Испытания взбивальных машин

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.

В 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

 

 

 

где т — масса продукта, подвергающегося взбиванию, кг; Т— время цикла обра­ботки порции продукта, с.

Теоретическая производительность Q_T взбивальных машин и механизмов будет зависеть от объема рабочей камеры V_о, плотно­сти продукта р, коэффициента заполнения рабочей камеры ф и времени загрузки, обработки (взбивания) и выгрузки продукта t₃, t_0,t_B

 

 

Объем рабочей камеры (м³) приближенно можно определить по формуле

где D — диаметр цилиндрической части бачка, м; d— диаметр днища бачка, м; Н— высота цилиндрической части бачка, м; h — высота суженной части бачка, м.

Коэффициент заполнения рабочей камеры

где m₀ — предельная масса продукта в рабочей камере, кг; m₀= V ₀ p

Плотность продукта до взбивания, а также после взбивания р/определяется по формуле

где m₁ — масса порции продукта, кг- V— объем порции продукта, м³ (задается пре­подавателем, например V= 100 мм³).

Плотность продукта определяют студенты, обучающиеся по специальности 271200.

Полезная мощность машины (Вт)

Теоретическая мощность N_T 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

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

 

Р_сопр— сила сопротивления, оказываемого средой движущемуся взбивателю, Н;

коэффициент лобового сопротивления; F_взб — площадь проекции взбивателя на плоскость, перпендикулярную вектору скорости его перемещения, м²; z— чис­ло лопастей; р — плотность продукта, кг/м³; v_взб — скорость движения взбивателя относительно продукта, м/с:

R_взб — радиус взбивателя, м; n_взб — частота вращения взбивателя вокруг своей оси, мин; а — коэффициент проскальзывания (при v_Bj6 в пределах от 0,7 до 8 м/с а принимают равным от 0,8 до 0,2);

а — коэффициент запаса мощности (а - 1,1...1,2); _m — КПД механических пе­редач машины

Мощность N можно представить как N = K₀F_BJdz У\эб',

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

Удельный расход Р электроэнергии, передаточное отношение i и механический КПД n_м машины определяют по формулам (1.2.17), (1.2.19), (1.2.20).

 

Описание стенда. Стенд (рис. 1.15) представляет собой серийно выпускаемую взбивальную машину или механизм, присоединяе­мый к приводу универсальной кухонной машины. Машина под­ключена через магнитный пускатель к источнику электроэнергии. Полезную мощность определяют по контрольно-измерительным приборам, а производительность машины — с помощью цифер­блатных весов, секундомера, емкости для загрузки и выгрузки продуктов. Для определения плотности продукта до и после взби­вания служат мерный цилиндр и весы.

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. (1.16).

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, метилцеллюлоза 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. Устанавливают ча­стоту вращения взбивателя; исключение составляют взбивальные машины МВ-6, МВ-35, МВ-35М, у которых частота вращения взбивателя устанавливается во время работы механизма. 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 <р = 0,3...0,5, определяют массу продукта, подвергающегося взбиванию. Затем эту массу продукта делят на три порции.

 

Рис. 1.15. Схема установки для поведения испытаний взбивальных машин МВ-35 2М

 

1-взбиватель; 2-водило; 3-цилиндрическая передача; 4-стакан; 5-механизм для перемещения нижнего конуса ведомого шкива; 6-раздвижные шкивы; 7-электродвтгатель; 8-магнитный пускатель; 9-контрольно-измерительные приборы

 

 

Рис. 1.16. Кинематические схемы взбивальных машин:

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

 

 

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, а взбиватель снимают с месильного вала и удаляют из бачка. Бачок снимают со станины и освобожда­ют от содержимого.

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. 1.8).

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: