Измельчение как процесс разделения на части твердых тел

    ВВЕДЕНИЕ 
 

    Последовательно претворяется в жизнь положения  социально-экономической программы  «Казахстан-2030», выдвинутой президентом  Республики Казахстан Назарбаевым  Н.А. Продолжается осуществление Продовольственной  программы РК, которая предусматривает  во всех отраслях народного хозяйства быстрейшее решение проблем сельскохозяйственного производства и развития агропромышленного комплекса, с тем, чтобы в возможные сжатые сроки обеспечить устойчивое снабжение населения всеми видами продовольствия, существенно улучшить структуру питания за счет увеличения потребления наиболее качественных продуктов.

    Казахстан продолжает своё устойчивое целеустремленное развитие. На первоначальном этапе  развития наше молодое государство  войдя в структуру мировой  экономики, могло предложить лишь продукцию в основном сырьевых отраслей. Экспортируя по низким ценам сырьё, нашему государству приходилось импортировать дорогостоящий товар, зачастую произведенный из сырья экспортируемого из Казахстана, тем самым, улучшая экономику других стран. Всё это не могло, не отразиться и на правильном и полноценном питании населения, что привело к повышению заболеваемости людей всех возрастных категорий, уменьшению рождаемости и как следствие сокращению численности населения. Кризис не обошел стороной и промышленность республики. Многие производства, не выдержав жесткой конкуренции, были обанкрочены, остальные сократили объёмы производств и были вынуждены изменить производственную ориентацию, порождая толпы безработных, что не могло не отразиться на росте преступности.

    Для преодоления кризиса республике пришлось обратиться за помощью к  иностранным инвесторам, улучшив  конъюнктуру на рынке сырьевых товаров, однако очевиден дефицит продовольственных  товаров, прежде всего зерна и  мяса, на всех близлежащих и отдаленных рынках. Но в силу своей неконкурентоспособности и слабой государственной поддержки Казахстанское продовольствие не может выйти на международную арену. Необходимо улучшить ситуацию путем развития сельскохозяйственного и сельхозмашиностройтельного секторов экономики, что привело бы к развитию также других сопутствующих отраслей.

    В последние годы наметился постепенный  подъем в отечественной индустрии  благодаря правильно подобранной  стратегии. Наибольшее развитие получила пищевая промышленность. Особое внимание уделяется модернизации существующих производств и повышению качественных характеристик продукции. Происходит оснащение предприятий современным высокопроизводительным оборудованием. Умение эффективно использовать оборудование, оптимизировать режимы работы, рассчитать технологические и механические характеристики необходимо каждому специалисту пищевой промышленности. Основная цель проектирования технологического оборудования является создание механизма машины для эффективной обработки сырья, что приводит к улучшению качественных характеристик продукта и сделает его наиболее конкурентоспособным.

    Жесткие условия рынка предъявляют к  оборудованию пищевой промышленности повышенные требования, соответствие мировым стандартам. Эти требования в основном сводятся к следующим:

• высокая производительность в сочетании с высоким качеством обработки сырья;
• обеспечение максимального выхода продукта;
• компактность, малый вес;
• надежность, прочность и долговечность деталей;
• простота конструкций и обслуживания.

    Исходя из вышесказанного, необходимо сделать вывод, что совершенствование процесса обработки пищевых продуктов заслуживает особого внимания специалистов и ученых стран СНГ и дальнего зарубежья.

    Применение  современной техники позволяет  повысить производительность труда, сократить затраты и облегчить труд работников предприятий массового питания, улучшить качество изделий и сократить время обслуживания клиентов. Экономическая эффективность — непременное условие применения новой техники.

    Механическое  оборудование применяется как для первичной обработки продукции (мытье и очистка сырья) и основных технологических процессов (измельчение, перемешивание и др.), так и для вспомогательных операций по транспортированию, взвешиванию и расчетам с клиентами.

    Тепловое  оборудование используется для тепловой обработки технологических сред и продуктов, а также для поддержания температуры готовых изделий.

    Холодильное оборудование на предприятиях общественного питания применяется для хранения охлажденных и замороженных продуктов, а также для приготовления охлажденных напитков, пищевого льда, мороженого.

    По  характеру воздействия на продукты оборудование делят на две группы: а) изменяющее форму, размеры или  свойства продуктов (измельчительное, режущее, для содержания продуктов  в холоде или для подогрева приготавливаемых блюд и напитков); б) изменяющее состояние продукта, положение товара (ледогенераторы, подъемно-транспортное).

    Перевод предприятий общественного питания  на работу с полуфабрикатами существенно  повышает производительность труда и уровень механизации технологических процессов, а также обусловливает необходимость сокращения в доготовочных предприятиях количества механического и увеличения теплового и холодильного оборудования. 

 

     1 ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ КАК ПРОЦЕСС РАЗДЕЛЕНИЯ  НА ЧАСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 

1. Общие сведения о процессе измельчения

 
 

    В пищевой промышленности измельчение  осуществляют в следующих целях: для подготовки сырья, придания продукту требуемой консистенции, порционирования  продукта, утилизации отходов сырья.

    Значительная  часть продуктов, используемых в пищевой промышленности, при измельчении легко поддается деформации и имеет большую влажность, например мясо, хлеб, овощи, рыба и т. д. Эти продукты относятся к условно твердым. Способы измельчения подразделяют на раздавливание, раскалывание, разламывание, резание, распиливание, истирание, измельчение с помощью удара.

    Измельчение - процесс механического воздействия на продукт рабочими органами, который приводит к преодолению сил взаимного сцепления и увеличению поверхности твердых материалов.

    В пищевой промышленности измельчение  применяют для увеличения поверхности  твердых материалов с целью повышения  скорости биохимических и диффузионных процессов при переработке фруктов, овощей и т. д., а также в процессах  переработки пищевых отходов. Измельчение широко используют в мукомольном, мясном, свеклосахарном, спиртовом, пивоваренном, консервном и других производствах.

    Измельчение материалов осуществляют путем раздавливания (рисунок 1, а), раскалывания (б), истирания (в) и удара (г).

      

    Рисунок 1. Способы измельчения продуктов: а - раздавливанием: б - раскалыванием; в - истиранием; г - уларом 

    При измельчении обычно имеют место  несколько сопутствующих видов измельчения. Например, истирание сопровождается раздавливанием, раскалыванием, измельчением при ударе. При истирании материалов образуется большое количество пыли и в ряде случаев имеет место переизмельчение, что иногда недопустимо. Выбор метода измельчения зависит от крупности и прочности кусков измельчаемых материалов. Прочные и хрупкие материалы измельчают раздавливанием и ударом, прочные и вязкие - раздавливанием, вязкие материалы средней прочности - истиранием, ударом и раскалыванием.

    Процессы  измельчения разделяются на дробление (крупное, среднее и мелкое), измельчение (тонкое и очень тонкое) и резание.

    Если  требуется только уменьшить размеры  кусков, но не придать им определенной формы, то такой процесс называется дроблением.

    По  характеру применяемых усилий способы  дробления могут быть классифицированы как дробление при помощи удара, раздавливания, раскалывания, истирания, разрыва, изгиба (таблица 1). 

    Таблица 1

    Способы дробления по характеру применяемых  усилий 

 

    Различают дробление крупное, среднее, мелкое и тонкое. Такое разделение, хотя и условное, но все же помогает классифицировать аппараты для дробления.

    В таблице 2 приведены средние размеры кусков, поступающие на дробление, и размеры кусков после дробления.  

    Таблица 2

    Размер  кусков, поступающих на дробление 

 

    Резание применяют, когда требуется не только уменьшить размер кусков, но и придать  им определенную форму. Резанию подвергаются овощи и фрукты, конфетная и тестовая масса, мясо и другие продукты.

    Резание - процесс механического расчленения продукта по линии его соприкосновения с острой кромкой лезвия путем сжатия и сдвига. Резание пищевых продуктов осуществляют для того, чтобы отделить от массива продукта определенную его часть, для разделения продукта на частицы заданных формы и размеров и для измельчения продукта без предъявления требований к форме частиц. 
 

    1.2 Классификация и применение в пищевом производстве измельчающих машин 
 

    Классификация измельчающих машин приведена на рисунке 2. Измельчение пищевых сред реализуется в дробилках, вальцовых станках, жерновах, валковых мельницах, волчках, куттерах и т. д. Именно эти машины во многом определяют качественное протекание последующих стадий обработки пищевого сырья, формируя качество готового продукта.

    Измельчение проводят в один или несколько приемов, в открытых или замкнутых циклах.

    При измельчении в открытом цикле  куски материала проходят через измельчающую машину один раз. Если в исходном материале имеется примесь мелочи, то ее предварительно отсеивают. В открытом цикле проводят, как правило, крупное и среднее дробление.

    При измельчении в замкнутом цикле  после измельчающей машины устанавливают классифицирующее устройство, с помощью которого куски, превышающие установленный конечный размер, вновь транспортируются в измельчающую машину на повторное дробление.

    Вальцовые станки применяют на мукомольных заводах для размола зерна и продуктов его переработки. Эффективность работы вальцовых станков определяется степенью измельчения зерна или его частиц, производительностью каждой пары вальцов и удельным расходом электроэнергии.

    Дробилки  используют для дробления зерна, бобов, кристаллического сахара и других компонентов при приготовлении пищевых смесей.

    Валковые  мельницы предназначены для тонкого измельчения жиросодержащих рецептурных смесей при производстве кондитерских изделий.

    Резательные машины предназначены для измельчения растительного сырья на частицы правильной формы (столбики, кружки, кубики) и определенных размеров для соблюдения одинаковых режимов при дальнейшей обработке и дозировке. Качество резки зависит от конструктивных особенностей машины, режима ее эксплуатации, от вида и состояния сырья.