Пищевое оборудование

Оборудование для дозирования пищевых продуктов и изделий

Классификация оборудования для дозирования пищевой продукции и изделий

Оборудование для дозирования пищевой продукции и изделий включает объемные и весовые дозаторы, а также питатели штучных изделий, специально предназначенные для измерения количества вещества, поступающего в отдельную упаковку потребительской тары.

Целью функционирования данной группы дозировочного оборудования является формирование заданной дозы продукции, измерение объема или массы дозы и загрузка отмеренной дозы в упаковку (коробку, пачку, бутылку и т.п.).

Разнообразие структурно-механических свойств упаковываемой пищевой продукции, а также требованиям к условиям ее упаковывания обусловливают специфичность конструкций дозировочных устройств. Каждая конструкция устройств имеет свои отличия и особенности в зависимости от вида упаковываемой продукции, упаковки и производительности. Поэтому в настоящее время практически не осуществляется разработка и изготовление серийных дозаторов продукции как отдельных составных частей технологической линии на уровне машин и установок. Исключение составляют объемные и весовые дозаторы для упаковывания продукции в крупногабаритную тару (мешки, бочки, цистерны и т.п.), а также весовые дозаторы для сыпучих продуктов и предварительно завернутых штучных изделий.

На рисунке 1 представлена классификация устройств для дозирования упаковываемой продукции, являющихся составными частями дозаторов и упаковочных машин для пищевой продукции. Для дозирования пищевой продукции применяются объемный и гравитационный (весовой) методы измерения количества вещества, а также подача штучных изделий на упаковывание при помощи механических питателей.

Рисунок 1 - Классификация устройств для дозирования упаковываемой продукции
Рисунок 1 — Классификация устройств для дозирования упаковываемой продукции

Метод объемного дозирования

Метод объемного дозирования применяется для измерения объема сплошных сред: сыпучих и жидких продуктов, а также мелкоштучных изделий. Способы объемного дозирования и конструкции измерителей объема существенно зависят от физико-механических свойств дозируемой продукции.

Точность дозирования зависит от качества изготовления дозатора, свойств продукта, правильности настройки и других факторов. Если сыпучий продукт обладает пониженной сыпучестью, например влажный сахар-песок, концентраты киселя, пищевые концентраты первых блюд, то дозирование их затруднено. В таких случаях эффективнее использовать объемные дозаторы с вибрирующими элементами мерных емкостей.

Особое место среди сыпучих продуктов занимают мелкодисперсные пылевидные продукты, такие, как мука, какао-порошок, сухой крахмал, сахарная пудра. Эти продукты обладают пониженной сыпучестью. Одной из причин этого является то, что в результате высокой дисперсности через массу продукта плохо проходит воздух. Условия заполнения мерных емкостей таковы, что в процессе засыпания продукта из емкостей вытесняется воздух, который выходит в атмосферу только через слой продукта в бункере. Воздух относительно легко проходит через слой материала при невысокой его дисперсности, а мерные емкости хорошо заполняются, вследствие чего достигается удовлетворительная точность дозирования.

Объемные поршневые дозаторы применяются также для дозирования вязких жидкостей, пастообразных продуктов и хлебопекарного теста.

Дозирующие устройства с мерным сосудом и мерным уровнем используют для дозирования жидких пищевых продуктов.

Преимуществами объемных дозирующих устройств является относительная простота конструкций и обслуживания, высокая надежность. Основным недостатком этих устройств является невысокая точность измерений, особенно при дозировании сыпучих продуктов и мелкоштучных изделий.

Метод весоизмерительного дозирования

Метод весоизмерительного дозирования применяется для определения массы порций (доз) сыпучих и жидких продуктов, а также штучных изделий с помощью взвешивания, т.е. с использованием эффекта гравитационных сил, действующих на эти продукты и изделия.

Весоизмерительные дозирующие устройства по принципу действия разделяются на рычажно-механические, пружинные и электромеханические.

В рычажно-механических весоизмерительных устройствах силы тяжести взвешиваемого объекта уравновешиваются посредством весового рычага (или системы весовых рычагов), участвующего в уравновешивании силы тяжести взвешиваемого объекта и передаче возникающих при этом усилий. При этом уравновешивание силы тяжести осуществляется с помощью специального уравновешивающего устройства различной конструкции (рычаг, коромысло, квадрант и др.).

В пружинных весоизмерительных устройствах уравновешивание силы тяжести взвешиваемого объекта достигается с помощью силоизмерителя в виде специальной пружины (винтовая, плоская, кольцевая, торсионная и др.). Пружинные весоизмерительные устройства обычно применяются в качестве чувствительных элементов электромеханических весов.

Электромеханические весоизмерительные устройства имеют принцип действия, основанный на преобразовании механического воздействия силы тяжести взвешиваемого объекта на чувствительный элемент измерительного преобразователя в пропорциональный ей электрический сигнал. К электромеханическим первичным преобразователям относятся тензометрические, магнитоэлектрические и частотно-импульсные.

Наиболее широкое применение нашли тензометрические первичные преобразователи. В них используются тензометрические резисторы — чувствительные элементы, изменяющие под действием приложенной силы электрическое сопротивление.

Преимущества этих преобразователей — малая нелинейность, высокая чувствительность, стойкость к ударным нагрузкам, технологичность при изготовлении. Основной недостаток — существенная зависимость их свойств от температуры, что вызывает необходимость применения специальных термокомпенсационных резисторов.

Магнитоэлектрические преобразователи основаны на компенсации массы измеряемого объекта магнитоэлектрической силой системы автоматического уравновешивания. Характеризуются высокими метрологическими свойствами. Но в связи с чувствительностью к вибрационным воздействиям применяются только в лабораторных весах.

Частотно-импульсные преобразователи содержат вибростержневой датчик силы с частотно-импульсным выходом. Преимущества таких преобразователей: наличие частотного выходного сигнала, высокая чувствительность и температурная стабильность. Недостатки — значительная нелинейность и чувствительность к ударным нагрузкам, что ограничивает их применение.

Дозированная подача штучных изделий на упаковывание производится при помощи питателей штучных изделий.

Питатель штучных изделий предназначен для выполнения следующих основных операций: перемещение изделий от входа питателя к выходу из него, отделение индивидуального изделия от хаотичной массы изделий, ориентирование изделия в пространстве, группирование изделий, ориентирование изделий во времени, фиксация и подача изделий на упаковывание.

Шаговые и конвейерные питатели применяются при упаковывании индивидуальных изделий, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда: первые — для крупных изделий, вторые — для мелких. Гравитационный и кассетный питатели используют для группового упаковывания изделий. Роторные питатели установлены на высокопроизводительных заверточных машинах для мелких изделий, имеющих прямоугольное или овальное поперечное сечение.

Оборудование для дозирования пищевых продуктов и изделий

Весовой двухпозиционный дозатор ДМАК-05 для фасования равными порциями короткорезанных и штампованных макаронных изделий в пакеты

Весовой двухпозиционный дозатор ДМАК-05 (рисунок 2) предназначен для фасования равными порциями короткорезанных и штампованных макаронных изделий (вермишель, рожки, лапша и др.) в пакеты при совместной работе с формовочной машиной. Он состоит из двух одинаковых весоизмерительных устройств 7, которые поочередно отмеривают заданную порцию продукта и выгружают ее в V-образный продуктовод 1 для подачи в потребительскую тару (пачку или коробку), размещенную на операционном роторе фасовочной машины. В состав весоизмерительного устройства 7 входят приемный бункер 5, вибрационные питатели грубого 3 и точного дозирования 4, весовой бункер 2 и рычажный измеритель массы 6.

Макаронные изделия в весовой бункер 2 первого весоизмерительного устройства подаются из приемного бункера 5 сначала обоими вибролотками 3 и 4, а в конце измерения дозы только вибролотком 4. Отмеренная доза высыпается на продуктопровод 1 для передачи на упаковывание. Подобные операции производятся во втором весоизмерительном устройстве и осуществляется поочередная выгрузка отмеренных доз из обоих весоизмерительных устройств.

Рисунок 2 - Весовой двухпозиционный дозатор ДМАК-05
Рисунок 2 — Весовой двухпозиционный дозатор ДМАК-05

Весовой многопозиционный дозатор ССW-NZ-210W-S/30 для дозирования мелкоштучных изделий (печенья, сушек, завернутой карамели, конфет, макаронных изделий и др.) в пакеты или коробки

Весовой многопозиционный дозатор ССW-NZ-210W-S/30 предназначен для дозирования мелкоштучных изделий (печенья, сушек, завернутой карамели, конфет, макаронных изделий и др.) в пакеты или коробки при совместной работе с фасовочной машиной. На его станине 1 (рисунок 3, а) закреплены два разгрузочных лотка 2, над каждым из которых установлена группа весовых бункеров 4, смонтированных на электромеханических весоизмерительных устройствах. Над весовым дозатором 4 размещена группа приемных бункеров 5 для предварительного формирования порций, масса которых существенно меньше заданной дозы продукции. Между приемными бункерами 5 и распределительным столом 7 размещены промежуточные лотки 6.

Аналогичные группы приемных и весовых бункеров размещены на втором распределительном лотке. Дозатор оснащен электронной счетно-вычислительной системой для автоматического контроля и управления процессом дозирования.

Дозатор работает следующим образом

Дозатор работает следующим образом (рисунок 3, б): мелкоштучные изделия подаются конвейером на распределительный стол и при его помощи загружаются в приемные бункеры мелкими порциями. После открытия спускных отверстий в приемных бункерах порции продукции перегружаются в весовые бункеры. Автоматическая счетно-вычислительная система после взвешивания каждого весового бункера производит выборочное суммирование порций и выявляет 2.. .3 весовых бункера, содержащих порции, сумма которых находится в пределах допусков на заданную дозу продукции.

После этого дается команда на открытие выпускных отверстий выбранных весовых бункеров с образованием дозы продукции, которая через разгрузочный лоток загружается в потребительскую тару (пачку или коробку).

В освободившиеся приемные бункеры снова загружаются порции продукции, и цикл дозирования повторяется.

Если при переборе вариантов порций не обнаруживается требуемой суммы порций, то из трех весовых дозаторов выгружается продукция, поступающая на промежуточный конвейер для повторной загрузки на распределительный стол. После этого производится повторный цикл дозирования продукции.

а — общий вид; б — технологическая схема Рисунок 3 - Весовой многопозиционный дозатор ССW-NZ-210W-S/30
а — общий вид; б — технологическая схема
Рисунок 3 — Весовой многопозиционный дозатор ССW-NZ-210W-S/30

В таблице 1 представлена техническая характеристика типичных конструкций весовых дозаторов. Дозатор ДАРК-1 преднаначен для фасования крупы и сахара-песка в пакеты, а дозатор ДАРМ-3 — для фасования муки в пакеты.

Таблица 1 - Техническая характеристика весовых дозаторов
Таблица 1 — Техническая характеристика весовых дозаторов

Тестоделительная машина А2-ХТН для деления по объемному принципу пшеничного теста на заготовки одинакового объема

Тестоделительная машина А2-ХТН предназначена для деления по объемному принципу пшеничного теста на заготовки одинакового объема. На станине 1 машины (рисунок 4, а) закреплены следующие составные части: приемный бункер 4, тестовая камера 5, делительная головка 3, отводящий конвейер 2 , щит управления 6 и датчик 7 уровня теста.

Внутри тестовой камеры (рисунок 4, б) размещены двухлопастной барабан 9 и отсекающая заслонка 8. На рычаге заслонки 8 установлен пружинный демпфер для стабилизации давления в мерной камере 6 делительной головки. Последняя выполнена двухкамерной и имеет спаренные плавающие поршни 5, перемещающиеся под действием давления теста.

а — общий вид; б — разрез Рисунок 4 - Тестоделительная машина А2-ХТН
а — общий вид; б — разрез
Рисунок 4 — Тестоделительная машина А2-ХТН

Между поршнями 5 установлен механизм 4, позволяющий раздвигать или сближать поршни между собой. При этом изменяется объем мерных камер 6 и регулируется масса тестовых заготовок. Тестовая камера и делительная головка соединены козырьком 7. Внутри делительной головки установлен отрезной нож 3 и сбрасывающий валик 2. На приводной барабан 1 натягивается лента отводящего конвейера.

При работе машины тесто из приемного бункера поступает в тестовую камеру, где захватывается лопастью (рисунок  5). За один оборот вала нагнетателя совершается два цикла, так как на этом валу размещены две лопасти. Открытая заслонка выталкивает содержащиеся в тесте газы обратно в бункер. Затем она закрывается, и под давлением лопасти тесто заполняет мерный карман делительной головки, сообщающейся в этот момент с тестовой камерой.

I - начало сжатия теста в рабочей камере; II, III - начало и конец заполнения тестом мерной камеры; IV - начало открытия заслонки Рисунок 5 - Фазы рабочего процесса тестоделителя А2-ХТН
I — начало сжатия теста в рабочей камере; II, III — начало и конец заполнения тестом мерной камеры; IV — начало открытия заслонки
Рисунок 5 — Фазы рабочего процесса тестоделителя А2-ХТН

Благодаря наличию стабилизатора давления в зоне нагнетания поддерживается определенное давление, что обеспечивает постоянную плотность теста, поступающего в мерный стакан. С помощью заслонки, которая под действием избыточного давления поворачивается, преодолевая сопротивление пружины демпфера, избыток теста попадает обратно в бункер.

При заполнении тестом следующего мерного кармана поршень, перемещаясь, выталкивает отмеренный ранее объем теста. Заготовка отделяется от делительной головки ножом и сбрасывающим валком передается на ленточный конвейер для загрузки в тестоделительную машину.

В таблице 2 представлены технические характеристики современных конструкций тестоделительных машин. Машина тестоделительная марки А2-ХТ-2Н применяется при производстве хлебобулочных изделий из пшеничного и ржано-пшеничного теста, тестоделитель А2-ХПО/5 для подовых изделий из пшеничного и ржаного теста, а роторный тестоделитель марки РТ-2 обеспечивает выпуск широкого ассортимента хлебобулочных изделий, так как выпускается с двумя сменными делительными роторами — 4-х и 6 -й карманами.

Таблица 2 - Техническая характеристика тестоделительных машин
Таблица 2 — Техническая характеристика тестоделительных машин

Питатель МГ-1 для ориентирования и дозированной подачи конфет в заверточные машины

Питатель МГ-1 предназначен для ориентирования и дозированной подачи конфет в заверточные машины. Питатель (рисунок 6, а) состоит из станины 14, загрузочного конвейера 1, продольных горизонтальных конвейеров 13, 10 и 3, над которыми установлены три вертикальных конвейера 11, 7 и 5 так, что направление их движения составляет острый угол с направлением движения продольных конвейеров. Скорости вертикальных конвейеров регулируются вручную маховичками 12, 8 и 6. Для регулировки равномерности потока предусмотрены неподвижная заслонка 9 и качающаяся заслонка 2.

а — общий вид; б — технологическая схема Рисунок 6 - Конвейерный питатель МГ-1
а — общий вид; б — технологическая схема
Рисунок 6 — Конвейерный питатель МГ-1

Все элементы привода питателя расположены в нижней части станины 14. Станина позволяет регулировать высоту питателя, пристраивая его к различным заверточным машинам. На станине, со стороны рабочего места оператора, установлен щиток 16 с аппаратурой управления. Скорости всех конвейеров можно регулировать одновременно маховичком 15, чтобы они соответствовали цикловой производительности заверточной машины. Для выгрузки ориентированных изделий из питателя предусмотрен разгрузочный диск 4.

При работе питателя (рисунок 6, б) конфеты, расположенные хаотически, вручную или механически подаются на загрузочный конвейер 4. С ленты конвейера 4 они поочередно поступают на три горизонтально расположенных конвейера 3, 5 и 6. Каждый последующий конвейер движется с большей скоростью, чем предыдущий, благодаря чему между изделиями достигается интервал, необходимый для их ориентации.

Конфеты при движении имеют два устойчивых неразличимых положения — на основании и верхней поверхности. В питателе происходит их ориентация на любую из этих плоскостей, а выравнивание обеспечивается вертикальными конвейерами 7, 8 и 9.

Ориентирование конфет длинной стороной по направлению движения происходит в результате их контакта при движении по горизонтальным конвейерам с вертикальными конвейерами и направляющими. Над горизонтальными конвейерами установлены подпружиненные направляющие 1 и 2 и ряд неподвижных направляющих, дополнительно ориентирующих конфеты.

Ориентированные конфеты отводятся вращающимся диском 10 непосредственно на конвейер 11 питателя машины, над которым установлена вращающаяся вокруг горизонтальной оси щетка 12, отбрасывающая несориентированные конфеты.

Техническая характеристика питателя МГ-1:

Техническая характеристика питателя МГ-1