Модернизация мини-колбасного цеха
обработке мяса, плохо связывающего воду, или при рецептуре с повышенным
содержанием влаги рекомендуется более глубокий вакуум, чем при обработке
мяса, хорошо связывающего воду. Применение вакуума существенно сокращает
энергетические затраты на куттерование.
Куттерование является весьма интенсивным механическим процессом,
вызывающим: физико-механические и химические изменения в фарше. Комплексное
изучение куттерования позволило, установить основные характеристики
процесса и продукта (длительность куттерования и влагосодержание), влияющие
на качественные показатели сырого фарша и готовой продукции. Отмечены три
основные периода куттерования, в которых структурно-механические свойства
фарша и готовых изделий (например, предельное напряжение сдвига сырого
фарша и предельное напряжение среза изделий после термической обработки)
претерпевают изменения .
В начальном периоде измельчения размер частиц уменьшается
незначительно. Добавленная в куттер вода перемешивается с частицами
продукта, образуя вокруг них толстые прослойки; предельное напряжение,
сдвига в конце этого периода имеет минимальное значение.
В основном периоде происходит интенсивное измельчение сырья, общая
поверхность частиц увеличивается, влага из свободной переходит в
поверхностно-связанную, образуется новая структура фарша. Предельное
напряжение сдвига достигает максимального значения (рис. 4.1.). В
дальнейшем имеет место некоторое «размолачивание» волокон, предельное
напряжение сдвига уменьшается. Повышение температуры, увеличение степени
диспергирования и аэрирование фарша, а также эмульгирование жира приводят к
вторичному структуро-образованию фарша; одновременно происходят коллоидно-
химические изменения.
[pic]
Рис. 4.1. Зависимость предельного напряжения сдвига сырого фарша русских
сосисок от длительности куттерования и содержания влаги.
За оптимальную продолжительность куттерования принята длительность
процесса, при которой все показатели фарша и готовой продукции достигают
экстремальных значений. А.В. Горбатов сделал важный практический вывод о
том, что оптимальная продолжительность механического воздействия
(куттерование и др.) и оптимальный химический состав сырья (содержание
влаги, жира и др.) соответствуют эталонным условиям его обработки и
позволяют получить готовый высококачественный продукт с эталонными
значениями структурно-механических свойств и требуемыми технологическими
показателями. Это обеспечит наименьшие затраты машинного времени. Эталонные
условия измельчения сырья являются экономически наиболее целесообразными.
Эталонное содержание влаги в фарше определяют по эмпирической формуле
(4.1)
[pic]
(4.1)
где [pic]содержание говядины, кг на 1кг исходного сырья.
Оптимальную продолжительность куттерования (мин) при эталонном
влагосодержании рассчитывают по формуле (4.2.)
[pic] (4.2)
где К — коэффициент пропорциональности, м3/(кг(с); ( — обобщенная
кинематическая характеристика куттера, м3/(кг(с(мин).
[pic]
(4.3)
где КГОВ, КСВ, КП — коэффициенты пропорциональности (для говядины II
сорта КГОВ = 1; для говядины I сорта 0,95; для говядины высшего сорта 0,9;
для полужирной свинины КСВ = 1; жирной свинины 0,95; для жира-сырца 0,9;
для прочих добавок КП = 1); тСВ, тП — соответственно содержание свинины и
прочих добавок, кг на 1 кг исходного сырья без воды.
тГОВ + тСВ+ тП = 1.
Обобщенную кинематическую характеристику куттера определяют из
выражения[pic]
[pic]
(4.4)
где aF — коэффициент, учитывающий площадь сечения ножом слоя фарша за
один оборот (aF = 0,95...0,98; при этом aF возрастает при увеличении массы
загрузки и уменьшается при увеличении зазора между чашей и ножом; при
зазоре 0,005 м - aF = 0,92); z — число ножей измельчающего механизма;(
—плотность фарша, кг/м3; R — расстояние от оси вращения чаши до оси
вращения ножей, м: rH — начальный радиус ножей, м; nK ,пН — частота
вращения соответственно чаши куттера и ножей, мин-1.
Конструктивной особенностью измельчающего механизма современных
куттеров является наличие быстровращающегося ножевого устройства с
комплектом серповидных ножей, которые могут быть с несколькими режущими
кромками. Как показали исследования А.И. Пелеева, Г.В. Бакунца, Г.Е.
Лимонова и др., форма ножей и скорость их вращения существенно влияют на
куттерование и качественные показатели фарша. Сравнительные испытания
серповидных и прямых ножей, проведенные Г.В. Бакунцем в производственных
условиях при куттеровании говяжьего мяса высшего, I и II сортов,
предварительно измельченного на волчке через решетку с отверстиями
диаметром 3мм, Определили преимущества прямых ножей. Темп роста температуры
фарша высшего сорта снижался на 25%, 1 сорта — на 15, II сорта — на 11% по
сравнению с темпом роста температуры при куттеровании серповидными ножами.
Расход электроэнергии уменьшался в среднем на 17%.
При куттеровании ножами прямой и серповидной формы с двумя режущими
кромками при частоте вращения ножевого вала 1500 мин-1 фарш и изготовленные
из него образцы колбас имели лучшие реологические и органолептические
показатели. Энергетические затраты на куттерование прямым и серповидным с
двумя режущими кромками ножами на 10% ниже энергетических затрат на
куттерование обычным серповидным ножом. В то же время в отдельных
экспериментах исследователями были получены фарш и готовая продукция с
лучшими реологическими свойствами при куттеровании фарша серповидным ножом
и двумя режущими кромками при частоте крашения 1500 мин-1, чем при
куттеровании прямым ножом при одинаковом расходе мощности. С увеличением
скорости резания повышается влияние формы режущих инструментов на
реологические, энергетические и другие показатели фарша и готовой
продукции. Хорошее качество измельчения и снижение расхода энергии отмечено
при работе серповидных ножей с четырьмя режущими кромками, выполненными под
определенными углами, по сравнению с ножами обычной серповидной формы.
Исследования реологических свойств фарша при различной скорости
резания ножей куттера и продолжительности куттерования показали, что с
возрастанием скорости резания повышается вязкость фарша. При этом общий
расход энергии на измельчение не увеличивался за счет сокращения
длительности куттерования. Максимальная вязкость (636Па(с) и наилучшее
качество (по органолептической оценке) были у фарша, куттерованного 2мин
при частоте вращения ножей 3000 мии-1.
Куттер периодического действия включает приемную чашу, измельчающий
механизм (рис. 4.2), состоящий из приводного вала и серповидных ножей, и
гребенку. На крышке, закрывающей рабочую зону куттера, расположены скребки,
направляющие сырье под ножи. Ножевой комплект может содержать от 2 до 9
ножей, частота вращения 500-3000 мин-1.
[pic]
Рис. 4.2. Схема измельчающего механизма куттера периодического
действия. 1 – приемная чаша; 2 – приводной вал; 3 – серповидный нож; 4 –
гребенка.
Сырье загружают в машину вручную из напольных тележек при помощи
подвесных ковшей, подъемно-опрокидывающих механизмов, по спуску или
другими способами. Далее при вращении чащи оно подается под ножи (частота
вращения чащи 2 – 20мни-1). Выгружают фарш вручную при помощи разгрузочных
тарелок или скребков через борт чаши, центральное отверстие в чаше либо
опрокидыванием ее. В ротационных куттерах выгрузку производят при помощи
отвала
[pic]
Рис. 4.3. Кинематическая схема куттера Л5-ФКН:
1 — электродвигатели; 2 — клиноременные передачи; 3 — редукторы; 4 — чаша;
5 — тарелка выгружателя; 6 — ножевая головка; 7 — ножевой вал
Куттер Л5-ФКН с механизированной выгрузкой фарша (рис. 4.3)
предназначен для окончательного измельчения мяса и замороженных блоков
размером 190(190(75мм при температуре сырья не ниже –8°С. Куттер включает
станину, чашу, измельчающий механизм, выгружатель, защитную крышку и
электропривод. На станине крепят приводные и технологические узлы.
Измельчающий механизм содержит ножевой вал, на консольной части которого
смонтирована втулка с серповидными ножами, устанавливаемыми с помощью
колец.
Механизм выгружателя фарша смонтирован на кронштейне, прикрепленном к
нижней части станины. Рабочим органом его является алюминиевая тарелка,
приводимая во вращение от электродвигателя через червячный редуктор
(частота вращения 58мин-1). Механизм выгружателя свободно качается на
специальной оси. В поднятом положении выгружатель фиксируется за счет
собственной массы. Вал. выгружателя проходит над рабочим пространством чаши
через трубу, которая одним концом соединена неподвижно с корпусом редуктора
выгружателя, на другом закреплен металлические скребок для удаления фарша с
наружной поверхности тарелки и направления его в лоток. Электродвигатель
механизма выгружателя включается и выключается автоматически: при поднятой
тарелке он не работает и включается только после ее опускания в чашу
машины. Полного опорожнения чаши механизм выгружателя не дает, требуется
дополнительная ручная зачистка.
Защитная крышка обеспечивает безопасные условия работы и
предотвращает выбрасывание из чаши перерабатываемого сырья. Снизу к крышке
крепят специальные скребки, направляющие измельчаемое сырье под ножи.
В чашу сырье загружают при включенной машине. Сырье подается под ножи
вращением чаши.
Длительность процесса обработки фарша в куттере в значительной
степени зависит от сорта мяса, степени его предварительного измельчения,
коэффициента загрузки чаши, расстояния между крайними ножами и чашей
(минимальное 2 мм), число ножей и частоты их вращения. Ножи собирают в
строгой последовательности таким образом, чтобы крайние точки их кромки
описывали в диаметральном сечении окружности одного диаметра с окружностью,
образуемой крайними точками режущей кромки крайних ножей. Этим достигается
балансировка ножевой головки.
Измельчение продукта без добавления воды вызывает увеличение
потребляемой мощности на 30...40%. Поэтому выбор рационального коэффициента
загрузки чаши, необходимых режимов определяется технологией приготовления
фарша с учетом использования 1-й и 2-й скорости вращения чаши, а также 1-й
и 2-й скорости вращения ножевого вала. Во избежание перегрева фарша при
измельчении сырье в кусках предварительно охлаждают до +1...-2°С.
Куттер Л5-ФК1Н по конструкции аналогичен куттеру Л5-ФКН, но
отличается основными техническими параметрами.
Таблица 4.1
Техническая характеристика куттеров Л5-ФКН и Л5-ФК1Н
|ПАРАМЕТРЫ |Л5-ФКН |Л5-ФК1Н |
|Производительность, кг/ч |до 2000 |до 1000 |
|Вместимость чаши, л |250 |120 |
|Коэффициент загрузки чаши |0,6 |0,6 |
|Количество серповидных ножей |6,9 или 12 |6 |
|Мощность электродвигателей, кВт |57 |19,9 |
|Габаритные размеры, м |2,22(1,76(1,|1,82(1,41(1,|
| |23 |16 |
|Масса, кг |2320 |1300 |
4.2. Патентный поиск.
Справка о патентном поиске
|Предмет поиска |Страна выдачи, |Сущность заявленного технического |
|(объект, его |вид и номер |решения и цели его создания (по описанию|
|составные |охранного |изобретения или заявки) |
|части) |документа, | |
| |классификационн| |
| |ые индексы | |
|1 |2 |3 |
|1. Куттер. |Пат. 2031720 |В крепежной части ножа и установочной |
| |Россия, МКИ6 В |шайбе выполнен ряд попарных отверстий, |
| |02 С 18/18. |часть из которых совпадает и в них |
| |Опубл. |установлены штифты, а в остальных |
| |27.04.95, Бюл. |попарных отверстиях совпадают лишь их |
| |№9 |продольные координаты. В полости одного |
| | |из несовпадающих отверстий расположен |
| | |балансировочный вкладыш. В результате |
| | |упрощается конструкция куттера и |
| | |повышаются его эксплутационные |
| | |характеристики. |
|1 |2 |3 |
|2. Куттер |Куттер. Пат. |Куттер включает в себя: ножевой вал; |
| |2054874 Россия,|эксцентриковые шайбы; ножи с каналами; |
| |МКИ6 А 22 С |втулки шлицевую и с продольным каналом, |
| |17/00. Опубл. |соединенным с аналогичным каналом |
| |27.02.96, Бюл. |шлицевой втулки; уплотнительные элементы|
| |№ 6 |(манжеты); дроссельную шайбу; патрубок и|
| | |камеру для ввода жидкости. Посадочные |
| | |элементы ножей состоят из шлицевой |
| | |втулки с радиальными и кольцевыми |
| | |каналами, которые соединены со стороны |
| | |как внутреннего, так и внешнего диаметра|
| | |с аналогичными кольцевыми каналами |
| | |эксцентриковых шайб. Ножи оборудованы |
| | |крышками, изготовленными из пищевого |
| | |полиэтилена, в пазы которых установлены |
| | |балансиры, предохраняющие от попадания |
| | |фарша в ножевую головку. Куттер |
| | |обеспечивает улучшение |
| | |функционально-технологических свойств |
| | |фарша, а также повышение качества |
| | |готовой продукции. |
|3. |Пат. 2060007 |Куттер-мешалка оборудован дежой со |
|Куттер-мешалка |России, МКИ6 А |спиральными шнеками, расположенными по |
| |22 С 5/00. |обе стороны перегородки с окнами, |
| |Опубл. 20. 05. |установленной вдоль продольной оси дежи.|
| |96, Бюл. № 14 |Шнеки снабжены лопатками, размещенными |
| | |на их валах напротив окон. С торцов дежи|
| | |в окнах перекрестно траектории вращения |
| | |лопаток размещены ножи для очистки их от|
| | |перемешиваемого материала. Режущий |
| | |механизм смонтирован непосредственно в |
| | |деже соосно шнеку напротив окна. |
|4. Куттер |Авторское |Куттер предназначен для тонкого |
| |свидетельство |измельчения мяса и содержит: вакуумную |
| |1819672 СССР, |камеру, состоящую из верхней и нижней |
| |МКИ В 02 С |частей; чашу; крышку с валом; рычаг; |
| |18/18. Опубл. |вакуумную магистраль с гибким |
| |07.06.93, Бюл. |трубопроводом. Вал и рычаг полые, а |
| |№21 |вакуумная магистраль образована полостью|
| | |вала и рычага и вход в нее находится в |
| | |верхней части крышки. Чаша размещена с |
| | |зазором относительно внутренней |
| | |поверхности камеры, площадь которого |
| | |меньше площади входа вакуумной системы. |
| | |Во время куттерования при включении |
| | |вакуумной системы всасывания частичек |
| | |мясного фарша не происходит, что |
| | |способствует увеличению ресурса ее |
| | |работы и уменьшению продолжительности |
| | |достижения требуемого давления в камере,|
| | |т.е. улучшению эксплутационных |
| | |характеристик куттера. |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
|