Введение к работе
Актуальность работы. Одной из наиболее распространенных и ответственных технологических операций, применяемых во многих отраслях пищевой промышленности (хлебопекарной, кондитерской, консервной, овощесушильной и других) является процесс резания. От выполнения этой операции во многом зависит качество, внешний вид и выход готовой продукции. Современное состояние теории и практики резания пищевых продуктов показывает, что общая теория резания материалов органического происхождения пока еще не нашла окончательного завершения.
В настоящее время, наряду с широко распространенными рубящим и скользящим способами резания, вибрационное резание пищевых продуктов занимает все более важное место. Технологические процессы с использованием механических колебаний (вибраций) в современной отечественной и зарубежной практике пищевой промышленности получили широкое распространение. Использование вибрирующих органов в машинах пищевой промышленности и общественного питания позволяет интенсифицировать процесс резания, сократить потери сырья, повысить качество разделяемых поверхностей и снизить усилия резания. Эффективность применения вибрационной нарезки хлеба в хлебопекарной промышленности до конца не изучена. Это сдерживает разработку оригинальных и высокопроизводительных машин, которые допускали бы значительный разброс физических параметров мякиша и корки хлеба при нарезке.
Цель и задачи исследования. Цель работы состоит в исследовании ресурсосберегающего способа нарезки хлебобулочных изделий с применением вибрационного движения режущих ножей и сконструированного роторного узла подачи продукта.
В соответствии с указанной целью поставлены следующие задачи:
провести анализ существующих способов и конструкций машин для нарезки хлебобулочных изделий;
теоретически обосновать и предложить наиболее эффективные способы нарезки хлеба, выявить преимущества вибрационного способа резания;
разработать математическую модель процесса виброрезания трудно-нарезаемых сортов хлеба;
создать экспериментальную установку;
экспериментально установить основные закономерности и силы, действующие на нож при вибрационном способе резания хлеба;
разработать безопасный и эффективный узел подачи и нарезки хлеба, выбрать форму и характер движения режущих инструментов;
разработать методику оценки сравнительных характеристик машин для нарезки хлеба;
разработать технические условия на хлеборезательную машину вибрационного типа повышенной эффективности, существенно изменяющую скорость и качество нарезки хлебобулочного изделия.
На защиту выносятся:
теоретическое обоснование для проектируемых хлеборезательных машин использовать оригинальные узлы подачи и принцип нарезки хлеба;
математическая модель процесса вибрационной нарезки хлеба;
экспериментально выведенные критерии оценки основных характеристик вибрационных машин для нарезки хлеба.
Научная новизна. Теоретически обоснован способ вибрационной нарезки хлеба и экспериментально подтверждена эффективность разработанной машины.
Установлены закономерности воздействия сил на нож при вибрационном резании.
Разработан оригинальный узел подачи хлеба на вибрирующий нож.
Определены критерии оценки технических требований применительно к машине для нарезки хлеба.
Практическая значимость. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований изготовлена опытно-промышленная машина для нарезки хлеба с вибрационным приводом, которая была внедрена на Брянском военном заводе № 111.
Разработана методика, позволяющая определить эффективность экспериментальной машины для нарезки хлеба.
Результаты работы использованы в учебном процессе подготовки студентов СПбГУНиПТ по специальности «Технологические машины и оборудование» и слушателей Военной академии тыла и транспорта по специальности «Техническое обеспечение продовольственной службы», а также по направлению «Бытовые машины и приборы».
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий (Санкт-Петербург, 2008-2011гг.), на научной конференции «Организация питания военнослужащих через предприятия общественного питания» Вольского высшего военного училища тыла 2007г.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 работ, в т.ч. 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, основных выводов, списка литературных источников и приложений. Диссертация представлена пояснительной запиской на 134 страницах машинописного текста, включая 6 таблиц, 25 рисунков, 7 приложений, 82 наименований использованной литературы.
