Rodzaj studiów: Stacjonarne, ŻCziOŻ	Nr.grupy ćwiczeniowej: Grupa 5, zespół F	Data wykonania ćwiczenia: 13/11/2013	Temat ćwiczenia: Maszyny formujące
Nazwiska i imiona: Grzymkowska Urszula Gulska Magdalena Król Marta

Wstęp:

Wraz z rozwojem cywilizacji, rozwojowi ulega także dziedzina gastronomi i związanej z nią techniki. Jedną z maszyn ułatwiających pracę w gastronomi jest maszyna formująca, używana zwykle do produkowania prostych wyrobów, jakimi są na przykład pyzy ziemniaczane. Maszyna ma zastosowanie również w tworzeniu bardziej skomplikowanych wyrobów spożywczych - ciastek z różnorodnym (barwnym, kształtnym) wypełnieniem. Przy założeniu odpowiednich dysz możliwe jest formowanie wyrobów dwurodnych – np. dwusmakowych, dwukolorowych – o przekroju „w szachownicę” . Takie wyroby są odcinane, a nie zamykane jak w przypadku ww. pyz.

Celem badania było zapoznanie z budową i zasadą automatu oraz obliczenie początkowych nastaw konsoli dla wybranego złożenia dysz formujących. Do wyznaczenia tego niezbędne było ustalenie takich parametrów jak amplituda ruchu podstawy migawki, częstotliwość obrotu kolumny podstawy migawki, średnia prędkości przesuwu podstawy migawki, powierzchnia wypływu dyszy S_INNER, powierzchnia wypływu dyszy S_OUTER, wydatek masy Q_INNER, wydatek masy Q_OUTER, promień pierścienia zewnętrznego pompy, promień pierścienia wewnętrznego pompy, szerokość łopatki pompy, objętość pompy, wymagane obroty N_INNER, wymagane obroty Q_OUTER.

Metodyka badawcza:

Maszyna formująca składa się z torów przesuwu mas, układu plastyfikującego, migawki, podajnika pasowego i bloku napędowego z panelem sterowania. Jej praca polega na formowaniu wyrobu o danym kształcie i z konkretnych mas. Owe masy, aby stać się produktem gotowym muszą przejść przez kolejne sekcje: załadowczą, przepływu mas, łączenia masz, odcinania i transportu. Masy kolejno podawane są podajnikiem ślimakowym do pompy łopatkowej. Aby nadmiar nie wypłyną ze zbiornika zamontowany jest walec z wysuwanymi listwami, którego ruch obrotowy pomaga wtłaczać masy do pompy. Następnie przesuwane są pod ciśnieniem do układu plastyfikującego. Tam przechodząc przez dyszę INNER i dyszę OUTER formowana jest rura z materiału outer i wypełnienie z materiału inner. Masom nadany zostaje kształt i zamknięte przez niżej zamontowaną migawkę trafiają na podajnik taśmowy. Zamykanie odbywa się na zasadzie łagodnego zaciskania elementów migawki na osnowie, co umożliwia zamknięcie wypełnienia w jej wnętrzu. Migawka zamyka się jadąc w dół razem z wytłaczaną masą, zamykając jednocześnie początek wyrobu na górze i koniec wyrobu na dole.

Maszyna posiada wyłączniki bezpieczeństwa. Jeden z nich znajduje się na panelu sterującym, a dwa pozostałe z przodu i z przeciwległego boku. Awaryjne odłączenie maszyny polega na wciśnięciu przycisku. Ten na panelu jest samopowrotny, natomiast pozostałe trzeba ręcznie odblokować. Maszyna nie ruszy nawet po odblokowaniu wciśniętego przycisku.

Wykonanie ćwiczenia:

• Załączenie maszyny do prądu.

• Ustawienie nastawy INNER (lub OUTER) na panelu sterowania na 20.

• Załączenie maszyny na panelu sterowania.

• Zmierzenie czasu wykonania 10 pełnych obrotów przez dany element pompy łopatkowej w celu sprawdzenia zależności prędkości obrotowej pompy.

• Ustawienie kolejno nastawy INNER (lub OUTER) na panelu sterowania na 50 i 80 oraz wykonanie tych samych pomiarów.

• Zmierzenie amplitudy ruchu podstawy.

• Zmierzenie czasu wykonania pełnych 10 obrotów kolumny migawki

Wykonanie wykresu prędkości obrotowej pomp łopatkowych w zależności od nastaw na konsoli – funkcja n.

Obliczenie prędkości obrotowej dla nastaw na konsoli ze wzoru:

gdzie

n - prędkość obrotowa [Obr/min]

n_obr- liczba obrotów (tutaj 10)

t – czas w sekundach

Obliczenie częstotliwości F (1/min) ze wzoru:

F= 10/(czas wyk. 10 obrotów) (1/min)

Obliczenie średniej prędkości liniowej ruchu podstawy migawki ze wzoru:

v=4×A×F (cm/min)

Obliczanie wydatków mas ze wzoru:

Q_INNER = v×S_INNER (cm³/min)

Q_OUTER = v×S_OUTER (cm³/min)

gdzie S_INNER oraz S_OUTER to odpowiednie przekroje dysz INNER i OUTER w głowicy formującej.

Obliczanie objętości masy przetłaczanej przez pompę łopatkową w czasie jednego obrotu ze wzoru:

V_pompy=π×(R²_{pierścienia zewn.}- R²_{pierścienia wewn.})×szer. łopatki pompy (cm³/obrót)

Obliczanie wymaganych obrotów na minutę ze wzoru:

N_INNER = Q_INNER/ V_pompy (obr/min)

N_OUTER = Q_OUTER/ V_pompy (obr/min)

Wyniki:

W tabeli 1 pokazano dane określające ilość obrotów i czas ich wykonania oraz prędkość obrotową przy nastawach automatu kolejno na 20, 50, 80.

Tabela 1. Dane określające obroty przy nastawach 20, 50, 80.

Tor INNER (lub OUTER)
Nastaw
20
50
80

W tabeli 2 pokazano parametry opisujące części maszyny oraz jej pracę.

Tabela 2. Dane określające maszynę formującą.

Amplituda ruchu podstawy migawki A	2,7 cm
Częstotliwość obrotu kolumny podstawy migawki F	33,3 1/min
Średnia prędkość przesuwu podstawy migawki v	360 cm/min
Powierzchnia wypływu dyszy SINNER	1,54 cm^2
Powierzchnia wypływu dyszy SOUTER	3,77 cm^2
Wydatek masy QINNER	554 cm^3/min
Wydatek masy QOUTER	1,36 * 10 ^-3 cm^3/min
Rpierścienia zewnętrznego pompy	6,4 cm
Rpierścienia wewnętrznego pompy	3,7 cm
Szerokość łopatki (pierścienia) pompy	4,0 cm
Objętość pompy Vpompy	340 cm^3/obrót
Wymagane obroty NINNER	1,62 1/min
Wymagane obroty NOUTER	3,96 1/min
Nastaw INNER	28
Nastaw OUTER	68,5

• Wraz ze wzrostem wartości liczbowej nastawionej na konsoli zmniejsza się czas i rośnie prędkość obrotowa.

• Wraz ze zmianami powierzchni wypływu dysz INNER i OUTER zmieniają się wydatki mas, objętość pompy i wymagane obroty.

Wnioski:

• Wraz ze wzrostem wartości nastawienia proporcjonalnie rośnie wartość prędkości obrotowej pompy wirnikowej.

• Przy zmianie dysz INNER i OUTER na dysze o innych wymiarach koniecznie jest wprowadzanie nowych nastawów.

• Urządzenie posiada niezbędne zabezpieczenia, które wyłączają maszynę przy próbie zdemontowania którejś z jego części oraz przyciski bezpieczeństwa rozmieszczone wokół całej maszyny.