Как сказала муза истории Клио: изготовление компота было известно еще предку человека разумного - неандертальцу, и это примерно где - то 40 тысяч лет назад.
В настоящее время первостепенное значение приобретает решение таких проблем, как рациональное использование возобновляемых сырьевых ресурсов и создания продуктов питания с широким спектром физиологического воздействия.
Использование различных сортов яблок (садовых или дикорастущих) в качестве сырья для получения продуктов, обладающих биологической активностью, имеет большое народнохозяйственное значение. Ценность яблок, прежде всего в их способности, благодаря разнообразному составу, восполнить дефицит некоторых веществ в организме человека.
Благодаря научно - техническому прогрессу человек научился выпускать широкий ассортимент продуктов из яблок - это соки купажированные (например, свекольно-яблочный), натуральные - осветленные и с мякотью, джемы, варенье, повидло, компоты. Причем, используя новые технологические возможности, появилась возможность не только совершенствовать технологии получения традиционных продуктов, но и создавать новые функциональные продукты питания из яблок с повышенным комплексом полезных для здоровья человека ингредиентов, с увеличенным сроком их хранения. Кыргызстан с его уникальной и разнообразной флорой является одним из перспективных районов для промышленных заготовок и переработки яблочного сырья, поскольку располагает богатейшими и уникальными яблоневыми садами, часть плодов которых зачастую не используется и пропадает.
Использование же современных наукоемких технологий переработки яблочного сырья в хозяйственном комплексе региона, позволит более рационально и экономически целесообразно перерабатывать столь уникальное сырье, вырабатывая продукты с длительными сроками хранения. Особое место при этом отводится компотам из яблок, производство которых до последнего дня в нашей республике весьма ограничено. Это связано, по всей видимости, с отсутствием линий и оборудования для малотоннажного производства.
В связи с распространением в республике в последнее время отдельных небольших цехов по переработке плодов и овощей, а также консервных заводов малой мощностью актуальным является компоновка поточных линий небольшой производительности, в том числе и для производства компотов из яблок, с разработкой комплекса оборудования, входящего в линию.
1. Литературный обзор и патентный поиск по конструкциям машин для нарезки плодов
На предприятиях овощесушильной, консервной промышленностей и общественного питания для нарезки плодов и овощей используют овощерезательные машины и механизмы.
Наиболее распространенная форма нарезки - ломтики, брусочки, соломка, стружки и дольки. (Рис. 1. а, б, в, г, д, е).
Рис 1. Форма нарезки овощей и фруктов: а - ломтиками; б - брусочками; в - соломкой; г - кубиками; д - призмочками; е - дольками.
Ломтики - имеют две параллельные поверхности, среднее расстояние между которыми равно толщине ломтика h; длина и ширина определяется размерами нарезаемого плода.
Брусочки и соломка имеют два определенных размера - толщину h и ширину b; длина l - определяется размерами плода.
Соломка по сравнению с брусочками имеет меньшее поперечное сечение.
Стружка отличается от соломки формой поперечного сечения: соломка - имеет прямоугольное сечение, а стружка - в виде кругового сегмента.
Кубики и призмочки - имеют три определенных размера: длину l, ширину b, толщину h.
Дольки - имеют две плоские поверхности среза, расположенные под определенным углом А. Все размеры дольки, разрезаемые на дольки, определяются размерами плода. Иногда дольки имеют еще и определенную длину.
Все машины для резки плодов и овощей подразделяются по двум основным признакам: по назначению - для сырых и вареных плодов и овощей; по конструктивному исполнению - дисковые, пуансонные, роторные.
В связи с тем, что для приготовления яблочных компотов плоды яблок нарезают дольками без сердцевины, подробнее остановимся на анализе конструкций машин для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины.
На сегодняшний день существует и предложено целый ряд конструкций машин для резки плодов на дольки.
Сначала это были небольшие механизмы для продавливания продукта пуансоном. Так, в практике, распространение получил пуансонный резательный механизм. (Рис. 2.)
Рабочая камера - неподвижный пустотелый цилиндр 3, с выполненный заодно с загрузочным котлом 19. Внутри рабочей камеры перемещается пуансон 12. К нижнему торцу пуансона прикреплена пластинка с выступами 13, предназначенными для прошеливания фруктов в неподвижную ножевую рамку. Пуансон совершает возвратно - поступательное движение. За один оборот коленчатого вала рамка - кулиса делает один двойной ход.
Работа механизма сводится к тому, что в загрузочный котел вручную подают по одному клубнеплоду. Когда пуансон находится в верхнем положении, клубень скатывается на ножевую рамку, при движении пуансона вниз клубень продавливается через клетки ножевой рамки 20, для нарезки дольками (“чесночком”). /1/
Помимо описанных выше, предложено также устройство для вырезки сердцевины плодов. (Автор Форстман Д. В. Авторское свидетельство № 1591941); (Рис. 3.), содержащее полую цилиндрическую стойку 1 c размещенным на ее торце режущим элементом 2, установленного внутри стойки 1 выталкиватель 3 и ручка 4. Стойка 1 имеет продольный вырез, а режущий элемент 2 - выступ 5, при этом часть этого выступа отогнута под углом 1200 - 1500 внутрь стойки 1 на величину, составляющею 0,1 - 0,2 ее радиуса.
Такая конструкция способствует уменьшению усилий при вырезке за счет наличия выступа на режущем элементе, чем уменьшается площадь поверхности контакта с плодом и как следствие усилие, необходимое для введения устройства в плод - значительно уменьшается. /2/
Расширить возможности использования в практике для вырезания столбиков из плодов различных размеров позволяет приспособление Потапова Н. А. (Авторское свидетельство № 1697716 А). (Рис. 4). /3/
Данное приспособление содержит стержень 1, спираль, шестерню, скрепленную со стержнем 1 рукоятку 3, режущий элемент 4, который выполнен в виде листа Мебиуса. Один конец 5 режущего механизма 4 укреплен на стержне 1, а другой конец 6 - на стержне 1 с возможностью перемещения вдоль него.
Устройство выгодно отличает простота конструкции и универсальность действия.
Рис. 4. Приспособление Потапова Н. А. для вырезания столбиков из сердцевины плодов.
Интерес представляет узел вырезки сердцевины к машинам для переработки плодов, выполненной по авторскому свидетельству № 1711793, (рис. 5), /4/ в котором предусмотрено повышение надежности при переработке плодов с повышенным содержанием сахара - яблок, груш, айвы, за счет наличия механизма фиксации выталкивателя в крайнем верхнем положении траверсы и механизма его освобождения в крайнем нижнем положении траверса. Кроме того, снабжен средствами подачи промывочной жидкости в полость цилиндрического режущего органа.
Конструкция узла вырезки сердцевины содержит неподвижную раму 1, установленную на ней подвижную траверсу 2, на которой закреплен один блок 3 ножей, включающий цилиндрический режущий орган 4, в котором установлен выталкиватель 5 (с возможностью перемещения с помощью приспособления 8 и фиксации механизмом 6), освобождающий механизмом 7 при достижении траверсой 2 крайнего нижнего положения в позиции резки. В этом положении принудительно перемещается блок ножей 3 для выталкивания вырезанной сердцевины в место, исключающее ее попадания в подвижные элементы машины при налипании к блоку ножей на соке с повышенным содержанием сахара.
Рис. 5. Узел вырезки сердцевины к машине для переработки плодов
1 - неподвижная рама; 2 - траверса; 3 - блок ножей; 4 - режущий орган; 5 - выталкиватель; 6 - механизм фиксации; 7 - механизм освобождения траверсы; 8 - приспособление для перемещения; 9 - труба для подачи воды.
В дальнейшем совершенствовании конструкций шло по пути их усложнения и совмещения операций.
Авторами Касымовым Н. Ж., Гладушняк А. К. (Авторское свидетельство № 1722403) была предложена установка для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины. (Рис. 6.) /5/
Рис. 6. Установка для резки плодов яблок на дольки и вырезки сердцевины.
Предложенная установка содержит загрузочный бункер 1 с шибером 2 корпуса 3, в котором установлена ванна 4 для распределения плодов и ванна 5 для ориентации плодов, имеющие общую стенку 6.
Внутри ванны 4 установлен захватывающий механизм 8, движущийся вертикально по стойке 7, причем его беговые стенки выполнены ”П” образными. Захватывающий механизм поштучного разделения плодов соединен с шибером для синхронизации его перемещения к корпусу 3 шарнирно прикреплены неравноплечие двуплечие рычаги 22 с установленными на их концах роликами 21, которые являются приводом вертикального перемещения захватывающего механизма 8.
Транспортирующие иглы 29 предназначены для передачи плодов из механизма 8 через съемник плодов 30 к ориентирующему фиксирующему и накалывающему механизму 49, откуда плоды подаются на режущее устройство 77, с комбинированными ножами 79, где происходит отделение сердцевины и собственно резка плодов на дольки.
По лоткам 82, 83 и далее по ленточному конвейеру 84 происходит выход из установки долек и вырезанных сердцевин 85 соответственно.
В данной конструкции приводы горизонтального 37 и, вертикального 69 перемещения узлов выполнены в виде соединяющих рычагов.
В данной установке гарантированно поштучное разделение плодов с одновременным выполнением нескольких операций в рабочем цикле, а механизация и синхронизация работы рабочих органов, позволяет увеличит ее производительность и надежность работы.
Однако сама конструкция очень сложна, громоздка и требует четкого выполнения позиций циклограммы отдельных узлов.
Наряду с представленным выше, известно также устройство для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины, которое также, как и предыдущее ставит своей целью повышение производительности и надежности в работе (рис. 7 а, б, в.) /6/
В данном устройстве это достигается гарантированным удержанием плодов на игле при их перемещении и вырезании их сердцевин в трубчатых ножах при удалении из них игл.
Предложенное устройство содержит корпус 1, с размещенной в ней ванной 2, в которой установлена рама 3 с закрепленными на ней ориентирующими конусами 4. Над ванной 2 установлены направляющие 5, по которым перемещается нижняя плита 6 с отверстием. Она соединена с верхней плитой 7, стержнями 8 и пружинами 9. На верхней плите укреплены иглодержатели 10 с иглами 11. На иглодержателях - установлены с возможным перемещения цилиндрические упоры 13, подпружиненные пружинами 12. Здесь же закреплены штанги, на нижних концах которых закреплены на оси 16 подпружиненные пружиной 17 собачки 18.
Рис. 7 а. Устройство для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины
На нижней плите под штангами закреплены неподвижные планки 19 для вывода собачек из зацепления.
Сечение устройства (рис 7. б.) по А - А
Сечение устройства (рис 7. в.) по Б - Б
Данное устройство работает следующим образом. Плоды, сориентированные по своей оси, поступают в ориентирующие конусы, закрепленные на раме, которая установлена в ванне с водой. Верхняя плита опускается вниз по стержням и пружины снимаются. Цилиндрические упоры проходят через отверстие в нижней плите, соприкасаются с плодами, фиксирующих, накаливая плоды по их оси. Верхняя плита с плодами поджимается в вверх, а нижняя перемещается по направляющим 5 на операцию резки. Наколотые на иглы плоды опускаются на комбинированные ножи 20, при этом иглы 11 входят в трубчатые ножи 21, которые вырезают сердцевину плодов, а радиальные ножи 22 разрезают плоды на дольки, которые падают в лоток 24, а вырезанные сердцевины в лоток 23. Далее цикл повторяется.
Конструктивно данное устройство проще предыдущего, интересно решена конструкция трубчатых ножей для удаления сердцевин, однако в условиях небольших предприятий использование такого оборудования нецелесообразно изза его громоздкости, сложности в обслуживании и выполнении правил по технике безопасности.
На сегодняшний день, наряду с устройствами и машинами для удаления сердцевин и резки яблок предложены автоматы для осуществления этих операций, в которых решены вопросы охраны труда и техники безопасностей, отсутствует ручной труд по укладке и ориентации яблок, при одновременном повышении производительности, выполнен по патенту № 2007102 Cl. Автор Пименов В. В. предложил автомат для удаления сердцевины и резки яблок. (Рис. 8 а, б, в.) /7/
Автомат содержит основание, резервуары, механизм ориентации и транспортирующий орган, а также узел фиксации и механизм резки яблок.
Яблоки из ванны 1 через окно 2 потоком воды подаются в механизм ориентации 3 по желобу 4, заполненному водой и образованному бесконечными полотнами 5 и 6, являющимися эластичным захватом и вместе с водой транспортирующим органом расположенными на шкивах (два из которых размещены на подпружиненных кронштейнах 12, 13 установленных шарнирно с возможностью углового качения), в желобе 4 подхватываются полотнами 5 и 6 и подводятся к месту их фиксации. При этом полотна отходят друг от друга на расстояние, равное диаметру яблока. Вместе с ними разводятся друг от друга и кронштейны 12 и 13. Их окончание упираются в окончание в виде ласточкина хвоста пластин 18; который пружиной 19 отводит свое окончание с флюгером 20, на такое же расстояние, что и полотна 5 и 6.
Рис. 8. а. Автомат для удаления сердцевины и резки яблок
Рис. 8. б.
Рис. 8. в.
В результате этого середина яблока находится против иглы 28 узла фиксации 17 независимо от диаметра яблока. И подводит яблоко к листу удаления сердцевины и резки яблок. Нож 38 разрезает мякоть яблока на дольки, которые падают на совок 39 и по желобу 40 поступают в резервуар 41, а сердцевина входит в тубус 37 и выдавливается в резервуар 42.
При всех положительных моментах, следует отметить сложную схему автоматизации автомата, его большие габаритные размеры и значительную производительность.
Увеличение количества выполненных операций можно констатировать в машине для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины, выполненной по патенту РФ № 2020836 Cl /8/ (рис. 9), в которой помимо операции вырезки сердцевины, резки на дольки, выполняется операция укладки яблок в банки.
Рис. 9. а. Машина для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины
Машина содержит установленные на опорах 1 и 2 со звездочками 3, на которых натянуты цепи 4, с пластинками 5 пластинчатого транспортера. На конце вала 2 установлено храповое колесо 6 и звездочки.
Рис. 9. б. Вид машины спереди.
От электродвигателя 8 движение передается на вал 9 редуктора 10. От редуктора движение передается через цепную передачу на вал 15, на другом конце которого посажен диск. Диск связан через шатун со штангой, соединяющей патроны, установленные под транспортером. В патронах размещены ползуны 20, несущие ножи, устройство 22 для мойки плодов и приводных шпинделей от вала 24, который связан с электродвигателем 8. К транспортеру прикреплены ячейки с отверстиями, через которые проходит стружка после вырезки сердцевины и резки на дольки, а также вода в лоток 34.
Под ячейками натянут водонепроницаемый материал, который защищает внутренние части машины от падающей стружки и воды.
Машина также снабжена механизмом подачи под укладку долек и отвода банок 42.
Загрузочный бункер 56 снабжен подвижным дном.
Также конструкция машины придает ей компактность, надежность в работе и в выполнении технологического процесса, за счет чего повышается производительность и снижается трудоемкость.
Более простым по конструкции и надежным в работе, по сравнению с предыдущим, является устройство, предложенное автором Сутиным А. И. (патент RU № 2039476 Cl). (Рис. 10). /9/
Отличительной особенностью данного устройства является возможность резки различных по твердости плодов яблок, груш, айвы, с наименьшими энергозатратами. Это устройство с успехом может использоваться на предприятиях общественного питания, в качестве бытовой техники, т. к. имеет небольшую производительность.
Устройство содержит корпус 1, центральный трубчатый нож 4, на нижний конец которого надевается мешок 5 для сбора сердцевины, закрепляемый кольцом 6; плоские радиально расположенные ножи 9, крышку с радиальными пазами, в которых установлены эти плоские ножи.
Ножи шарнирно соединены с наклонными направляющими 7, закрепленными в подвижном стакане 3, который охватывает крышку с пазами. В днище стакана выполнены окна 10, через которые дольки разрезаемого плода подают в плодосборник 2. На наружной стенке подвижного стакана 3 закреплены две продольные 11, 12 и две 13, 14 поперечные рейки, находящиеся в зацеплении с шестерней. Ее ось установлена на стенке корпуса во втулке 18, имеющей возможность смещаться в крайнем верхнем и нижнем положениях по пазам 21 и 22 относительно поперечных реек. Таким образом при вращении шестерни 16 по часовой стрелке проходит поочередное перемещение стакана 3 вверх и вниз и чередование резки плода и его загрузки.
К недостаткам конструкции следует отнести неблагоприятные условия для резки, требующие большого усилия, а следовательно повышенное энергозатрат изза расположение радиальных ножей в одной плоскости с трубчатым ножом.
Рис 10. Устройство для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины
Сечение (Б - Б) рис. 10
Вид В рис. 10
Анализ патентных исследований показал, что совершенствование конструкций машин в настоящее время направлено на упрощение и удешевление конструкции при одновременном увеличении надежности и производительности. Наиболее оптимальной, удовлетворяющей этим требованием конструкцией является машина для переработки плодов. (Патент РЦ №2044504С1). /10/
Данная машина содержит вращающийся барабан 1 со штырями 2 раму 3 и каретку 4 съема плодов, расположенную на корпусе 5 механизма резки. В машине каретка 4 съема плодов связана через шатуны 6 - 8 и наколку 9 с внутренней кареткой 10, которая снабжена внутренним цилиндрическим ножом 11 и рычагом 12. (Рис 11 а, б).
Рис. 11. а. Машина для переработки плодов.
(в момент подачи плода в раб. зону)
Рис. 11. б. Машина для переработки плодов
(в конечный момент рабочего хода узлов)
При этом внутренняя каретка 10 имеет возможность возвратно - поступательного движения относительно корпуса 5 и каретки съема плодов 4. В перпендикулярном направлении ножом 16 подрезается второй торец плода. Кроме того, на раме 3 жестко закреплен нож 19 подрезки первого торца и наружный цилиндрический нож 20, с помощью кривошипно-шатунных механизмов 21, 22.
Кроме того, предлагаемая машина содержит пластину съема плодов 24, а на корпусе механизма резки закреплены ролики 25. Машина работает следующим образом.
Имеющийся привод (не показан) циклически поворачивает барабан 1, подводя в рабочую зону плоды, наколотые на штыри. Во время поворота барабана 1 происходит подрезка первого торца плода ножом.
Привод приводит в действие также кривошипно-шатунный механизм, который через шатун 22 перемещает каретку 4 вправо, а каретка 10 - перемещается влево и поднимает пластину 15 с ножом подрезки второго торца 16.
Каретка 4, перемещаясь вправо, своими пластинами съема плодов 24 снимает плод со штыря 2 и накалывает его на наружный нож 20. Каретка 10, перемещаясь влево, своим внутренним ножом 11 производит выемку сердцевины плода.
По окончании рабочего хода все механизмы возвращаются в исходное положение и цикл повторяется.
К достоинствам этой машины можно отнести отсутствие необходимости точной регулировки и подгонки узлов машины. Однако для работ в условиях небольшого предприятия машина громоздка и занимает большие производственные площади.
Анализ проведенных литературных и патентных исследований показал, что все существующие и предложенные на сегодня конструкции машин для резки плодов обладают определенными достоинствами, однако каждой из них присущи и свои недостатки. Причем основные разработки направлены на повышение производительности, т. е. для установки машин в крупных специализированных поточных линиях. А для условий работ малотоннажных предприятий они требуют конструктивной переработки.
В связи с этим, разработка конструкций машины для резки яблок и выемки внутренностей, которая была бы проста по конструкции, компактна, безопасна для обслуживающего персонала, легко переналаживаема, вписывалась бы по производительности в поточную линию небольшой мощности и была экономически оправдана, является задачей актуальной.
При этом необходимо решить ряд задач: 1. Технологическим расчетом подтвердить правильность выбора конструкции;
2. Кинематическими и силовыми расчетами доказать работоспособность и надежность конструкции;
3. Проведенным анализом и синтезом скомпонованной поточной линии показать правильность выбранной рецептуры и технологии производства компотов из яблок;
4. Разработать правила ОТ и ТБ при работе машины, которыми бы обеспечивалась безопасная эксплуатация и обслуживание машины;
5. Предусмотреть возможность автоматизации разрабатываемой конструкции;
6. Расчетом экономической эффективности подтвердить экономичность и целесообразность разработки данной конструкции.
2. Описание конструкции разрабатываемой машины для резки яблок и выемки сердцевины и принцип ее работы
Разрабатываемая машина включает в себя следующие узлы и детали: механизм привода блока ножей и конвейера 1, содержащий распределительно-управляющий вал (РУВ), мальтийский механизм, кривошипы ползунных механизмов и приводного вала конвейера с двумя приводными звездочками; каркас 2, выполненный из стальных квадратных труб 40 х 40 х 3 мм, приводную станцию 3, включающую электродвигатель, ременную передачу, червячный редуктор, на тихоходном валу которого закреплена цепная звездочка и подмоторная плита для крепления электродвигателя и редуктора; опору 4; колковый конвейер 5, содержащий две приводные роликовые цепи, соединенные пластинами из нержавеющей стали, на которых закреплены колки для насаживания яблок; натяжное устройство 6 с натяжной звездочкой 7, бункер для яблок 8 из нержавеющей стали; желоб для отвода сердцевины 9, выполненный также из нержавеющей стали, блок ножей 10, содержащий ползун, рамку и четыре сменных ножа, а также лоток для отвода 11. Машина работает следующим образом. (Рис 12). /11/
Из бункера 8 оператор берет яблоки и вручную насаживает их на колки конвейера 5. Далее яблоки конвейером подаются в зону резания. Блок ножей 10 совершает вертикальные возвратно - поступательные движения с помощью кривошипно-ползунного механизма. Конвейер 5 совершает прерывистые движения по горизонтали, задаваемые мальтийским механизмом. Перемещение конвейера 5 происходит в то время, когда блок ножей 10 находится в верхнем положении. После остановки конвейера блок ножей перемещается в нижнее положение и производит резку яблок на дольки и выемку сердцевины (плодоножки и чашелистиков).
Рис. 12. Машина для резки яблок и выемки сердцевины
1 - механизм привода ножей и конвейера; 2 - каркас; 3 - приводная станция; 4 - опора; 5 - конвейер с колками; 6 - натяжное устройство; 7 - натяжная звездочка; 8 - бункер для яблок; 9 - желоб для сердцевины; 10 - узел подвижных ножей; 11 - лоток для долек.
Дольки яблок подаются в лоток 11 и отводятся в емкость с водой. Сердцевины через полости цилиндрических ножей отводятся в желоб 10.
Цилиндрические ножи быстросменные и в зависимости от размеров партии яблок имеют от 4 до 8 лепестков. /19/
Внедрение машины позволяет исключить малопроизводительный ручной труд по очистке и резке яблок, возможность получения одинаковых по размеру и форме долек. Простота конструкции и невысокая стоимость позволить внедрить ее на малых предприятиях.
3. Описание машинно-аппаратурной схемы производства компотов из яблок
Яблоки, поступающие на предприятия в ящиках или валом, поступают на инспекционный транспортер 1, где отбирают гнилые, битые плоды и посторонние примеси, сортируются и направляются в вентиляторную моечную машину 2. В моечной машине отсортированные плоды тщательно промываются, очищаются от почвы, пыли, остатков ядохимикатов, а также от большого количества болезнетворных микроорганизмов и элеватором «Гусиная шея» 3 транспортируются в калибровочную машину 4, где сырье калибруется по размерам 35 - 40 мм и далее направляется в машину для резки яблок на дольки и выемки сердцевины, (8 долек в одном яблоке). /12/
После резки дольки яблок поступают на столик 6 и сразу же подвергаются бланшировке в бланширователе 7. Бланшировка проводится горячей водой подкисленной 0,1 % - 0,2 % лимонной кислотой с t = 80 - 90 0С в течение 4 - 5 минут.
Затем бланшированные плоды охлаждаются в охладителе 8 и передаются на столик 9, и затем на фасовочный транспортер 10; и вручную укладываются в поданные литровые банки. /13/
Одновременно готовится сахарный сироп (сахарная заливка), для чего элеватором для сахарного песка, последний поступает в чан 12 для подогрева и кипячения сиропа. Подготовленный таким образом сироп осветляется, фильтруется и поступает в наполнитель для сиропа 13, куда одновременно поступают банки с уложенными дольками яблок. В закаточной машине 14 банки укупориваются герметически, и поступают на пластинчатый транспортер 15, откуда - укладываются в укладчики банок в автоклавные корзины 16. Тельфером 17 корзины с банками поступают в автоклав - 8, где стерилизуются при t = 100 0С в течении 20 - 30 минут. По окончании стерилизации разгрузчиками из автоклавных корзин разгружаются банки, проходят через машину для мойки и сушки банок (сушка при тв = 40 0С) и накапливаются на транспортере - накопителе, откуда поступают на этикетировочную машину 22 для наклейки этикеток, подсушка этикеток производится в устройстве для подсушки 23. Подсушенные банки с этикетками транспортером 23 загружаются в картонные ящики и направляются на склад. /19/
4. Технологические условия производства компотов из яблок
4.1 Яблочное сырье и его характеристика
Основное фруктовое сырье - яблоки. Из них вырабатывают компот. Но «сырье», т. е. свежие яблоки, для каждой линии вовсе не одно и то же. Самое ценное, дорогое сырье, это «компотные» яблоки. Рекомендуются в основном осенних и осенне-зимних сортов с небольшой кислотностью (около 4%), прочной неразваривающейся мякотью. Лучшие сорта: Анис полосатый, Антоновка обыкновенная, Бойкен, Бельфлер, Боровинка, Кальвиль снежный, Мелба, Коричное полосатое, Пармен зимний золотой, Лобо, Пармен лондонский, Джонатан, Осеннее полосатое, Ренет Симиренко, Розмарин. Фруктовые консервированные компоты - это самый ценный из продуктов. Консервированный компот содержит всего две составляющие - яблоки и сахарный сироп, которым заполняются в банке все промежутки между плодами. Исходные качества свежих яблок - их внешний вид, цвет, вкус, аромат - в максимальной степени должны быть сохранены и в компоте. Что было в сырье, то останется и в продукте. Если яблоки хорошо созревшие (но только не перезревшие, которые развариваются при стерилизации) с красивой золотисто - желтой кожицей - все это можно будет увидеть сквозь стеклянную банку готовых консервов. /17/
Кожура яблок очень полезна. Среднего размера яблоко с кожурой содержит 3,5 гр. нерастворимых волокон (в день организму необходимо потреблять 35 гр.), которые выводят из крови холестерин. Другие волокна, уже растворимые, под названием пектин помогают выводить излишек холестерина из печени. В яблочной кожуре также содержится значительное количество антиоксиданта кверцетина, который в сочетании с витамином C не дает свободным радикалом вредить организму, а, значит, предохраняет его от злокачественных опухолей.
Яблоки должны быть крепкими на ощупь и не иметь коричневых пятен на кожуре. Большие яблоки чаще бывают перезрелыми, чем маленькие. Непривозные яблоки лучше всего использовать осенью, когда они созревают, именно тогда они обладают наилучшим вкусом и ароматом. Начало массового поступления сырья начинается с 10 - 15 июля и заканчивается в ноябре. Продолжительность сезона составляет около 5 месяцев. Несмотря на то, что сезон заготовок относительно продолжителен, максимальное поступление различных видов сырья приходится на август, сентябрь.
Яблоки следует хранить в прохладном месте, причем уровень кислорода в воздухе должен быть пониженным: это замедляет потерю свежести в течение нескольких месяцев. Когда яблоки попадают в среду с нормальной температурой и уровнем кислорода, они могут быстро утратить свежесть и сделаться вялыми. /18/
? Характеристика сырья. Каждый сорт дикорастущих и культивируемых яблок имеет свои характерные особенности и различный химический состав. Это зависит от происхождения, условий произрастания, степени зрелости плодов. Все это определяет пищевые достоинства, вкус и использование. Химический состав яблок весьма разнообразен и богат. В 100 граммах съедобной части свежих яблок содержится 11% - углеводов, 0,4% - белков, до 86% - воды, 0,6% - клетчатки и 0,7% - органических кислот, среди которых яблочная и лимонная. Кроме того, в яблоках обнаружены жирные летучие кислоты: уксусная, масляная, изомасляная, капроновая, пропионовая, валериановая, изовалериановая. Имеет яблоко дубильные вещества и фитонциды, являющиеся бактерицидными веществами. Как следует из таблицы 1, яблоки содержат углеводы и в 2 раза больше фруктозы, чем глюкозы.
Таблица 1.
Вывод
В результате проделанной работы при выполнении дипломного проекта на тему: “Проект поточной линии производства компотов из яблок с разработкой машины для резки плодов и выемки сердцевины производительностью Q = 530 кг/ч” был проведен литературный обзор и патентный поиск по конструкциям машин для нарезки плодов, на основании которого был сделан вывод об актуальности создания машин, работающих в условиях малых предприятий.
В этой связи была разработана машина, отличающаяся простотой конструкции, компактностью, безопасностью для обслуживающего персонала, переналаживаемостью.
Для подтверждения ее работоспособности, надежности, правильностью выбора конструкции были проведены - технологический, кинематический, силовой расчеты. Проведенным анализом и синтезом предложенной скомпонованной поточной линии доказана оптимальность параметров рецептуры, технологии и технологических приемов производства компотов из яблок, предусмотрена возможность автоматизации двигателя от перегрузок, аварийных “пуска” и “остановки” в непредвиденных ситуациях.
Разработаны правила по ОТ и ТБ при обслуживании машины, проведен расчет заземления.
Расчетом экономической эффективности доказана целесообразность внедрения данной машины в производство, при сроке окупаемости 3 года и прибыли 83,08 тыс. сом.
Список литературы
1. В. Д. Елхина и др. Механическое оборудование предприятий общественного питания. - М.; Экономика, 1981 г.
2. Устройство для вырезки сердцевины плодов. - А. С. № 159194А1 от 15. 09. 90. БИ № 3.
3. Приспособление Потапова Н. А. для вырезания столбиков из сердцевины плодов. - А. А. № 1697716А1 от 15. 12. 91. Бюл. № 46.
4. Узел вырезки сердцевины к машинам для переработки плодов. - А. С. № 1711793А1 от 15. 02. 92. Бюл. № 6.
5. Установка для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины. - А. С. № 1722403А1 от 30. 03. 92. Бюл. № 12.
6. Устройство для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины. - А. С. 1773371А1 от 07. 11. 92. Бюл. № 41.
7. Автомат для удаления сердцевины и резки яблок. - Патент RU № 2007102С1, от 15. 02. 94. Бюл. № 3.
8. Машина для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины. - Патент РФ (RU) № 202836С1, от 15. 10. 94. Бюл. № 19.
9. Устройство для резки плодов на дольки и вырезки сердцевины. - Патент РФ (RU) № 2039476С1, от 20. 07. 95. Бюл. № 20.
10. Машина для переработки плодов. - Патент РФ (RU) № 204450С1, от 27. 09. 95. Бюл. № 27.
11. Информационный листок, Серия 19А - 02., 1981 г.
12. Е. Д. Ситников. «Дипломное проектирование заводов по переработке плодов и овощей». - М.; Агропромиздат, 1990 г.
13. А. Ф. Фан Юнг. Проектирование консервных заводов. - М.; Пищевая промышленность, 1976 г - 307 с.
14. Справочник технолога плодоовощного консервного производства. Том 2., Москва, 1977 г.
17. Л. А. Тарасова, Н. П. Головкова. - Применение профилактических напитков - диетических киселей и компотов при вредных и особо вредных условиях труда. Методические рекомендации. Сайт
18. Яблоки и здоровье человека. Сайт
19. С. М. Ястрибов. Словарь - справочник мастера консервного завода. - М; Пищевая промышленность, 1972 г - 200 с.
20. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы. / Под ред. Б. Л. Флауменбаума - 2-е - изд., перераб. и доп. - М.; «Колос», 1993 г - 320 с.
21. Сборник технологических инструкций по производству консервов. - М.; Легкая и пищевая промышленность, 1981 г - 248 с.
22. Курсовое и дипломное проектирование технологического оборудования пищевых производств. / Под ред. О. Г. Лунина - М.; Агропромиздат, 1990 г - 269 с.
23. О. Г. Лунин. «Поточные линии кондитерской промышленности». - М.; Пищевая промышленность, 1970 г.
24. Технологическое оборудование пищевых производств. / Под ред. Б. М. Азарова - М.; Агропромиздат, 1988 г.
25. Машины и аппараты пищевых производств. Кн. 1. / Под ред. В. А. Панфилова. - М.; Высшая школа, 2001 г.
26. ГОСТ 816 - 91. Компоты из плодов, ягод, ревеня и дыни. Общие технологические условия.
27. С. В. Харламов. «Практикум расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств». - М.; Машиностроение., Ленинград, 1971 г.
28. Э. В. Островский. «Краткий справочник конструктора продовольственных машин». - М.; Агропромиздат, 1986 г.
29. А. О. Спиваковский, В. К. Дьячков. «Транспортирующие машины». - М.; Машиностроение., Москва, 1983 г.
30. В. И. Анурьев. «Справочник конструктора машиностроителя». Т. 1; 2; 3. - М.; Машиностроение., Москва, 1982 г.
31. ГОСТ 591 - 89. Звездочки к приводным роликовым и втулочным цепям. - М.; Издательство стандартов, 1991 г.
32. И. И. Артоболевский. «Теория механизмов». - М.; Наука., Москва, 1967 г.
33. Н. Ф. Руденко. «Курсовое проектирование грузоподъемных машин». - М.; Машиностроение., Москва, 1966 г.
34. М. Н. Иванов. «Детали машин». - М.; Машиностроение., Москва, 1984 г.
35. Допуски и посадки. Под ред. В. В. Мягкова. Справочник часть 1. - М.; Машиностроение., Москва, 1988 г.
36. В.А. Бесекерский, Е. П. Попов, Теория систем автоматического регулирования. - М., 2004 г.
37. А.А. Воронов, Основы теории автоматического управления, ч. 1-3, - М. - Л., 2005 г.
38. Экономика предприятия. Под ред. О. И. Волкова и О. В. Девяткина. - М.; 2008 г.
39. В. К. Скляренко, В. М. Прудников. Экономика предприятия. - М.; ИНФРА, 2008 г.
40. Экономика предприятия: тесты, задачи, ситуации: Учеб. Пос. для вузов. Под ред. В. А. Швандера 3-е изд. - М.; ЮНИТИ - ДАНА, 2006 г.
41. Г. В. Яркина. Основы экономики предприятия: Учебное пособие - М.; С - Пб: Питер, 2007 г.
42. Социально - экономическое положение КР и регионов - Б: Нацстатком КР, 2007 г.
43. Рынок капиталов. Бизнес - журнал КР, 2007 г.
44. Кыргызстан в цифрах. Статистический сборник. Б: Нацстатком 2007 г.
45. Н. Н. Шаш. Бизнес план предприятия. Практический справочник, - М.; 2007г.
46. М. И. Бухалков. Планирование на предприятии: Учебник - 3-е изд. 2005 г.
47. Н. Н. Горелов. Экономика труда - С - Пб: Питер, 2005 г.