Механическое оборудование пищевых производств

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 
 
 
 
В.А. КЕРЖЕНЦЕВ, В.Ю. СКИБА, Т.Г. МАРТЫНОВА 
 
 
 
 
 
 
МЕХАНИЧЕСКОЕ  
ОБОРУДОВАНИЕ  
ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ 
 
 
Утверждено Редакционно-издательским советом университета 
в качестве учебного пособия 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2021 

 

УДК 664.02(075.8) 
         К 361 
 
 
 

Рецензенты: 

Ю.И. Подгорный, д-р техн. наук, профессор 
Е.А. Зверев, канд. техн. наук, доцент 
 
Керженцев В.А. 
К 361   
Механическое оборудование пищевых производств: учебное пособие / В.А. Керженцев, В.Ю. Скиба, Т.Г. Мартынова. – 
Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2021. – 84 с. 
 
ISBN 978-5-7782-4338-5 
 
В учебном пособии представлены теоретические обоснования и 
практические расчеты технологических машин пищевых производств, а 
также задания на выполнение лабораторно-практических работ для студентов III–IV курсов механико-технологического факультета НГТУ, 
обучающихся по направлению 15.03.02 «Технологические машины и 
оборудование». 
Учебное пособие позволяет студентам приобрести опыт в применении современных методов расчетов при вычислении конструктивных и 
технологических параметров машин и применить его для курсового и 
дипломного проектирования. 
 
Работа подготовлена на кафедре проектирования 
 технологических машин 
 
 
УДК 664.02(075.8) 
 
 
ISBN 978-5-7782-4338-5  
 
 
 
 
 
© Керженцев В.А., Скиба В.Ю., 
    Мартынова Т.Г., 2021 
© Новосибирский государственный 
    технический университет, 2021 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
При выполнении лабораторно-практических работ, а также выпускных квалификационных работ, курсовых проектов и расчетно-графических заданий студентам направления 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» приходится часто сталкиваться с необходимостью определения значений различных характеристик технологического оборудования пищевых производств [1–5]. 
В настоящем учебном пособии в рамках рекомендаций к лабораторно-практическим занятиям рассматриваются машины трех основных 
групп: моечно-очистительные, измельчительные и перемешивающие. 
Приводятся конструктивные особенности агрегатов, связанные, как 
правило, с их назначением, применением и режимами эксплуатации. 
Предложенные в данном пособии методы и алгоритмы расчетов основных технологических, геометрических, кинематических и других параметров машин и механизмов, эксплуатируемых на предприятиях пищевой промышленности, могут быть использованы студентами для выполнения как лабораторно-практических работ, так и курсовых проектов и 
выпускных квалификационных работ. 
Материал, представленный в учебном пособии, позволяет систематизировать и углубить знания, полученные ранее при изучении многих 
естественно-научных, общетехнических и специальных дисциплин. 
Основная цель этой работы, имеющей творческий характер, состоит в том, чтобы студенты могли овладеть методиками расчета и 
проектирования технологического оборудования пищевых производств, навыками определения режимов эксплуатации и разработки 
конструктивных элементов пищевых машин. 

Опыт, полученный при выполнении лабораторно-практических работ, поможет студентам при самостоятельном решении сложных практических задач и станет необходимым фундаментом для дальнейшего 
совершенствования в профессиональной деятельности. 
Объективным критерием уровня знаний является качество выполнения лабораторно-практических работ, умение обосновывать принятые 
технические решения и выбранные методики расчетов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Г л а в а  1 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ 

1.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 

Технологическое оборудование пищевых производств предназначено для пищеперерабатывающих отраслей аграрно-промышленного 
комплекса (АПК). Парк данного оборудования состоит из разнообразного технологического оборудования, условно разделенного на механическое оборудование (машины), в котором механическое воздействие 
на продукт осуществляется рабочими органами исполнительного механизма, и тепломассообменное оборудование (аппараты), осуществляющее тепломассообменные процессы, где изменение свойств продукта 
происходит под воздействием среды. Отдельные единицы оборудования могут использоваться при эксплуатации как самостоятельно, так и 
в составе технологических поточных линий. На предприятиях пищевой 
промышленности в составе производства могут эксплуатироваться несколько линий. 
В настоящем учебном пособии рассмотрено механическое оборудование пищевых производств, а также режимы и условия его эксплуатации в составе тех или иных технологических линий. 

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ПИЩЕВЫХ  
ПРОИЗВОДСТВ 

Парк основного механического оборудования пищевых производств, 
изучаемого в курсе «Технологическое оборудование», можно распределить на группы по разным классификационным признакам. 

По структуре рабочего цикла механическое оборудование можно 
разделить на две группы: 
1) машины периодического действия; 
2) машины непрерывного действия. 
В машинах, относящихся к первой группе, загрузка, обработка и выгрузка продукта осуществляется поочередно, т. е. приступать к обработке следующей порции продукта можно только после того, как из рабочей камеры будет выгружен ранее обработанный продукт. Например, 
это некоторые картофелеочистительные, тестомесильные, взбивальные 
машины и др. Чаще всего такое оборудование используется на небольших предприятиях, где процессы не автоматизированы. 
Вторая группа машин применяется на крупных предприятиях, где 
они эксплуатируются в составе автоматизированных поточных линий. 
В них процессы загрузки, обработки и выгрузки продукта в установившемся режиме совпадают по времени: продукт непрерывно продвигается от загрузочного устройства в рабочую камеру, перемещается 
внутри нее и одновременно подвергается воздействию рабочих органов, 
после чего удаляется через разгрузочное устройство, т. е. новые порции 
продукта подаются в машину до окончания обработки предыдущих. 
Например, это мясорубки, протирочные машины, просеиватели и др. 
Классификация по степени автоматизации выполняемых машиной 
технологических процессов выглядит следующим образом: 
1) машины неавтоматического действия – в них технологические 
операции (подача продукта в рабочую камеру, удаление из нее готовой 
продукции, контроль над готовностью продукта) выполняет оператор, 
обслуживающий машину; 
2) машины полуавтоматического действия – основные технологические операции осуществляются машиной, ручными остаются только 
вспомогательные операции (например, загрузка и выгрузка продуктов); 
3) машины автоматического действия – они выполняют все технологические и вспомогательные операции. Такие машины можно использовать в технологическом процессе автономно или в составе поточных линий. 
Классификация по функциональному назначению оборудования является наиболее удобной как при изучении оборудования, так и при выборе аналогов для проектирования новых и модернизации уже существующих технологических машин. Так, машины предназначены: 
1) для предварительной очистки и мойки сырья; 

2) очистки сырья от примесей без разрушения частиц; 
3) отделения малоценных компонентов с разрушением частиц сырья; 
4) измельчения сырья; 
5) смешивания пищевых сред; 
6) формования, прессования и сокоотделения. 

1.3. МАШИННО-АППАРАТУРНЫЕ СХЕМЫ  
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЙ 

При описании технологической линии производства определенного 
пищевого продукта ее представляют в виде блок-схемы, на которой технологические машины и аппараты, транспортирующие устройства и 
вспомогательные средства представлены в виде условных изображений. 
Последовательность их расположения на блок-схеме соответствует последовательности обработки продукта согласно технологическому процессу производства, направление которого, как правило, указывается 
стрелками. Такая блок-схема называется машинно-аппаратурной схемой (МАС) технологической линии производства пищевого продукта. 
Различают следующие комплексы: 
– комплекс переработки сельхозпродуктов путем разборки на компоненты (производство муки, сахара, пива, подсолнечного масла и др.); 
– комплекс переработки продуктов путем сборки компонентов (производство хлеба, конфет, колбас, сливочного масла и др.); 
– комплекс комбинированной переработки сельхозсырья и биоматериалов (производство дрожжей, шоколада, рыбных консервов, сыра, 
творога, спирта и др.). 

1.4. УСТРОЙСТВО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 

Современная технологическая машина представляет собой устройство, состоящее из источника движения, передаточного и исполнительного механизмов, объединенных в одно целое общим фундаментом, 
платформой, станиной или корпусом, как показано на рис. 1.1. 
Источники движения – это в основном электродвигатели переменного или постоянного тока, однофазные или трехфазные. 
Передаточные механизмы (или просто «передачи») служат для 
передачи движения от источника движения к рабочим органам (РО) 

исполнительных механизмов. Основными видами передач являются  
зубчатые, винтовые, червячные, ременные, цепные, фрикционные и 
другие механизмы. Часто используется сочетание отдельных видов передач. 

 

Устройства 

управления 

Источник 
движе- 
ния –   
электродвигатель 

Передаточный 
механизм: 
 редуктор,  
мультипликатор, 
коробка  
скоростей 

Исполнительный 
механизм 

Сырье 

Продукт 

Устройство 
выгрузки 

Устройство 
загрузки 

Рабочая 
камера 

Рабочий 
орган 

Средства контроля 

Привод машины 

 
Рис. 1.1. Структура технологической машины 

Передаточные механизмы используются в следующих конструктивных исполнениях: 
 передаточное устройство имеет отдельную станину, и тогда оно 
является или редуктором, или мультиплексором, или коробкой скоростей; 
 передаточное устройство соединено с источником движения общей станиной, и тогда можно говорить о приводе как о механизме. 
Исполнительный механизм выполняет непосредственно технологическую операцию обработки продукта и определяет класс машины. 
В состав исполнительного механизма входят РО, рабочая камера (РК), 
устройство загрузки сырья и устройство разгрузки продукта. 
На машине имеются средства управления и контроля, а также вспомогательные приспособления: захваты, зажимы, направляющие элементы и пр. 
 
 
 

1.5. ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О МАШИНАХ 

Техническая информация о технологических машинах может быть 
представлена в виде схемы, приведенной на рис. 1.2. 
Словесное описание машины: описывается состав и принцип ее работы, приводятся кинематические, конструктивно-кинематические, технологические, конструктивно-технологические и структурные схемы, 
цикловые, временные и другие диаграммы. 
Техническая характеристика (ТХ): в ней приводятся основные параметры машины, среди них производительность, установленная мощность. 
Технические требования (ТТ) приводятся в чертежах общего вида, 
сборочных и других чертежах: требования при установке на фундамент, 
некоторые правила эксплуатации, правила техники безопасности, покраска, климатическое исполнение и др. 

 

Техническая информация о машинах 

Описание машин 
Техническая 
характеристика (ТХ) 

Квалиметрические показатели 

Графическая 
документация 
(ЕСКД) 

Технические 
требования 
(ТТ) 

В каталогах 

В патентах 

Производительность 

Мощность 
Удельные 
показатели 

Показатели 
надежности 

В технической 
литературе 
(учебниках) 

Виды 
производительности 

Выражения 
производительности 

Поступательное 
движение 

Вращательное 
движение 

В чертежах 

См. в тексте 
См. в тексте 

 
Рис. 1.2. Виды технической информации о машинах 

Графическая документация – это чертежи типа ВО (вид общий), СБ 
(сборочный чертеж), рабочие чертежи деталей и др. 
Квалиметрические показатели рассчитываются и используются для 
сертификации и аттестации машин, среди них удельные показатели по 
различным параметрам и показатели надежности. 
 

1.6. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ 
МАШИНЫ 

1.6.1. ВИДЫ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 

Производительность машины – это ее способность перерабатывать 
определенное количество продукции в единицу времени. В одних случаях производительность определяется по исходному сырью, в других – 
по выпущенной готовой продукции. 
Различают следующие виды производительности: теоретическую 
т
Q , техническую Q и эксплуатационную 
э
Q . 
Теоретическая производительность 
т
Q  – это количество продукции, 
которое машина может выпускать в единицу времени при бесперебойной и непрерывной работе в стационарном режиме: 

т
р.ц

Б
Q
Т

, 

где Б – количество продукции, выпущенное за время одного рабочего 
цикла машины, 
р.ц
Т
 – продолжительность рабочего цикла. 
Техническая (действительная) производительность Q – это среднее 
количество продукции, которое выпускает машина в течение единицы 
времени в условиях эксплуатации в соответствии с требованиями технологического процесса. Техническая и теоретическая производительность связаны соотношением 

т.и
т
Q
K
Q

, 

где 
т.и
K
 – коэффициент технического использования машины: 

маш
т.и
маш
о
у

Т
K
Т
Т
Т



. 

Здесь 
маш
Т
 – время эффективной работы машины (время непосредственного воздействия на продукт), ч; 
о
Т  – время, необходимое для технического обслуживания и ввода машины в стационарный режим (потери первого рода), ч; 
у
Т  – время, необходимое для восстановления