Ет өнеркәсібіндегі технологиялық жабдықтардың жіктелуі

Ет өнеркәсібіндегі технологиялық жабдықтардың жіктелуі

Профессор Пелеев А.И. ұсынған функционалды белгілері бойынша барлық технологиялық жабдықтар негізгі алты топқа бөлінеді.

1. Ет комбинаттарындағы көтеру-тасымалдау жабдықтары.

а) Аспалы жолдар мен конвейерлер және оларға қызмет көрсету жабдықтары.

б) Едендік қозғалмалы (мысалы арбаша) және стационарлы көтеру-тасымалдау жабдықтары.

в) Ет өнімдерін құбырмен беруге арналған қондырғылар.

2. Малдар мен құстарды сойғанда пайдаланатың жабдықтар.

3. Етті механикалық түрде өңдеуге және ет өнімдерін жууға арналған жабдықтар.

4. Ет өнімдерін престеуге, ажыратуға, мөлшерлеу мен пішіндеуге арналған жабдықтар.

5. Ет және ет өнімдерін жылулық, диффузиялық өңдеуге арналған жабдықтар.

6. Консерві зауыттарының жабдықтары.

1. 
   Өндірістің тактісі (m) немесе ритмі (әсіресе конвейерлер үшін).
   
2. 
   Технологиялық процестің жылдамдығы немесе оның кинетикасының жылдамдығы.
   
3. 
   Технологиялық жабдықтың жұмысшы органындағы өнімнің қозғалыс жылдамдығы.
   
4. 
   Технологиялық жабдықтың өнімділігі (M_нақты, М_к, М_дана, М_в).
   
5. 
   Процеске қажетті қуат (N) немесе қозғалтқыштың қуаты.
   

1. Өндірістің тактісі немесе ритмі дегеніміз өнім бірлігін (дана, тонна, кг, м³) өндіруге қажетті уақыт (с, мин, сағат).

Ол келесі формуламен анықталады:

m = 3600/М_дана,

немесе

m = 60/М_дана (1)

Сур. Схема конвейера для транспортировки мясных туш.

Қарқындылық дегеніміз:

- процесс кезіндегі энергияның, материал мен шикізаттың аз шығыны;

- процестің ағындылығы;

- процесс кезінде жұмысшы орган ішінде өнімнің жоғары қозғалыс жылдамдығы.

Кинетика жылдамдығы төмендегі теңдеумен анықталады:

^* = L/R (2)

мұнда L - процестің қозғаушы күші; R - процеске кедергі.

Мысалы, жылу процестері үшін:

^* = L/R = Q/F·, Дж/м²с (3)

немесе

^* = k·F·t·F· (4)

- процестің қозғаушы күші, яғни процесті жүргізуге қажетті жылу мөлшері;

- немесе стационарлы емес жылу процестерінің негізгі теңдеуі;

бөлімінде:

- процеске кедергі жасайтын жылу беру ауданы мен процестін мерзімі

(ұзақтылығы, уақыты);

(F·) қысқартқаннан кейін нақты келесі теңдеуді аламыз:

^* = k·t = t/R , Дж/м²с (5)

k = 1/R болғандықтан

мұнда k - жылу беру коэффициенті, Вт/м²град; t - температуралар айырмасы, град (процестің қозғаушы күші); R - жылу процесіне кедергі.

Жылу процестерінің кинетика жылдамдығының өлшемі аса маңызды болып табылады. Оны басқа процестердің өлшемдеріне сәйкес келтіру үшін Дж/м²с түрінде аламыз.

Дегенмен, Вт=Дж/с түрінде де дұрыс болар еді. Сонда жылдамдықтың өлшемі Вт/м² болады.

Сонымен кинетика жылдамдығын белгілі аудан (м²) арқылы берілетін жылу ағыны (Вт) анықтайды.

Яғни, бұл уақыт бірлігінде (с) белгілі аудан (м²) арқылы өнімге берілетін жылу мөлшері (Дж).

Массаалмасу, біртексіз сұйық ортада бөліну мен ажрату және престеу процестері үшін кинетика жылдамдығы келесі теңдеумен анықталады:

^* = L/R = G/F·, кг/м²с (6)

мұнда G - масса, кг.

Дегенмен (^*) әрбір нақты жағдайда әртүрлі физикалық мағынаға ие.

Массаалмасу үшін - ^* = G/F· = С/R - концентрациялар айырмасы

Сұйықтыктарды бөлу (ажрату) үшін - ^* = G/F· = /R –

тығыздықтар айырмасы (7)

Престеу үшін - ^* = G/F· = Р/R - қысымдар айырмасы

3. Машиналардың жұмысшы органдарындағы өнімнің қозғалыс жылдамдығы (). Ол алдымен өңделетін өнімнің сипатына тәуелді болады.

Егер өнім сұйық, пластикалық-тұтқыр, сусымалы немесе кесекті (сұйық май немесе сорпа, ет турамасы, шыжық, майда кесекті ет және т.б. түрінде) болса, сонда сондай онім машинада тұтас қабатта немесе көлемде өңделеді.

Осы жағдайда, өңделетін өнімнің қозғалыс жылдамдығы Торичелли формуласы бойынша қысым немесе тегеуірін функциясы түрінде анықталады:

  2·

немесе   2·g·H

бұдан  = ²/2

Н = ²/2g (8)

Үздіксіз әрекетті шприцтің сұлбасы.

 = М_к/f = 4·M_к/·d² м/с (9)

мұнда М_к - технологиялық жабдықтың көлемдік өнімділігі, м³/с; f - технологиялық жабдықтың шығар арнасының көлденең қимасының ауданы, м²; d - осы шығар арнаның диаметрі, м.

Егер өнім даналы (ет ұшасы, жәшік, фляг, қаңқа, консерві банкісі және т.б. түрінде) болса, және үздіксіз әрекетті машиналарда өңделіп тасымалданса, мысалы: конвейерлер, таспалы тасымалдағыштар, элеваторлар және т.б., онда тасымалдау жылдамдығы келесі теңдеумен анықталады:

 = М_дана·L, м/с (10)

мұнда М_дана - даналы өнімділік, дана/с; L - өнім бірліктері арасындағы қашықтық, м.

Дегенмен, (дана/с) конвейерлер мен басқа да ет өнеркәсібінің технологиялық жабдықтарына тән келмейтін өте кіші өлшем, сондықтан есептеулерде көбінесе келесі форму(ланы пайдаланады:

 = М_дана·L/60·, м/мин (11)

мұнда М_дана - даналы өнімділік, дана/сағ; 60 - уақыт коэффициенті;  - өнімнің біртексіз түсу коэффициенті.

Егер өнім даналы болса және оны тасымалдау жылдамдығы технологиялық жабдықтың жұмысшы органының жылдамдығымен сәйкес келсе жылдамдықты келесі түрде анықтауға болады:

 = Н/, м/с (м/мин) (12)

мұнда Н - тактта өнімнің қозғалыс жолының ұзындығы, м;  - қозғалыс уақыты, с (мин).

Егер өнім даналы болса және жұмысшы органның қозғалысы ритмді, сонымен қатар жұмысшы органның қозғалысы мерзімді әрекетті болса, онда тасымалдау жылдамдығы (12) формуласымен анықталады.

Өнімділік процесс кинетикасының жылдамдығы немесе машинаның жұмысшы органындағы өнім қозғалысының жылдамдығы арқылы анықталады.

Бірінші жағдайда өнімділік нақты деп аталады, ал екіншісі өткізгіштік қабілеттілік деп аталады.

Жылулық жабдықтарда нақты өнімділік үздіксіздік теңдеуі бойынша анықталады:

М_нақты= F·^* = F·Q/F· = Q/, Дж/с = Вт (13)

мұнда F - жылу өткізу ауданы, м²; Q - жылу мөлшері, Дж;  - процесс уақыты, с.

Яғни, нақты өнімділік - бұл жылулық аппараттардың өнімге жылу беру қабілеттілігі.

Ал өткізгіштік қабілеттілік М_өткіз= F· = м³/с

Массаалмасу процестері, ортадан тепкіш немесе гравитациялық жазықта тығыздықтар айырмасы әсерінен сұйық және қатты фазалардың бөлінуі және престеу, яғни шикізаттан сұйық фаза бөлу арқылы құрғақ немесе қатты өнім алуға арналған жабдықтардың нақты өнімділігі келесі теңдеумен анықталады:

М_нақты= F·^* = F·G/F· = G/, кг/с (14)

Яғни, массаалмасу аппараттары (кептіргіш немесе вакуум-буландыру аппараты), тұндырғыштар немесе центрифугалар және престердің нақты өнімділігі - бұл бастапқы өнімнен уақыт бірлігінде белгілі массаны бөлу қабілеттілігі.

Мысалы:

тұндырғыштар мен центрифугалар үшін - бұл уақыт бірлігінде бастапқы суспензиядан бөлінген қатты тұнбаның мөлшері;(егер сепараторға 1000 литр суспензия барса, одан мысалы 7 кг тұнба шығады, ал 993 литр таза сұйықтық болып шығады, сондықтан нақты өнімділігі – 7 кг/сағ, ал өткізгіштік қабілеттілігі – 1000 кг/сағ);

Дегенмен, аталған үш жағдайда да формула бірдей сипатта болғанымен, аралық формулалардың физикалық мағыналары әртүрлі:

- массаалмасу үшін М_нақты=F·^* = F·k·C = F·C/R, кг/с (15)

- бөліну үшін М_нақты=F·^* = F·k· = F·/R, кг/с (16)

- престеу үшін М_нақты=F·^* = F·k·Р = F·Р/R, кг/с (17)

Бұл формулаларда:

F - ауданның өлшемі бар, бірақ әрбір нақты жағдайда өнімнің ауданы, тұндырғыш түбінің ауданы немесе май шығуға арналған саңылаудың ауданы, м²; K - массаалмасу, бөліну қарқындылығы немесе престеу коэффициенті; C, , Р - процестің қозғаушы күші; R - әрбір жағдайдағы процеске әсер ететін кедергі.

Өнімді көлемдік өңдеудегі үздіксіз әрекетті машинаның өнімділігі (М_к)

Өткізгіштік қабілеттілік (немесе көлемдік өнімділік) үздіксіздік теңдеуі бойынша анықталады:

М_к = f·, м³/с (18)

мұнда f - шығар ауыздың немесе өнімге арналған арнаның ауданы, м²;  - жылдамдық (жұмысшы камерадағы жылдамдық немесе технологиялық жабдықтың жұмысшы органында туындайтын жылдамдық), м/с.

Өткізгіштік қабілеттілік - бұл технологиялық жабдықтың бастапқы өнімнің белгілі көлемін өткізу қабілеттілігі.

(I-18) теңдеу үздіксіз әрекетті барлық машиналарды (өнім тұтас көлемде қозғалатын, жұмысшы органның жылдамдығына тең жылдамдықты және жұмысшы органның жылдамдығына тең емес жылдамдықты) есептеуде кеңінен қолданылады.

Бұл теңдеу сусымалы, сұйық және пластикалық-тұтқыр өнімдер үшін ақиқат болып табылады.

Дегенмен, көлемдік өнімділік (м³/с) өлшем бірлігінде тәжірибеде ыңғайсыз болып табылады. Сондықтан, егер бұл теңдеуді 3600-ге көбейтсек сағаттық өнімділік алынады:

М_к = 3600· f ·, м³/сағ (19)

Егер бұл теңдеуді өнімнің тығыздығына () көбейтсек, онда технологиялық жабдықтың массалық сағаттық өнімділігі алынады:

М_В = 3600· f··, кг/сағ (20)

Бұл тәуелділік үздіксіз әрекетті машиналардың барлығында қолданылады (ет тартқыштар, үздіксіз әрекетті куттерлер, үздіксіз әрекетті шприцтер, сораптар, тасымалдағыштар және т.б.).

Өнімді көлемдік өңдеудегі мерзімді әрекетті машинаның

өнімділігі (М_к)

(I.18) теңдеу мерзімді әрекетті машиналардың өнімділігін анықтауда да пайдаланылады.

Егер жылдамдықты ауыстырсақ (I-12 формула):

 = Н/, м/с, (м/мин)

сонда М_к = f· Н/ = V/, м³/с (21)

Мерзімді әрекетті фаршараластырғыш тостағаны

Бұл өте маңызды формула. Ол есептеулерде кеңінен тараған. Оны төмендегідей маңызды параметрлермен де толықтыруға болады:

 - өнімнің тығыздығы (сусымалы масса), кг/м³;

 - жұмысшы камераның толу коэффициенті,  1,0;

 = ₁ + ₂ + ₃ - машинаның жұмыс уақыты, с (мин);

Сонымен қатар, уақыт коэффициенттері 3600 немесе 60.

Сонда тағы екі тәуелділік алуға болады:

М_к = 3600 V··/ = 3600 G/, кг/сағ (22)

Сондай-ақ, мерзімді әрекетті машиналарда үздіксіз әрекетті машиналардағы сияқты 18 және 21 формулалардың модификациясы қолданылады:

М_к = V/ = f· Н·n· = 0,25 ·D²·H·n·, м³/с (23)

Бұл ішінде ілгерілмелі-кейінді немесе айналмалы қозғалатын жұмысшы органы бар цилиндрлі жұмысшы камералы машиналарға тән (поршенді сорап, ет тартқыш, гомогенизатор, шнекті шприц және т.б.).

Бұл алмастыру орынды, себебі n - айналыс саны уақытқа кері шама болып табылады:

n = 1/, мин^-1 (с^-1) (24)

мұнда Н, D - жұмысшы камераның биіктігі мен диаметрі, м;  - толу коэффициенті.

Поршенді сорап.

Өндірістің кез келген саласында өнім даналы қозғалатын машиналар көптеп кездеседі.

Мысалы:

- кез келген конвейерлер, таспалы тасымалдағыштар, жуу машиналары;

Мұндай машиналардың өнімділігіне қозғалыс ерекшеліктері (үздіксіз немесе циклді және машиналардың құрастырылуы (сызықты немесе каруселді) әсер етеді.

Үздіксіз қозғалыста және сызықты құрастырылуда (конвейер)

М_дана = 3600 /L

немесе М_дана = 60 /L, дана/сағ (25)

мұнда  - жылдамдық, м/с (м/мин); L - жүктер арасындағы қашықтық, м.

Бұл негізгі формуланы бірнеше параметрлермен толықтыруға болады, мысалы:

Z - жұмысшы органның ені бойынша жүктер саны, дана;

 - жүктердің әркелкі түсу коэффициенті.

Осы толықтыруларды ескерсек формула келесі түрге келеді:

М_дана = 3600··Z·/L

немесе М_дана = 60··Z·/L, дана/сағ (26)

АК-2М40 котлет автоматының стөлі

М_дана = 60·n·z·x, дана/сағ (27)

мұнда n - ротордың айналыс саны, мин^-1; z - ротордағы ұяшық-тесіктердің саны; х - ротордағы қатарлар саны.

Мерзімді әрекетті циклді айналмалы, сондай-ақ сызықты қозғалыста (М6-ОР2Б автоматы, Тетра-Пак, бөтелке жууға арналған машиналар және т.б.):

М_дана = 3600 Z/T_цикл, дана/сағ (28)

мұнда Z - қатарлар саны, дана; T_цикл - қозғалыс және тоқтау мерзімдерінің қосындысы, с.

Ет және өнеркәсіптің басқа да салаларындағы мерзімді және үздіксіз әрекетті машиналардың өнімділігін анықтаудағы негізгі тәуелділіктер осындай.

Сондай-ақ, өнеркәсіптерде қолданылатын машиналар мен аппараттардың өнімділігін анықтауда басқа да тәуелділіктер бар екенін атап өту қажет. Олардың біразы жоғарыда келтірілген тәуелділіктерге қарағанда неғұрлым күрделі болып келеді. Кейбіреулері тіптен критериялық түрде берілген. Дегенмен, мұқият талқылайтын болсақ олардың барлығы дерлік жоғарыда келтірілген тәуелділіктерден шығады.

Процестің жүруіне қажетті қуат (N) немесе машина қозғалтқышының қуаты

1. Мерзімді және үздіксіз әрекетті машиналардың барлығына, егер төмендегілер белгілі болса:

1) жұмысшы органнан туындайтын кедергі (Р, Н);

- немесе өнім өңделетін күштер (Р, Н);

- немесе өнімді тасымалдауға қажетті күштер (Р, Н);

2) жұмысшы органдардың жылдамдығы (, м/с).

Сонда:

N  P· = Н·м/с = Вт; (29)

- қуаттың қор коэффициентіне _а = 1,2-1,5 көбейтеміз;

- және коэффициенттерге бөлеміз:

- 1000 - (Вт)-тан (кВт)-қа алмастыру үшін;

- және машинаның жетекті механизмінің п.ә.к.   1,0.

N  P··_а/1000·, кВт (30)

Бұл екі формула машина қозғалтқышының қуатын анықтауда негізгі тәуелділіктер болып табылады.

Кейбір жағдайда қуатты белгілі уақытта () машинаның жұмысшы органы атқаратын жұмыс (А) арқылы да анықтауға болады:

N  А/ = Дж/с = Н·м/с = Вт (31)

Бұл тәуелділік алдыңғысымен өзара байланыста. Жұмыс (А) жолға (Н) жұмсалған күшке (Р) тең екені белгілі. Уақытқа () бөлінген осы жол (Н) жылдамдықты () береді.

1. Кейбір мерзімді және үздіксіз әрекетті машиналардың жұмысшы органдары (поршень, қалақша, шнек және т.б.) өнім ағынына қысым (, Па) тудырады. Мысалы: шприцтер, еттартқыштар, сораптар және т.б.

Сонда:

немесе

Мұндай алмастыруды (f· = М_к), яғни көлемдік өнімділік негізінде жүргізуге болады.

Кейбір машиналарда жұмысшы органдар бұраушы момент (М_б, Н·м) және бұрыштық жылдамдық (, рад/с) әсерінде айналмалы қозғалыс жасайды.

Мысалы: барабанды жуу машиналары, центрифугалар, сепараторлар, мерзімді әрекетті май жасағыштар және т.б. Сонда:

 = _б = (Нм)(рад/с) = Вт (34)

Ет және өнеркәсіптің басқа да салаларындағы мерзімді және үздіксіз әрекетті машиналар қозғалтқышының қуатын анықтаудағы негізгі тәуелділіктер осындай.

Сондай-ақ, өнеркәсіптерде қолданылатын машиналар мен аппараттар қозғалтқышының қуатын анықтауда басқа да тәуелділіктер бар екенін атап өту қажет. Олардың біразы жоғарыда келтірілген тәуелділіктерге қарағанда неғұрлым күрделі болып келеді. Кейбіреулері тіптен критериялық түрде берілген. Дегенмен, мұқият талқылайтын болсақ олардың барлығы дерлік жоғарыда келтірілген тәуелділіктерден шығады.

Дәріс 3. Ет өндірісіндегі технологиялық жабдықтардың жұмысшы органдары

1. Ет өнеркәсіптеріндегі технологиялық жабдықтардың жұмысшы органдары