Механизация технологических процессов на предприятиях макаронной промышленности

В настоящее время  на наших макаронных предприятиях эксплуатируются отечественные макаронные прессы ЛПЛ-1М, ЛПЛ-2М и ЛМБ. Последние установлены в автоматизированных поточных линиях ЛМБ. Кроме того, в состав автоматизированных поточных линий фирмы «Брайбапти» входят прессы «МаЬга-L» («Мабра-Л»), «Kibra-С» («Кибра-К») и «Cobra-L» («Кобра-Л»), а фирмы «Бассано» — пресс BBR 140/4.

Шнековый питатель ПШМ-1 (рис. 4 б) состоит из корпуса 2 с загрузочным патрубком, шнека 3 с переменным шагом и аэрационной камеры 4, разделенной пористой перегородкой 7 из бельтинга ² на две части — верхнюю А и нижнюю Б. В верхней части камеры сбоку присоединен корпус шнека, с противоположной стороны предусмотрен люк 5 с герметически закрывающейся дверцей, а наверху в конусной части расположен патрубок для присоединения трубопровода. В нижней части камеры предусмотрен патрубок 8, через который нагнетается воздух от компрессорной установки или воздуходувки. Вал шнека опирается на стойку 1 с двумя шарикоподшипниками и приводится в движение от электродвигателя.[4]

Мука через загрузочный патрубок поступает в шнек, перемещается в сторону аэрокамеры и в связи с уменьшением шага витков шнека при входе в аэрокамеру несколько уплотняется, образуя пробку, препятствующую проникновению воздуха в корпус шнека. Для этой цели служит клапан 6, шарнирно установленный на конце корпуса шнека. Поступив в верхнюю часть аэрокамеры, мука подхватывается воздухом, проникающим через бельтинг, и уносится в трубопровод, по которому направляется к месту назначения. Вал шнека опирается на стойку 1 с двумя шарикоподшипниками и приводится в движение от электродвигателя.[4]

Мука через загрузочный  патрубок поступает в шнек, перемещается в сторону аэрокамеры и в связи с уменьшением шага витков шнека при входе в аэрокамеру несколько уплотняется, образуя пробку, препятствующую проникновению воздуха в корпус шнека. Для этой цели служит клапан 6, шарнирно установленный на конце корпуса шнека. Поступив в верхнюю часть аэрокамеры, мука подхватывается воздухом, проникающим через бельтинг, и уносится в трубопровод, по которому направляется к месту назначения.

 

Фильтры. Служат для очистки транспортирующего воздуха после отделения муки. Основным элементом фильтров является один или несколько матерчатых рукавов, используемых в пылесосах. Мука отделяется от воздуха в циклоне в определенном месте, а воздух отсасывается из циклона и выпускается наружу продуванием через ткань рукавов.

Некоторые фильтры, например фильтр-разгрузитель марки М-104, представляют собой соединение небольшого циклона  и однорукавного фильтра.[4]

Современные тестосмесители предназначены для непрерывного смешивания муки, воды, вкусовых и обогатительных добавок до образования однородной по структуре крошковидной тестовой массы. В зависимости от продолжительности смешивания компонентов, а также места вакуумирования тестосмесители могут иметь одну или несколько последовательно установленных камер. Смешивание крошкообразной тестовой массы обеспечивается непрерывно вращающимся валом с закрепленными на нем в определенной последовательности лопатками и пальцами. В однокамерном тестосмесителе компоненты поступают с одной стороны, а замешенная крошкообразная масса выходит через отверстие с противоположной стороны. В многокамерных тестосмесителях замешенное тесто движется либо одним потоком последовательно из одной камеры в другую, либо двумя противоположно направленными потоками.

Однокамерные  тестосмесители (рис. 5 а) получили наибольшее распространение. Рабочим органом этих машин является горизонтальный вал с закрепленными на нем по винтовой линии лопатками, пальцами и толкателем.

Изменяя угол поворота лопаток  относительно оси вращения вала и  их мест расположения, можно увеличивать  продолжительность замеса. В целях большей компактности однокамерные тестосмесители имеют общий с прессующим шнеком привод.[4]

Однокамерные тестосмесители, как правило, имеют частоту вращения месильного вала около 80 мин^-1, обеспечивая, поданным М. Е. Чернова, удельную работу замеса 13...14 Дж/г. Основным недостатком этих смесителей является малая продолжительность замеса.

Двухкамерные  тестосмесители (рис. 5 б) представляют собой две параллельно установленные камеры с индивидуальными месильными валами. Тесто из первой камеры перемещается во вторую через прямоугольное гольное отверстие, перекрывающееся задвижкой. Роль последней заключается в регулировании количества теста в камерах. В конце второй камеры, в ее днище, имеется прямоугольное отверстие для подачи теста в шнековую камеру. Частота вращения месильных валов в камерах 90 мин^-1, продолжительность замеса не более 14 мин. Эти тестосмесите- ли не получили широкого распространения из-за ряда конструктивных недостатков, одним из которых является отсутствие вакуумирования теста в процессе замеса.[4]

Трехкамерные тестосмесители (рис. 5 в, г) отличаются высокой эффективностью благодаря увеличению продолжительности замеса до 20 мин и разделением его на две стадии. Вторая стадия протекает с применением вакуума в процессе замеса. Конструкция камер, их расположение, а также различная частота вращения месильных валов в сочетании с вакуумированием позволяют получить однородную по структуре крошковидную тестовую массу без воздушных включений.

В первом варианте трехкамерного  тестосмесителя ( рис. 5 в) первая верхняя камера служит для предварительного смешивания муки и воды, вторая и третья — для обработки теста под вакуумом. Для этого между первой и двумя нижними камерами установлен шлюзовой затвор. Второй вариант трехкамерного тестосмесителя (рис. 5 г) имеет вторую камеру с двумя месильными валами. Из нее тесто с помощью шлюзового затвора направляется в третью — для обработки теста под вакуумом, причем две камеры расположены параллельно, а третья — перпендикулярно им. Такое расположение последней камеры и соответствующие углы поворота месильных лопаток на валу обеспечивают равномерное распределение теста на два противоположно направленных потока (от центра к периферии) для подачи в два прессующих устройства.[4]

Третий вариант трехкамерного  тестосмесителя (рис. 5 д) обеспечивает интенсивное смешивание исходных компонентов при высокой частоте вращения вала с лопатками в первой камере. Длительность этой операции составляет около 5 с. Сложное движение месильных валов, которые кроме осевого вращения с частотой 60 мин^-1 осуществляют возвратно-поступательное движение с частотой 12 мин~' и амплитудой 60 мм, обеспечивает лучшую проработку теста и непрерывную очистку лопатками внутренней поверхности камер от налипающего теста. Вакуумная обработка теста проводится в последней камере.[4]

Четвертый вариант трехкамерного тестосмесителя (рис. 5 е) также имеет предварительную камеру для центробежного увлажнения муки. После интенсивного смешивания компонентов тесто направляется в промежуточную камеру, из которой через окно прямоугольной формы направляется в последнюю месильную камеру, имеющую в нижней части четыре отверстия для подачи теста в прессующие устройства. Вакууми- рование теста в данном тестосмесителе начинается с момента интенсивного смешивания компонентов.

Рисунок 5- принципиальные схемы тестомесителей

а- однокамерные; б – двухкамерные; в…г – трехкамерные

Матрица является основным рабочим органом пресса и представляет собой металлический диск (круглая матрица) или прямоугольную пластину (тубусная матрица) со сквозными отверстиями, профиль которых определяет форму и внешний вид изделий (трубка, нить, лента). При помощи круглых матриц формуют все виды длинных и короткоре- заных изделий. Прямоугольные матрицы используют для формования длинных макаронных изделий (макароны, вермишель, лапша), вырабатываемых на автоматизированных линиях с подвесной сушкой изделий.

Матрицы изготавливают  из коррозионно-стойких прочных  материалов, таких как латунь, твердая фосфористая бронза и нержавеющая сталь. При отсутствии нержавеющей стали ее заменяют менее дефицитной хромистой сталью. Высота матриц должна отвечать условиям прочности, так как в шнековых прессах матрицы испытывают высокое давление, особенно в момент пуска.[4]

Круглые матрицы изготавливают трех типоразмеров по высоте: 22, 28 и 60 мм. Первые два типа эксплуатируются со специальными опорными устройствами — колосниками. В промышленности применяют колосники двух типов — подкладные и накладные. В матрице с подкладным колосником (рис. 6 а) имеются две поперечные полосы 4, которыми матрица устанавливается на ребра 1 колосников. Диаметр обечайки 2 колосников равен диаметру круглой матрицы 3. Матрица с подкладным колосником имеет ограниченное применение, так как с ее помощью можно формовать изделия, которые режутся только в подвесном состоянии.

В центральной части  матрицы с накладным колосником (рис.6 б) имеется отверстие, в которое вставляется болт 2, имеющий два поперечных ребра 1. Матрица и ребра стягиваются гайкой 3.

Матрица высотой 60 мм (рис. 6 в) имеет необходимую прочность и эксплуатируется без колосника. Такой тип матриц наиболее широко распространен.

Прямоугольные матрицы бывают однополосными (рис. 6 г). Их устанавливают в тубусах шнековых прессов для формования длинных изделий с последующим распределением их на бастуны (двухполосные) или роликовый конвейер (однополосные). Высота прямоугольных матриц может колебаться от 35 до 50 мм.[4]

Формующие отверстия  макаронных матриц подразделяются на два вида: без вкладышей — для  формования нитеобразных и лентообразных  макаронных изделий и с вкладышами — для формования трубчатых изделий и некоторых видов фигурных изделий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6- матрицы: а – круглая  с подкладным колесиков; б – круглая  с накладным колесиком; в –  круглая без колесика; г – прямоугольная  однополосная

Из матриц с формующими отверстиями без вкладыша наибольшее распространение получили матрицы  с вставками для производства вермишели и лапши. Разновидностью безвкладышевых отверстий являются формующие отверстия щелевидной формы различной конфигурации, предназначенные для получения тестовых лент, ракушек и других изделий. Эти матрицы имеют формующие отверстия щелевидной формы различного профиля. Форма ракушек получается при формовании теста через щель серповидной формы.[4]

Матрица для формования тестовой ленты представляет собой латунный диск, в котором находится щель длиной 600 мм и шириной 1,2 мм. После формования тестовая лента поступает в штампмашину.[4]

Формующее отверстие  матриц с вкладышами состоит из двух основных элементов: многоступенчатого канала цилиндрической формы, высверленного в диске матрицы, и закрепленного в канале вкладыша. На рис. 7 а показан профиль формующего канала для получения трубчатых макарон. Профиль имеет три различные по диаметру зоны. Во входной камере 1 наибольшего диаметра с помощью опор закрепляется вкладыш, далее следует переходная зона 2 и формующая щель 3, в которой располагается нижняя часть вкладыша.

Входная камера определяет возможное число отверстий в  матрице. Нагнетаемое в отверстие  тесто во входной камере распределяется центрирующими заплечиками вкладыша на отдельные потоки. Назначение центрирующих заплечиков — удержать вкладыш в отверстии матрицы так, чтобы ось его ножки совпала с осью отверстия. В противном случае формуемая трубка будет иметь неравномерную толщину стенок. В переходной зоне отверстия происходит соединение отдельных потоков в тестовую трубку. Для прочного соединения переходная часть должна иметь высоту не менее 11 мм.[4]

Размеры поперечного  сечения формующей щели определяют диаметр макаронной трубки. В формующей щели отверстие имеет наименьший диаметр, поэтому оно оказывает наибольшее сопротивление прохождению теста и в значительной степени влияет на скорость выпрессо- вывания. В связи с этим высота формующей щели должна быть как можно меньше, но достаточной для того, чтобы выпрессовываемая тестовая трубка успела «зафиксировать» внешний диаметр (снизить упругое последействие). Практическая высота формующей щели равна 3 мм. Внутренний диаметр выпрессовываемой трубки определяется диаметром ножки вкладыша.

Существует несколько  типов вкладышей: двухопорный, серповидный, цилиндрический и трехопорный.

Двухопорный (рис. 7 б) вкладыш прост в изготовлении, но при эксплуатации матриц часто децентрируется, в результате толщина стенок макаронных трубок становится неравномерной и качество изделий снижается.

Серповидный вкладыш (рис. 7 в) отличается простотой изготовления, хорошо центрируется своей опорной частью.[4]

Цилиндрический вкладыш (рис. 7 г) имеет преимущества предыдущего, но перфорированная опорная часть создает значительное сопротивление проходу теста. При этом повышается давление формования.

Трехопорный вкладыш (рис. 7 д) получил наибольшее распространение. Основное его преимущество заключается в том, что он хорошо центрируется и не создает значительного сопротивления проходу теста.

 

Трехопорный вкладыш (рис. 8), имеющий сквозное отверстие, применяется в прямоугольных матрицах тубусных прессов. Такая конструкция обеспечивает поступление воздуха внутрь макаронной трубки через высверленный канал в матрице и через металлическую трубку-вкладыш. Необходимость такой конструкции вызвана тем, что после формования через прямоугольные матрицы изделия развешиваются на басту- ны. В этом случае в местах перегиба трубки на бастуне или при отрезании может возникнуть вакуум, вследствие которого трубчатые изделия могут сплющиваться. Отверстия без вкладышей имеют, как правило, только входную камеру и формующие щели. Во входную камеру тесто входит одним потоком, после чего оно продавливается через узкие отверстия — формующие щели. Высота формующих щелей 1,5...2 мм.

За счет упругого последействия  диаметр сырых изделий при  выходе из формующей щели увеличивается  примерно на 10% по сравнению с диаметром  щели, поскольку полного рассасывания внутренних напряжений в тесте при прохождении канала матрицы не происходит. Чем меньше высота канала и формующей щели, тем в большей степени проявляется упругое последействие.[4]

Прилипание теста к  стенкам формующей щели матрицы  — основная причина образования шероховатой поверхности отформованных изделий, что снижает их товарный вид, уменьшает степень насыщенности желтого цвета изделий из крупки твердой пшеницы, увеличивает потерю сухих веществ в процессе варки изделий. Кроме того, при вязком течении затрачивается дополнительная механическая энергия на преодоление сил сцепления частиц теста между собой, на отрыв теста от прилипшего к каналу матрицы элементарного слоя, а также замедляется скорость выпрессовывания, т.е. снижается производительность пресса. Поэтому уменьшение прилипания теста к поверхности формующих каналов матрицы дает значительные технические и экономические выгоды.

Наиболее радикальный  способ снижения прилипания теста к  формующим каналам матриц — изготовление каналов из материалов, к которым тесто не прилипает. Таким материалом служит фторопласт-4. В силу низкой прочности изготавливать матрицы целиком из этого материала нельзя. Поэтому используют различные варианты установки в формующие щели металлических матриц фторопластовых вставок.[4]