№ 1 Барабанные машины. Для мойки и шпарки субпродуктов применяют периодически и непрерывнодействующие барабанные машины, а для опалки — непрерывнодействующие. Для мойки мякотных и слизистых субпродуктов используют периодически действующие барабанные машины БСН-1, БСН-1М, БСН-2М, имеющие схожие конструкцию и принцип работы.
Моечная машина БСН-2М (рис. 1) имеет перфорированный стальной барабан 9 с обечайкой волнистой формы. К обечайке прикреплены плоские днища с цапфами, установленными в подшипниках качения 10, которые смонтированы на станине 13. В середине обечайки предусмотрен люк для загрузки-выгрузки сырья, закрываемый откидывающейся крышкой 15. Снизу барабан помещен в поддон 12, снабженный люком с затвором 11 для выгрузки продукции. Сверху барабан закрыт кожухом 16, имеющим люк со сдвигающейся крышкой 14. Барабан приводится во вращение от мотор-редуктора 1 через цепную передачу, состоящую из цепи 3, ведущей 2 и ведомой 7 звездочек.
В системе управления предусмотрены конечный выключатель 6 и тормоз, которые позволяют останавливать барабан в положении, удобном для загрузки.
При необходимости барабан можно поворачивать вручную маховиком 8.
Производительность барабана при обработке рубцов 65 шт/ч, книжек 195 шт/ч. Частота вращения барабана 4,72 с-1, мощность электродвигателя 2,2 кВт. Расход воды 650 кг/ч. Масса машины 570 кг.
Моечная машина фирмы КСИ (Канада) периодического действия (рис. 2) предназначена для мойки и шпарки рубцов после их очистки и предварительной мойки вручную. Барабан 3 машины установлен на сварной раме 1 в подшипниковых опорах 10. Барабан цилиндрической формы, сваренный из нержавеющей стали, имеет на внутренней поверхности обечайки продольные ребра. Обечайка и ребра перфорированы, кромки отверстий развальцованы внутрь барабана, образуя терочную поверхность, которая очищает продукцию. Для загрузки и выгрузки продукции барабан имеет две крышки 6, сдвигающиеся по направляющим 13.
Воду заливают в поддон 2, имеющий для выгрузки продукта горловину, закрывающуюся задвижкой 12.
Сверху над барабаном установлен кожух 8, люк которого закрывается поворотной крышкой 7. Барабан приводится во вращение мотор-редуктором 5 через клиноременную передачу. Размещение мотор-редуктора в верхней части машины в отличие от предыдущей модели более надежно защищает его от попадания влаги.
Имеется две разновидности машин: производительностью 40 и 70 рубцов в 1 ч. При этом длина барабанов равна соответственно 1,0 и 1,5 м, а диаметр — 0,9 м. Мощность привода машины 2,2 кВт, расход воды 0,34 и 0,45 м3/ч.
Для мойки субпродуктов применяют непрерывнодействующие барабанные машины МБС, К7-ФМ1-А и К7-ФМЗ-А. Конструкции их близки, но они различаются производительностью.
Моечная машина К7-ФМЗ-А (рис. 3.) предназначена для промывки малозагрязненных субпродуктов. Барабан 5 машины цилиндрической формы внутренним диаметром 0,45 м и длиной 1,8 м сварен из нержавеющей листовой стали и снабжен шестью продольными ребрами-ворошителями, расположенными на внутренней поверхности. Обечайка барабана перфорирована отверстиями диаметром 10 мм. Торцы барабана открыты, и через передний по лотку 1 непрерывно загружается продукт, а через задний выгружается. Барабан устанавливают с углом наклона 1...2 в сторону выгрузки для создания осевой скорости смещения продукции.
Барабан снабжен двумя бандажами 7, которые опираются на две пары опорных роликов 9, закрепленных в кронштейнах на станине-поддоне 6. Поддон конической формы имеет обратный по отношению к направлению движения продукции уклон.
В самой нижней части поддона имеется патрубок 13, через который сливается загрязненная вода. К поддону приварены опоры 14. В верхней части поддона на специальной раме смонтирован привод машины, состоящий из электродвигателя 12 и червячного редуктора 4, на выходном валу которого закреплена ведущая звездочка 3 цепной передачи. Ведомая звездочка 2 зафиксирована на наружной поверхности барабана. Вода для мойки поступает в барабан по перфорированной оросительной трубе
8. Производительность машины до1000 кг/ч, расход воды 2,65 м3/ч. Ча- стота вращения барабана 1,57 с"1.Мощность электродвигателя 0,8 кВт, масса машины 270 кг.
Моечная машина фирмы КСИ (Канада) непрерывного действия (рис. 4.) состоит из сварной станины 1, на которой кронштейнами 3 закреплены четыре опорных нейлоновых ролика 2. На роликах установлен горизонтально цилиндрический барабан 4 с перфорированной обечайкой. На внутренней поверхности обечайки закреплена спираль 10, перемещающая продукт вдоль барабана. Барабан приводится во вращение мотор-редуктором 5, на выходном валу которого установлен ведущий шкив зубчатой ременной передачи. Ведомым шкивом передачи служит венец 8 барабана.
Вода для мойки подается по перфорированной трубе 9, а загрязненная вода собирается в поддон 11 и сливается через патрубок 12. Применяются четыре модификации машин с барабанами внутренним диаметром 0,46 и 0,76 м и длиной 1,5 и 1,8 м. Мощность привода всех модификаций 0,7 кВт, объемный расход воды от 2,3 до 2,7 м3/ч, масса машины 135... 175 кг.
№ 2 Опалочная печь ССЛ-2АМ (рис. 5.) непрерывного действия предназначена для опалки шерстных субпродуктов диаметром 0,3 м и длиной 2200 мм изготовлен из чугунной трубы. Устанавливают барабан под углом к горизонту 4° на двух парах опорных роликов 12, 14, причем два ролика на стороне выгрузки гладкие, а два других имеют на поверхности качения паз, в который заходит прямоугольный бандаж 7, удерживающий барабан от продольного смещения. Продукцию загружают в барабан через люк 10, закрытый постоянно качающейся заслонкой 11. Барабан перфорирован отверстиями диаметром 22 мм, число отверстий 962. Опалку проводят горячими газами, образовавшимися в многорядной горелке 2 и проходящими через отверстие в барабане. Для ускорения процесса опалки продукт перемешивают штырями 6. Продукты сгорания отводятся по трубе 9, снабженной шибером.
Вращение барабана осуществляется от электродвигателя 16, редуктора 13 и цепной передачи. Ведущая звездочка 17 цепной передачи установлена на выходном валу редуктора, а ведомая 8—на барабане.
Снаружи барабан закрывается кожухом 5, который имеет теплоизоляцию из асбеста, азбозурита или другого материала, аналогичного по свойствам. Для наблюдения за процессом предусмотрено смотровое стекло 4 на поверхности кожуха.
Производительность машины 500 кг/ч, объемный расход газа 12... 15м3/ч. Мощность двигателя 0,6 кВт, частота вращения барабана 0,84 с-1. Масса машины 720 кг.
№ 3 Центробежные машины. Для механизации мойки, шпарки, обезволошивания и полировки субпродуктов широко применяют центробежные машины. Они обеспечивают интенсивность и высокое качество процесса. Недостаток таких машин — периодичность действия, что связано с необходимостью размещения дополнительных накопительных устройств в поточных линиях.
Принцип действия центробежных машин следующий. Продукт загружают на вращающийся ротор, и силами трения продукт увлекается с ротором в движение. При этом возникают центробежные силы, прижимающие продукт к неподвижному цилиндру. Под действием сил трения о ротор и стенки цилиндра продукт очищается.
Мойка и шпарка происходят при подаче холодной или горячей воды и пара в корпус.
Центробежные машины принципиально близки по конструкции, но различаются схемами привода, автоматизации процессов загрузки-выгрузки и управления процессом.
Машина МОС-1Ш (рис. 6.) предназначена для обработки шерстных субпродуктов. На сварном основании 14 машины закреплен опорный диск 17. На диске установлен цилиндрический корпус 4, снабженный вертикальными ребрами 5. В нижней части цилиндра вращается диск-ротор 7, снабженный радиальными ребрами 6 и отверстиями для удаления шерсти, волоса и грязи. Диаметр диска 1,05 м, высота рабочей части цилиндра корпуса 0,345 м. Ротор закреплен шпонкой на конусном конце вала 16, вращающегося в радиальном 9 и радиально-упорном 13 подшипниках. От попадания воды подшипники защищены сальником и отбойным кольцом 8.
Приводом ротора служит электродвигатель 10, соединенный муфтой 11 с червяком редуктора. Червячное колесо 12 установлено на валу 16 с помощью шпонки и стопорного винта.
Продукцию загружают через горловину в крышке 2 цилиндра, а через перфорированную трубу 3 в зону обработки подается холодная или горячая вода. Грязь и избытки воды попадают на поддон 19 и с него в желоб 18, опоясывающий всю машину. Из желоба вода по трубе 15 отводится в канализацию. После окончания технологического процесса открывается дверца люка 1 в стенке цилиндра и продукция под действием центробежных сил выгружается.
Производительность машины 300 кг/ч, объемный расход воды 10 м3/ч, мощность электродвигателя 4,5 кВт, частота вращения ротора 14 с 1.
Машина МОС-1С предназначена для обработки слизистых субпродуктов. От машины МОС-1Ш она отличается частотой вращения ротора, равной 2,12 с-1.
Машина МОС-ЗШ (рис. 7) —модернизированный вариант машины МОС-1Ш. Она имеет цилиндрический корпус 7 и диск-ротор 12 тех же размеров, но привод представляет собой фланцевый электродвигатель 16, на валу которого закреплена шестерня 15. Зубчатое колесо 2 установлено на валу 9, на котором смонтирован и ротор. Двигатель жестко зафиксирован на литом корпусе 14, в котором также установлены радиальный 3 и радиально-упорный 4 подшипники. Производительность машины достигает 750 кг/ч при единовременной загрузке 100 кг. Частота вращения ротора 2 с^1, мощность электродвигателя 7,5 кВт, масса машины 827 кг. Объемный расход воды 2 м3. Центробежная машина МОС-ЗС для слизистых субпродуктов отличается от описанной частотой вращения ротора, равной 5,0 с-1.
Машина Г6-ФЦШ (рис. 8.), предназначенная для обработки шерстных субпродуктов, снабжена створками, закрывающими люк загрузки 7. Люки загрузки и выгрузки 10 открываются и закрываются с помощью пнев-моцилиндров 1 и 11, управляемых с пульта 4. Привод ротора 5 состоит из электродвигателя 14, червячного редуктора 13 и муфты 12. Частота его вращения 1,5 с-1.Управляют шпаркой и обезволошиванием в автоматическом или ручном режиме. Продолжительность шпарки 9... 15 мин при температуре подаваемой воды 65...68 'С. Очистку после опалки проводят при орошении холодной водой в течение 2... 3 мин.
Мощность привода 13,2 кВт, объемный расход холодной воды 5 м3/ч. массовый расход пара 300 кг/ч, масса машины 3900 кг.
Машина Г6-ФЦС, предназначенная для мойки, шпарки и очистки слизистых и мякотных субпродуктов, имеет конструкцию, аналогичную конструкции машины Г6-ФЦШ, но мощность привода равна 8,5 кВт, а частота вращения ротора — 3 с-1.
№ 4 Оборудование для обработки потрохов птицы.
Потроха — сердце, печень и шеи — охлаждают холодной водой температурой 1°С в шнековых охладителях. Желудки вскрывают, очищают от содержимого, выворачивают и снимают кутикулы. При необходимости желудки обезжиривают.
Машина В2-Ф001/3 для разрезания и мойки желудков показана на рис. 9. Рабочий орган машины — кассета 6 с радиально расположенными фигурными пластинами, образующими 16 ячеек, и две щеки 7, положение которых относительно кассеты регулируют винтом 13. Кассета жестко закреплена на валу 12, который вращается в подшипниках качения. Подшипниковые опоры И крепятся на станине 1. Кассета приводится во вращение электродвигателем 15, соединенным кулачковой муфтой с червячным редуктором 20. На выходном валу редуктора установлена звездочка 19 цепной передачи, которая одновременно служит кривошипом храпового механизма привода кассеты. На палец кривошипа установлен шатун 18, длина которого может изменяться с помощью винта. С другой стороны шатун связан с кулисой 10, свободно вращающейся на валу 12. На кулисе закреплена подпружиненная собачка 16, взаимодействующая с храповым колесом 17, жестко зафиксированным на валу 12. С помощью этого механизма кассета поворачивается на угол 22°30' за один оборот кривошипа. Желудки, вручную помещенные в ячейки кассеты, подаются к ножу 4. Глубину разреза регулируют винтами 2. Разрезанные желудки попадают под трехсекционный ороситель 9, имеющий форму клина. Вода в каждую секцию подается по отдельной трубе 23. Промытые желудки удаляются из кассеты выбрасывателем 8, приводимым во вращение цепной передачей 14. Содержимое желудков и вода по поддону 21 отводятся в очистные сооружения.
Производительность машины 2000 желудков в 1 ч при цикличности перемещения кассеты 0,56 с-1. Мощность электродвигателя 0,55 кВт, объемный расход воды 1,4 м3/ч. Масса машины 155 кг. Кутикулу удаляют на вальцовых машинах. На столе машины устанавливают одну или две пары стальных валиков с винтовым рифлением. Желудки вручную прижимают к валикам, которые захватывают кутикулу и удаляют ее.
Машина К2-ФЦЛ-6/12 с двумя парами валиков имеет производительность до 1000 желудков в 1 ч при мощности привода 0,41 кВт.
Машина фирмы «Сторк» (Голландия) для обезжиривания желудков показана на рис. 11. Жир удаляется резиновыми пальцами, закрепленными на вращающемся валу 4 и в крышке 1 корпуса 7. Вал установлен в двух подшипниковых опорах 3 и приводится во вращение электродвигателем через муфту. В зону обработки через оросители 9 подается вода, которая смывает отделенный жир и выводит его из машины через сливной патрубок 5. Вся машина изготовлена из нержавеющей стали, и ее легко мыть при открытой крышке 1.
Производительность машины до 6000 желудков в 1 ч, мощность привода при обработке желудков бройлеров 0,25 кВт, а при обработке желудков индеек 0,37 кВт. Объемный расход воды до 0,4 м3/ч. Масса машины 40 кг.
№ 5 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ КИШОК
Технология обработки кишок включает разборку кишечного комплекта, механическое удаление балластных оболочек, тепловые и биохимические процессы (замочка, охлаждение), а также консервирование посолкой или сушкой. Стенка кишки состоит из четырех слоев: серозного, мышечных (продольного и кольцевого), подслизистого и слизистого. Снаружи на кишках имеется слой жира. После разборки комплекта и сортировки кишок по видам освобождают их внутреннюю полость (операция отжатия) и удаляют с поверхности жир (операция обезжиривания). Далее у всех кишок удаляют слизистую оболочку, а у свиных и бараньих черев — серозную и мышечную. Эту операцию называют шлямовкой. Для ослабления сил сцепления оболочек кишки замачивают в теплой воде.
Таким образом, технологический процесс обработки кишок трудоемок и включает ряд последовательно выполняемых механических, тепловых и биохимических операций. При малой производительности он осуществляется на отдельных одно- или многооперационных машинах с использованием баков и чанов для замочки и охлаждения. Машины и аппараты большой производительности комплектуют в поточные линии, которые оснащают межоперационным транспортом в виде шнековых и ленточных транспортеров. При использовании подобных линий существенно сокращается трудоемкость и улучшаются санитарно-гигиенические условия для рабочих.
№6 Вальцовые машины. На вальцовых машинах выполняют практически все операции механической обработки. В зависимости от вида операций рабочими органами этих машин служат металлические (стальные) и обрезиненные гладкие и рифленые валики, устанавливаемые попарно или группами по три-четыре валика. Их окружная скорость и направление вращения могут совпадать со скоростью и направлением движения кишок или отличаться от них.
Отжимные вальцы, Г2-ФОД (рис. 1) предназначены для удаления содержимого и шляма из кишок крупного и мелкого рогатого скота, а также свиней. На станине 15 вальцов смонтированы два валика. Нижний обрезиненный рифленый валик 7 (рис. 1, а) опирается на подшипники скольжения б, неподвижно установленные на станине. Верхний валик 14, обрезиненный и покрытый сверху тканью, установлен в подшипниках 5, которые могут перемещаться в направляющих станины с помощью винтовой передачи и прижимных пружин. Маховиком 4, укрепленным на винте, регулируют зазор между валиками и силу их прижатия.
Валики приводятся во вращение от электродвигателя 1 (рис. 1, б) мощностью 1,1 кВт через червячный редуктор 3 и цепную передачу. Цепь 5 передает движение от приводной звездочки 4 последовательно к звездоч-кам 7 и 6, установленным на валиках, приводя их во встречное вращение. Натяжение цепи поддерживается постоянным пружинным натяжным устройством 10 (см. рис. 1, а). Для изменения частоты вращения валиков предусмотрены сменные ведущие звездочки. Так, при обработке говяжьих черев частота вращения валиков составляет 0,5 с-1, а производительность машины — до 160 черев в 1 ч. При обработке бараньих и свиных черев частота вращения равна 0,67 с-1, а производительность — от 400 до 500 черев в 1 ч.
Диаметр валиков 0,15 м, длина 0,75 м. Одновременно обрабатывают от 4 до 6 кишок. Кишки заводят в зазор между валиками с их торцевой части, выполненной в виде конуса, или через центр с помощью загрузочного устройства 3. Во время обработки кишок в рабочую зону через ороситель 9 непрерывно подается вода температурой 35...40 °С.
Для предохранения рук рабочего предусматривают предохранительный щиток 2, сблокированный с конечным выключателем.
Отжимные вальцы ФОК-К-01(рис. 2) предназначены для освобождения от содержимого кишок крупного рогатого скота и свиней. Они входят в поточно-механизированные линии и оснащены механизмами загрузки, выгрузки и межоперационного транспортирования. Вальцы состоят из двух чугунных стоек 19, соединенных поперечными стяжками, и двух
литых щек 18, в которых смонтированы подшипники скольжения валиков. Подшипниковые опоры нижнего валика 9 закреплены неподвижно. Верхний валик установлен в опорах, которые могут перемещаться маховиком 11 винтового механизма, что позволяет регулировать межвальцовый зазор.
Верхний валик покрыт мягкой резиной и обтянут тканью — бельтингом, а нижний (обрезиненный) имеет продольное рифление, что повышает коэффициент трения и улучшает захват кишок. В средней части валиков имеется прямоугольное углубление для установки резиновой ленты начального загрузочного транспортера. Диаметр валиков 0,17 м, длина 1,5 м.
Валики приводятся во вращение электродвигателем 8 мощностью 1,1 кВт через клиноременную передачу 7 и червячный редуктор 6. На выходном валу редуктора установлена ведущая звездочка 5, от которой цепью 17 приводятся во встречное движение через звездочки 4 и 2 верхний и нижний валики. Частота вращения валиков 0,36 с-1. На хвостовике нижнего валика установлена ведущая звездочка 3, от которой через цепь 14, звездочку 1 и конический редуктор 13 приводится во вращение шнек 15 транспортера.
Кишки подаются средней частью с помощью ленточного транспортера между валиками, где происходит их обработка (одновременно до 40 черев). Обработанные кишки попадают на вращающийся шнек, который передает их на следующую машину.
Производительность вальцов до 200 говяжьих и до 400 свиных черев в 1 ч.
№ 7 Отжимные вальцы В2-ФКП-1 предназначены для освобождения от содержимого свиных и бараньих черев. Машина входит в поточную линию В2-ФКП. Рабочий орган машины состоит из гладкого 4 (рис. 3, а) и двух рифленых 3, 15 валиков. Подшипниковые опоры гладкого валика закреплены неподвижно на стойке 5. Рифленые валики вращаются в подшипниках, установленных в эксцентриковых опорах. Поворотом рукояток 6, укрепленных на эксцентриках, регулируют зазор между валиками. Зазор между валиками 4 и 3 составляет 0,7 мм, между валиками 4 и 15 — 0,15 мм. Валики приводятся во вращение от электродвигателя 1 мощностью 0,6 кВт через цилиндрический редуктор 2. Для подачи кишок в зону обработки и транспортирования их к последующей машине служит ленточный конвейер, состоящий из приводного 10, оборотных 12 и натяжного 13 шкивов. Они установлены в средней части валиков, где прорезана канавка для прохода ленты. Ведущий шкив приводят во вращение цепной передачей, ведущая звездочка 14 которой установлена на выходном валу редуктора 2, а ведомая 11 — на валу 9.
В машине обрабатываются одновременно несколько черев, и для того, чтобы они не перепутывались и равномерно распределялись по длине валиков, их концы разводятся шнековым разделителем 7, имеющим с двух сторон противоположную навивку.
Приводной механизм показан на кинематической схеме (рис. 3, б).
Электродвигатель 1 соединен с валом шестерни 2 трехступенчатого цилиндрического редуктора. Рифленый валик 9 приводится во вращение с помощью зубчатой передачи, шестерня 7 которой закреплена на тихоходном валу первой ступени, а зубчатое колесо 8 — на валике 9. С выходным валом редуктора соединен гладкий валик 11 и на нем установлена шестерня 16, с которой входят в зацепление зубчатое колесо 13 рифленого валика 10 и через промежуточное колесо 15 зубчатое колесо 14 шнекового разделителя 12. От выходного вала редуктора через звездочки 18 и 20 и цепь 19 приводится во вращение вал 21, соединенный муфтой 22 с ведущим шкивом 23 ленточного транспортера.
Черевы, сложенные вдвое, серединами подаются ленточным транспортером, проходящим через углубление в средней части валиков, в зазор между гладким 3 (рис. 3, в) и малым рифленым 2 валиками, которые вращаются один навстречу другому и имеют одинаковую окружную скорость 0,05 м/с. Между этими валиками проводится отжим содержимого. После этого кишки попадают в зазор между валиками — гладким 3 и рифленым 1, имеющим окружную скорость 0,5 м/с. В результате проскальзывания валика разрыхляется шлям.
Производительность машины В2-ФКП-1 170 свиных черев в 1 ч.
№ 8 Машина ФОК-С-04 для окончательной очистки черев свиней (рис. 4) входит в механизированную линию ФОК-С. Это комбинированная машина, состоящая из трех групп валиков. Первая группа, предназначенная для дробления оболочек, состоит из гладкого обрезиненного валика 13 и двух рифленых 9 и 11, изготовленных из нержавеющей стали. Во второй группе происходит очистка. Вторая группа включает поддерживающий гладкий стальной валик 7 и обрезиненный рифленый валик 8, который вращается навстречу движению кишки и соскабливает с нее разрыхленные остатки оболочек. Для очистки поверхности соскабливающего валика установлен пластинчатый вентиляторный валик 14. Третья группа — протягивающая, состоит из гладкого 6 и рифленого 5 обрезиненных валиков. Гладкий валик покрыт снаружи тканью — бельтингом. Валики приводятся во вращение (рис. 4, б) от электродвигателя 1 мощностью 2,2 кВт через клиноременную передачу 2, 3, 4 -и. цилиндрический редуктор. Гладкий обрезиненный валик 25 первой группы приводится во вращение через шестерни и зубчатые колеса 5, 6, 8, 15, 16 и 14. Вал рифленого стального валика 26 жестко соединен с валом зубчатых колес 6 и 8, а рифленый валик 27 приводится во вращение зубчатым колесом 7, входящим в зацепление с колесом 6. Рифленый обрезиненный валик 24 второй группы приводится во вращение зубчатой парой 16—17, а гладкий стальной валик 23 — зубчатой парой 18— 19. Пластинчатый вентиляторный валик 22 этой группы вращается цепной передачей, состоящей из звездочек 13 и 21 и цепи 20. Гладкий обрезиненный валик 28 приводится во вращение шестернями и зубчатыми колесами 5, 6, 8, 9, 11, 12, а через колесо 10 вращается рифленый обрезиненный валик 29.
Все узлы машины собраны на двух П-образных стойках 1 и 2 (см. рис. 4, а) и чугунной плите 15. При загрузке кишки петлей набрасывают на крюк 12, откуда они попадают в зазоры между дробящими валиками 9, 11, 13. Зазоры регулируют поворотом винтов-регуляторов 10 эксцентриковых механизмов. По разделительной пластине 16 кишки отводятся в бак, расположенный под машиной, и далее их вручную заправляют в зазоры между очищающими и протягивающими валиками. В зоны обработки подается вода температурой 35...40 °С Длина валиков 0,4 м, производительность машины 200 черев в 1 ч.
Машина ФОК-Б-04 для окончательной очистки черев мелкого рогатого скота (рис. 5) входит в механизированную линию ФОК-Б. На двух П-образных стойках 1 (рис. 5, а) и плите 2 установлены валики и привод к ним, представляющий собой электродвигатель 8 мощностью 1,1 кВт, клиноременную 9 и цепную 10 передачи и цилиндрический редуктор И. Рабочий механизм машины состоит из двух нижних тянущих 6 и 7, двух верхних рабочих очищающих 4 и 5 и отбойного пластинчатого 3 валиков. Тянущий валик 6 гладкий, имеет покрытие из мягкой резины и снаружи обтянут тканью — бельтингом, валик 7 обрезиненный с продольными рифлениями. Валик 5 поддерживающий, с гладкой поверхностью, изготовлен из нержавеющей стали.
Гладкий поддерживающий валик 10 (рис. 5, б) приводится во вращение от электродвигателя 1 через клиноременную 2 и цепную 4 передачи. На цапфе валика установлена звездочка 6 цепной передачи 7, которая передает движение отбойному пластинчатому валику 9. На этой же цапфе закреплена шестерня 13, от которой через колесо 14 и шестерню 15, зафиксированные на промежуточной оси, и колесо 16 приводится во вращение гладкий тянущий валик 12. Рифленый тянущий валик 11 соединен с последним зубчатым колесом 17.
На цапфе валика 11 закреплена шестерня 19, которая через промежуточный вал с колесами 20 и 21 и колесо 22 приводит во вращение рифленый рабочий валик 18.
Кишки с предварительно разрыхленными оболочками равномерно перемещаются тянущими валиками 5 и 6 (рис. 5, в), имеющими одинаковую окружную скорость. Окружная скорость поддерживающего 4 и очищающего 3 валиков направлена в противоположную сторону движения кишок 7, в результате чего снимаются балластные оболочки. Отбойный пластинчатый валик 1 предохраняет черевы от наматывания на очищающий 3. В процессе обработки через форсунки 2 подается теплая вода. Производительность машины до 300 бараньих черев в 1ч.
Комбинированная машина В2-ФКП-4 для окончательной очистки через свиней и мелкого рогатого скота (рис. 6) входит в механизированную линию В2-ФКП.
Машина состоит из рамы 10 (рис. 6, а), стойки 5, редуктора 2, электродвигателя 1 мощностью 0,6 кВт, двух гладких 4, 7 и трех рифленых 6, 8, 9 обрезиненных валиков, закрепленных на стойке и корпусе редуктора. В верхней части машины смонтирован гладкий стальной эксцентриковый валик 3. Гладкий валик 7 установлен в стационарных опорах, остальные — в регулируемых. Валики 4, 7 и 6 протягивают кишки через зону очистки, которая образуется валиками 7 и 8. Рифленый валик 9 вентиляторный: он разбрызгивает воду и очищает поверхность соседнего валика от налипших оболочек.
Все валики приводятся во вращение от электродвигателя 1 (рис. 6, б) через цилиндрический редуктор, имеющий две ступени 2—22 и 3—21. На выходном валу редуктора установлены шестерни 16 и 18. От шестерни 16 через колесо 17 приводится во вращение рифленый протягивающий валик 14, а через колесо 15 — вентиляторный 13. От шестерни 18 через колесо 19 движение передается к гладкому протягивающему валику 12 и от него через шестерню 6 и колеса 7 и 8 вращаются очищающие валики 10 и 11. Эксцентриковый валик 9 приводится во вращение цепной передачей, состоящей из двух звездочек 5 и 20 и цепи 4.
Кишки в межвальцовые зазоры вводят с торца. Окружные скорости тянущих валиков 7 и 8 (рис. 6, в) и поддерживающего 4 составляют 0,064 м/с. Окружная скорость на очищающем валике 2 направлена навстречу движению кишок и равна 0,55 м/с, что позволяет удалять балластные оболочки. Скорость на вентиляторном валике 1 0,46 м/с.
Свиная черева 6 проходит между двумя парами валиков, а баранья после очистки подается на эксцентриковый валик 3 и далее к тянущим валикам 7 и 8. Производительность машины до 170 свиных черев в 1ч, бараньих — 125 черев в 1 ч.
№ 9
Пластинчатые машины. Рабочий орган этих машин — пластинчатый валик состоит из вала, к которому приварены или прикреплены винтами продольные стальные или резиновые пластины. Окружная скорость на внешней кромке пластин может совпадать по направлению, но быть больше скорости кишок или быть направленной навстречу скорости движения кишок. В первом случае лопасть проскальзывает по поверхности кишок и соскабливает балластные оболочки. Во втором случае соскабливание происходит в результате встречного движения. Равномерная подача кишок в зону обработки обеспечивается подающими валиками.
Шлямодробилъная машина К6-ФОК-2-К-02 (рис. 7) имеет пластинчатые рабочие органы. Машина входит в механизированную линию ФОК-2 для обработки кишок крупного рогатого скота. Рабочая часть машины смонтирована на двух чугунных литых стойках 1 и плите 3. Подающий механизм машины состоит из обрезиненного рифленого валика 9 и металлической пластины 11, опирающейся на эксцентриковый вал 10, с помощью которого регулируется зазор. Лопастный валик 13 со стальными пластинами установлен в неподвижных подшипниковых опорах, а валик 8 — в регулируемых винтовыми механизмами 7. Валики расположены так, чтобы между двумя пластинами одного валика всегда находилась одна пластина другого. В верхней части корпуса машины закреплены опора 12 шнекового транспортера и направляющие 6 для подачи кишок. Приводной механизм машины состоит из электродвигателя 4 и пятиступенчатого цилиндрического редуктора 5. Лопастные валики 8, 13 соединены с выходными валами первой ступени редуктора, а подающий рифленый валик — с выходным валом пятой ступени.
Кишки, сложенные вдвое, серединами подаются шнековым транспортером на направляющую 6, с которой попадают в зазор между подающим рифленым валиком и пластиной и протягиваются со скоростью 0,27 м/с. Затем кишки попадают между пластинами валиков 8 и 13, вращающихся в направлении их движения с окружной скоростью 5,16 м/с. Благодаря разности скоростей и упругости пластин удаляются балластные оболочки. В зону обработки непрерывно подается теплая вода. Производительность машины до 200 черев в 1 ч.
Шлямодробилъная машина ФОК-С-02 (рис. 8) входит в состав линии ФОК-С для обработки свиных кишок. Машина состоит из двух стоек 1, 2 (рис. 8, а) и чугунной плиты 3, на которой смонтированы валики 7, 10, 11, редуктор 6 и электродвигатель 4. Поддерживающий валик 7 гладкий обрезиненный, вращается в стационарно закрепленных подшипниках скольжения. Валик 10 стальной с продольным рифлением, предназначен для транспортирования кишок и дробления балластных оболочек. Эти два валика имеют одинаковую окружную скорость, равную 0,13 м/с, и вращаются один навстречу другому. Валик 11 с продольными металлическими пластинами вращается в одном направлении с рифленым, но его окружная скорость равна 7,53 м/с, что позволяет соскабливать предварительно раздробленные балластные оболочки. Кишки в машину подаются шнековым транспортером, который закреплен в опоре 8, и по направляющей 9. Пластинчатый валик 14 (рис. 8, б) приводится во вращение от электродвигателя 9 через муфту 8 и зубчатые передачи 7— 10, 12—13. Движение поддерживающему валику 1 передается от шестерни 11 через блок зубчатое колесо 6 — шестерня 5, установленный на промежуточной оси к зубчатому колесу 4. С помощью передачи 4—3 вращается рифленый валик 2. Длина валиков 0,7 м.
Производительность машины до 400 свиных черев в 1 ч.
№10 Универсальная машина ФОК для предварительной и окончательной очистки черев всех видов скота (рис. 9) состоит из сварных стоек 1, чугунных плиты 2 и боковин 3, редуктора 4 и электродвигателя 5 мощностью 1,5 кВт.
В верхней части машины установлены подающий 10 и дробящий 9 валики, к которым эксцентриками 13, 15 и пружиной 14 прижимается металлическая пластина 12. Валики изготовлены из нержавеющей стали с продольным рифлением поверхности. Бараньи и свиные черевы после дробящего валика попадают на щиток 8 и направляются в бак с теплой водой, расположенный под машиной. Оттуда вручную с торца их заправляют в зазор между очищающим обрезиненным рифленым валиком 6 и неподвижным эксцентриковым валом 7, позволяющим изменять зазор. При обработке говяжьих и конских кишок отодвигается щиток 8 и они попадают между пластинчатым 17 и рифленым 6 валиками и затем между рифленым 6 и эксцентриковым валом 7. Через форсунки 11 и 16 в зону обработки подается теплая вода.
Производительность машины: свиных черев до 80 в 1ч, бараньих до 60 и говяжьих до 30 в 1ч.
№ 11 Щеточные машины. Их применяют преимущественно при очистке кишок крупного рогатого скота. Они состоят, как правило, из подающих валиков, обеспечивающих заданную скорость движения кишок, и двух щеточных барабанов. Скорость движения кишок в таких машинах равна 0,3...0,4 м/с, а окружная скорость на поверхности щеточного барабана достигает 12...18 м/с. Благодаря разнести скоростей при совпадении их направления кишки очищаются от балластных, предварительно раздробленных оболочек.
Щеточные барабаны изготовляют диаметром 170...250 мм из щетины, рисовой соломы, морской травы, капроновых или других синтетических нитей.
Щеточная машина фирмы «Айвл» (Англия) показана на рис. 10, а. Эта комбинированная машина предназначена для отжима содержимого и обезжиривания говяжьих кишок. Кишки проходят вначале через два рифленых обрезиненных валика 1 и 2, отжимающих содержимое и поддерживающих скорость движения оболочки. Далее в зазоре между двумя щеточными барабанами 3 и 4, имеющими большую окружную скорость, чем скорость движения кишок, удаляется жир с их поверхности.
Производительность машины до 80 черев в 1 ч при мощности привода 3 кВт.
Шляморазрыхляющая машина (рис. 10, б) имеет три группы валиков и щеточные барабаны. Гладкий металлический валик 1 и рифленый обрезиненный 2 подают кишки в машину и обеспечивают поддержание заданной скорости их движения. Рифленые валики 3 я 4 дробят оболочки на одной стороне кишок, а валик 6 — с другой. При этом кишки опираются на гладкий валик 9. Поверхность очищается щеточными барабанами 7 и 8.
Производительность машины до 200 говяжьих черев в 1 ч при мощности привода 1,5 кВт.
№ 12 Котлы и автоклавы.
Открытые котлы. Для вытопки жира из предварительно измельченного мягкого жиросырья применяют открытый котел ОПК-1,25 (рис. 1, а), а для вытопки жира из кости — открытый котел с выемной корзиной (рис. 1, б).
Котел ОПК-1,25 состоит из внутреннего 2 и наружного 1 цилиндрических корпусов с коническими днищами, образующими паровую рубашку. Пар в рубашку подводится в верхней части наружного корпуса, а конденсат отводится из конусного дна через сливной патрубок с вентилем. Внутри котла на валу 6 установлена мешалка 4, имеющая вертикальные и горизонтальные лопасти. Нижний конец вала закреплен в радиально-упор-ном подшипнике 14, а верхний соединен муфтой с червячным редуктором 9. На валу сделан паз, по которому скользит шпонка, установленная в верхней втулке мешалки.
Мешалку можно поднимать; для облегчения подъема служат противовесы 7. Приводится во вращение мешалка электродвигателем 10 через клиноремен-ную передачу и червячный редуктор 9. Жир сливается через шарнирно закрепленную поворотную трубу 12 и патрубок с вентилем 13. Через патрубок в центре конического днища и вентиль 15 сливается остаток (фуза).
Котлы типа ОПК изготовляют внутренним объемом 0,85; 1,25 и 2,3 м3. Мощность привода у всех котлов 2,8 кВт, частота вращения мешалки 0,21 с-1. Рабочее давление пара в рубашке 0,3 МПа. Масса котлов в зависимости от объема составляет от 994 до 1773 кг.
Котел с выемной корзиной (см. рис. 1, б) состоит из внутренней 3 и внешней 4 цилиндрических обечаек с коническими днищами, между которыми образуется рубашка. В рубашку по трубе 8 подают пар, а по трубе 7 — горячую воду. На внешний корпус приваривают опорные лапы 5, устанавливают манометр и предохранительный клапан. Конденсат отводится через штуцер 2. Кость загружают в корзину 6, сваренную из стального листа, перфорированного отверстиями диаметром 10 мм. Дно корзины открывают при выгрузке кости. Корзина тельфером загружается в котел, туда же заливают горячую воду в соотношении с сырьем 1 : 1, в рубашку подается пар, и производится вытопка. Затем жир отстаивается и сливается через лоток в верхней части котла. Оставшаяся жидкость (бульон) удаляется через штуцер 1. Геометрическая вместимость котла 1 м3, единовременная загрузка кости 300 кг, давление пара в рубашке 0,3 МПа. Масса котла 670 кг. Общая продолжительность процесса обработки от 7 до 8 ч при продолжительности вытопки от 4 до 5 ч.
Автоклавы. Обезжиривание кости в автоклавах проводят при повышенном давлении и поэтому при более высоких температурах, чем в открытых котлах, что позволяет сократить продолжительность процесса и увеличить выход жира до 75 % исходного содержания в кости. В зависимости от конструкции аппаратов обезжиривание кости осуществляют водой или острым паром. Для обезжиривания и обесклеивания кости под давлением применяют одностенные автоклавы — диффузоры.
Автоклав для вытопки свиного жира из мездры и жира из кости (рис. 2) имеет внутренний цилиндрический корпус 8 с эллиптическим днищем 13. К верхней кромке корпуса приварен плоский фланец. Корпус закрывается эллиптической крышкой 5, которая установлена на оси и уравновешена противовесом 2. Автоклав герметизируют резиновой прокладкой, уложенной в пазу фланца крышки, которая прижимается откидными болтами 7.
Паровую рубашку образует наружный корпус 9 с эллиптическим днищем 14. Пар в рубашку подается через трубу, имеющую вентиль 16, предохранительный клапан 1 и манометр. Конденсат сливается через трубу 12.
Для отвода паров, образовавшихся при тепловой обработке продукта, а также для снятия давления внутри автоклава по окончании
процесса служит патрубок с вентилем 4. Патрубок соединен с конденсатором смешения 3. Кость в котел загружают с помощью выемной корзины 6 вместимостью 0,4 м3. Жир сливается через шарнирно закрепленную трубу и патрубок 10, а шквара удаляется через центральную трубу 11 в днище. Геометрический объем автоклава 0,75 м3, единовременная загрузка сырья до 500 кг. Обезжиривание кости проводят при добавлении в автоклав воды в соотношении 1:1. Давление греющего пара в рубашке 0,4 МПа, температура 125 °С. Общая продолжительность обработки кости от 4,5 до 6 ч при продолжительности вытопки жира от 2,5 до 3 ч. Степень извлечения жира до 75 % .
Автоклав К7-ФВ-2В для вытопки жира из кости показан на рис. 3. В этих аппаратах достигается более полное извлечение жира (до 80 %). В одностенных аппаратах К7-ФВ-2В нагрев осуществляют острым паром с непрерывным отводом жира и бульона. Аппарат состоит из непосредственно автоклава и жироотделителя.
Цилиндрический корпус 8 автоклава с эллиптическим днищем 7 закрыт эллиптической крышкой 5, снабженной резиновой прокладкой. Крышка поворачивается на оси с помощью механизма винт — гайка. Винт 11 в нижней части закреплен на оси и поворачивается в вертикальной плоскости. Ходовой гайкой служит ступица зубчатого колеса одноступенчатого цилиндрического редуктора 3, в которой нарезана трапецеидальная резьба. Корпус редуктора установлен на боковых осях в кронштейнах 1 крышки. Реверсивный электродвигатель 2 через шестерню вращает зубчатое колесо, гайка которого, перемещаясь по винту, поворачивает кронштейны и поднимает или опускает крышку. Угол поворота кронштейнов автоматически ограничивается двумя конечными выключателями 4. Кость загружают в три цилиндрические корзины 6 вместимостью каждая 0,5 м3 и тельфером подают в автоклав. Обогрев сырья ведут острым паром давлением до 0,5 МПа, который поступает через патрубок в нижней части корпуса. В центре дна закреплена труба-тройник с двумя вентилями. Через вентиль 12 отводят конденсат и осадок после варки, а через вентиль 13 в жироотделитель поступают жир и бульон.
Жироотделитель имеет цилиндрический корпус 20 с приваренным эллиптическим днищем 16 и крышкой 19, прикрепленной болтами. Крышку уплотняют резиновой прокладкой. К крышке крепят конусный колпак 17, под который через трубу 14 поступает жиробелковая смесь. Жир поднимается под колпаком и отводится по центральной трубе в крышке, а бульон сливается по боковой трубе в корпусе. Для слива осадка и промывной воды в центре днища имеется труба с вентилем.
Уровень жидкости в жироот-делителе контролируют с помощью водомерной стеклянной трубы 21.
В автоклав единовременно загружают от 900 до 1200 кг кости, закрывают крышку и подают острый пар давлением 0,15...0,20 МПа. При этом кран на крышке открыт для удаления воздуха. В начале процесса при прогреве открывают вентиль 12 и сливают конденсат. Когда начинает вытекать бульон, вентиль закрывают и давление повышается до 0,4 МПа. Открывают вентиль 13, и бульон с жиром поступает в жироотделитель. Процесс выварки заканчивается, когда прекращается выделение жира из жироотделителя. Контролируют процесс с помощью манометров, установленных на жироот-делителе и автоклаве. Автоклав снабжен предохранительным клапаном. Геометрический объем автоклава 2,45 м3, масса 1520 кг. Расход пара 100 кг/ч, воды 0,56 м3/ч. Диффузоры, К7-ФВ1-Г имеют вместимость 3 и 5,5 м3.
№13 Диффузор К7-ФВ1-ГЗ (рис. 4) вместимостью 3 м3 состоит из цилиндрического корпуса 14, нижнего конического 13 и верхнего эллиптического 1 днищ. К нижнему днищу приварена цилиндрическая горловина 18, в которую установлен перфорированный стакан 16. Горловину закрывают крышкой 17 с бугельным затвором 12. В центре верхнего днища приварен люк загрузки, закрываемый крышкой аналогичной конструкции. Диаметры люка и горловины 0,4 м. К горловине приварены два патрубка 15 для £лива бульона, а в верхнюю крышку — патрубки 6 и 10 для подачи острого пара, горячей воды 7 и для снятия давления 2. Автоклав имеет датчик давления 3, связанный с пультом управления 8, на котором зажигаются сигнальные лампы. Верхний и нижний люки имеют блокировочные устройства 4 я 11, препятствующие подаче пара при неплотно закрытых крышках и открытию крышек при наличии давления в корпусе.
Кость загружают в аппарат, затем закрывают верхний и нижний люки. При этом на пульте зажигаются соответствующие сигнальные лампы. После этого в аппарат подается пар давлением 0,3 МПа и происходит варка. После варки бульон сливают через патрубки 15, а кость выгружают через нижний люк. Для более полного выделения белка диффузоры устанавливают в батареи с последовательной циркуляцией бульона.
Расходы пара на варку от 125 до 300 кг/ч, горячей воды от 0,6 до 0,7 м3/ч. Масса аппаратов 1450 и 1966 кг.
Универсальные вакуумные горизонтальные котлы. В этих аппаратах перерабатывают мягкое сырье, кость, кровь и другие отходы производства. Их конструкция позволяет осуществлять в периодическом режиме вытопку жира, варку, стерилизацию и сушку. Котлы имеют принципиально сходную конструкцию: это горизонтальная цилиндрическая обечайка с паровой рубашкой, внутри которой на горизонтальном валу вращаются лопасти. Различаются котлы удельной площадью поверхности теплопередачи (по отношению к объему обечайки), конструкциями мешалок, системами вакуумирования и автоматизации процессов. Для увели-чения площади поверхности теплообмена в горизонтальных котлах применяют обогреваемую паром мешалку.
Отечественная промышленность выпускает вакуумные горизонтальные котлы КВМ-4,6М объемом 4,6 м3 и Ж4-ФПА объемом 2,8 м3.
Котел КВМ-4,6М (рис. 5) состоит из внутреннего 27 и наружного 18 цилиндрических корпусов с эллиптическими днищами, образующими паровую рубашку. Толщина стенок корпусов соответственно 15 и 12 мм. В центре днища закреплены корпуса подшипников, в которых на роликовых подшипниках 8 и 15 установлен вал 9. Вал с двух сторон герметизируется сальниковыми уплотнениями 16. На валу, имеющем в поперечном сечении форму шестигранника, закреплены мешалки 2, 3. Мешалки устанавливают по винтовой линии со сдвигом на 120°. Они состоят из литой ступицы с рычагом и лопасти, имеющей в плане форму клина. Одна сторона клина, параллельная оси, служит для перемешивания продукта, вторая при реверсивном ходе выгружает продукт из котла. Вал приводится во вращение электродвигателем 4 через клиноременную передачу 5, цилиндрический редуктор 6 и уравнительную муфту 7, имеющую предохранительный срезной штифт. Котел и привод установлены на жесткой сварной раме 20. Для загрузки сырья к верхней средней части обечайки приварена труба диаметром 0,41 м с фланцем, к которому прикреплена горловина 13, закрывающаяся крышкой с бугельным затвором. В нижней передней части днища имеется люк 1 с крышкой, через который выгружают шквару. Для слива жира на обечайке приварен патрубок с вентилем. На верхней части обечайки устанавливают два патрубка для подачи пара 12, патрубок с вентилем для удаления воздуха 10, предохранительный клапан 14 и патрубок для сброса давления. Для отвода соковых паров и присоединения к вакуумному насосу на обечайке смонтирована труба 11, закрытая крышкой. Вакуум в корпусе создается водокольцевым насосом ВВН-3, а пары конденсируются в барометрическом конденсаторе.
Мякотное жиросодержащее сырье перерабатывают сухим способом без добавления воды. Предварительно измельченное сырье загружают примерно на 0,8 объема котла, котел герметизируют, в рубашку подают пар для обогрева и проводят подсушку сырья при давлении 93 кПа. Затем при отключенном вакуумном насосе осуществляют варку и стерилизацию при повышенном давлении в котле 0,1...0,15 МПа, которое образуется в результате испарения влаги из продукта. В это время давление пара в рубашке котла равно 0,3...0,4 МПа. Затем вновь в котле создают пониженное давление 40...50 кПа и проводят сушку. После сушки и выравнивания давления в котле с атмосферным через боковой штуцер сливают жир и после этого через нижний люк в отцеживатель выгружают шквару. Продолжительность подсушки 0,8 ч и варки 1... 1,2, сушки 1,5...2 ч. Общая продолжительность процесса, включая вспомогательные операции, 4...4,5 ч.
Кость перерабатывают в две фазы с добавлением воды. Вначале при давлении в котле 0,1...0,15 МПа и температуре 120...127 °С происходят раз-варка и стерилизация, после чего через штуцер сливают бульон и жир. Продолжительность разварки 2...3 ч. Оставшаяся кость сушится при давлении пара в рубашке 0,3...0,4 МПа и при давлении в котле 53...66 кПа. Температура сушки 72...80 °С, продолжительность 1,3...2ч. Общая продолжительность процесса 4...5 ч.
Площадь теплопередачи котла КВМ-4,6М составляет 17,2 м2, котла Ж4-ФПА — 4,9 м2, мощность привода мешалки — соответственно 40 и 28 кВт, частота вращения мешалки — 0,7 и 0,66 с-1, масса аппаратов — 11 ООО и 7500 кг. Средний расход на 1 т сырья: электроэнергии от 72 до 108 МДж, воды от 11 до 14 м3, пара от 800 до 1200 кг.
На рис. 6 показан котел фирмы «Атлас» (Дания) вместимостью 5,2 м3 с обогреваемой мешалкой.
Цилиндрический внутренний корпус 9 котла имеет одно приваренное эллиптическое дно 10 и второе плоское 4, прикрепляемое к фланцу корпуса болтами. Корпус и эллиптическое дно имеют паровую рубашку. На плоском дне монтируют люк 15 для выгрузки шквары и вентиль 19 для спуска жира. Мешалка 1 выполнена сварной из центральной трубы, к которой с двух сторон приварены цапфы, устанавливаемые в подшипниках качения 12 и герметизируемые сальниковыми уплотнениями 11. К центральной трубе приварены радиально со сдвигом на 90° трубы-рычаги, к которым приварены полые лопасти. Лопасть плоская, но с одной стороны к ней приварен под углом скребок, который перемещает массу при выгрузке. Всего на мешалке 8 лопастей. Зазор между лопастью и корпусом котла 5 мм.
Неразборную мешалку монтируют в корпус котла при снятой передней крышке, которую затем уплотняют с помощью резиновых прокладок. Пар в мешалку подается через полую цапфу, проходящую через плоскую крышку. Трубу подачи пара уплотняют сальником. Через эту же трубу отводится конденсат. Конденсат из мешалки и рубашки котла отводится в конденсатные горшки 2. Мощность привода мешалки 29,5 кВт, частота вращения 0,45 с"1. Масса котла 10 600 кг. Расход на переработку 1 т сырья: пара от 600 до 800 кг, воды от 11,0 до 22,0 м3. Применение обогреваемой мешалки позволяет существенно интенсифицировать процесс и повысить производительность аппарата. Так, производительность этого котла по сырью составляет до 1000 кг/ч, а котла КВМ-4,6М — всего 550 кг/ч.
№14Вакуумные горизонтальные котлы-аппараты периодического действия. Высокая температура в них поддерживается за счет избыточного давления, что приводит к увеличению удельной металлоемкости аппарата. Этих недостатков лишены горизонтальные котлы фирмы «Сторк-Дюк» (Голландия), так называемые эквакукеры (рис. 7), работающие в непрерывном режиме при атмосферном давлении. Котел имеет внешний 6 и внутренний 7 корпуса, образующие паровую рубашку. Внутри котла расположена мешалка, к трубе 14 которой через полые опоры приварены трубы 11 с продольными лопастями 9. Для организации потока на мешалке установлены диски-перегородки 8 с отверстиями, через которые проходит обрабатываемая масса.
Котел на 3/4 объема заполняют расплавленным жиром, который нагревается глухим паром до 130... 150 °С. Пар подается в рубашку и через вал 12 — в мешалку. Уровень жира определяют через смотровой люк со стеклом и уровнемером в виде прозрачной трубки с фотоэлементом, который позволяет осуществлять автоматическое регулирование. Жир служит промежуточным теплоносителем и одновременно аккумулятором теплоты, что позволяет быстро и равномерно нагревать подаваемое сырье. Предварительно измельченное сырье поступает в аппарат через нижнюю часть торцевой крышки. При попадании в горячий жир влага продукта вскипает, происходят его варка, сушка и одновременно стерилизация. Образовавшиеся пары проходят через циклон, где отделяются твердые частицы, и поступают в конденсатор. Твердые частицы возвращаются в котел. Продукт, перемещаясь вдоль котла через поперечные перегородки, выдерживается в нем до 20 мин, что обеспечивает надежную стерилизацию и разрушение жировых клеток. В другом торце котла на плоском дне 13 установлен механизм выгрузки, со стоящий из диска, к которому прикреплены черпаки 1. Диск вращается от автономного электродвигателя с постоянной скоростью в цилиндрическом, корпусе. Скорость вращения диска, объем и количество черпаков зависят от производительности аппарата. В цилиндрический корпус продукт подается горизонтальной выгружающей лопастью 4, укрепленной на трубах мешалки. Черпаки выгружают шквару вместе с жиром в отцеживатель 3, имеющий перфорированное дно. Отделившийся жир перекачивается насосом в центрифугу, а шквара шнеком 2 подается к прессу.
Аппарат предназначен для обработки отходов с боен, содержащих от 20 до 75 % костей. Удельное испарение воды достигает 25 кг на 1м2 обогреваемой поверхности. Аппараты изготовляют с площадью поверхности нагрева от 36 до 275 м2 и производительностью по сырью от 1000 до 5000 кг/ч.
Аппараты с промежуточным теплоносителем компактны, обеспечивают непрерывность процесса при широком диапазоне свойств исходного сырья. Процесс обработки автоматизирован. К недостаткам аппарата относится большая продолжительность контакта сырья с высокотемпературным теплоносителем, что снижает качество технического и кормового жира и муки.
№ 15. Шнековые аппараты
Они просты по конструкции, имеют небольшую удельную металлоемкость, обеспечивают интенсификацию и непрерывность процесса нагрева путем перемешивания сырья и обработки в тонком слое. Применяют такие аппараты для тепловой обработки кости, мясокостного и мякотного сырья глухим и острым паром.
Для нагрева и плавления жира из жиромассы, получаемой с помощью гидромеханической машины, используют два последовательно установленных шнековых плавителя.
Шнековый плавитель жира второй ступени (рис. 8) состоит из цилиндрического корпуса 6, снабженного паровой рубашкой, и шнекового барабана 7. Цапфы барабана установлены в подшипниках качения, которые расположены в передней 4 и задней 9 крышках. Передняя крышка легкосъемная для удобства очистки плавите-ля. Шнековый барабан приводится во вращение от электродвигателя 12 мощностью 1 кВт через червячный редуктор 13 и цепную передачу 10. Плавитель первой ступени аналогичен по конструкции, его устанавливают над плавителем второй ступени. Шнековый барабан плавителя первой ступени приводится во вращение через цепную передачу от привода второй ступени. Частота вращения шнеков 4,0 с-1, площадь поверхности теплопередачи в каждом плавителе 1 м2. В первой ступени жиромасса нагревается от 20 до 70 °С, а во второй — до 90 °С. Далее шестеренным насосом 11 она подается на дальнейшую обработку.
Шнековый аппарат Я8-ФЛК-3 (рис. 9) в составе поточной линии применяют для обезжиривания измельченной кости. Он состоит из U-образных внешнего 12 и внутреннего 13 корпусов, образующих паровую рубашку. Внутри корпуса вращается полый шнек, цапфы которого установлены в подшипниковых опорах 1, прикрепленных к торцевым стенкам корпуса. Шнек приводится во вращение от электродвигателя 6 мощностью 1,5 кВт через клиноременную передачу 7 и червячный редуктор 8. Сырая кость подается в загрузочный бункер 2 и шнеком транспортируется через аппарат. Зазор между трубой шнека и корпусом составляет 55 мм. Обогревающий пар подается в рубашку через патрубки 3 и в шнек через полую цапфу подшипниковой опоры 1. Конденсат отводится из рубашки через патрубки 11, а из шнека — через центральный патрубок. Трубы подачи пара в шнек и отвода конденсата герметизируются сальниковыми уплотнениями.
Корпус аппарата устанавливают наклонно к горизонту под углом 12°. При прохождении через аппарат из кости выделяются жир и влага в виде пара и бульона. Пар отводится через патрубок, укрепленный на крышке корпуса, в конденсатор, а жир и бульон стекают по корпусу на две решетки 17 с отверстиями диаметром 6 мм. Из решетки бульон и жир попадают в сборник 15 и подаются на разделение. Для очистки решеток служат штыри гребенок 16, которые прикрепляют с помощью рычага к валу 14. На этом же валу прикреплен двуплечий рычаг 21, на одном конце которого установлен противовес 22, а на другом — ролик 20, перекатывающийся по кулачку 19. Кулачок закреплен на валу шнека и вращается вместе с ним. При попадании ролика в углубление на кулачке штыри входят в отверстия решетки и прочищают ее. Производительность аппарата Я8-ФЛК/3 по сырой кости достигает 250 кг/ч при наибольшем размере кусков 50 мм. Наружный диаметр шнека 350 мм, шаг витков 75 мм, частота вращения 0,06 с"1. Давление пара в рубашке и шнеке от 0,3 до 0,4 МПа. При продолжительности обработки 11 мин сырье нагревается до 85...95 "С.
Комбинированные аппараты. В них совмещаются процессы измельчения и тепловой обработки сырья. Это такие аппараты, как волчки-варильники, рушители-плавители, измельчители-плавители. Измельчите-ли-плавители могут иметь различную конструкцию (центробежные, щеточные и др.).
Волчки-варильники предназначены для измельчения жиросодержащего сырья и плавления его глухим (рис. 10, а) или острым паром (рис. 10, б). В первом случае к горловине 1 волчка накидной гайкой 5 присоединена переходная труба б, а к ней — цилиндрический корпус 7 ва-рильника, имеющего рубашку 13 для пара и теплоизоляцию 8. Внутри корпуса вращается шнек 10, витки которого закреплены на трубе 9. Шнек вращается в подшипниках, установленных в переходной трубе 6 и крышке 15, и соединен с удлиненным хвостовиком 4 шнека 2 волчка. Пар подается по патрубку 16 во внутреннюю полость шнека варильника и по патрубку 12 в рубашку. Конденсат отводится по патрубкам 11 и 17.
Варильное приспособление обеспечивает производительность от 800 до1000 кг/ч при работе с волчками диаметром 160 и 200 мм. Длина трубы варильника 2,2 м, расход пара от 60 до 80 кг при давлении 500 кПа.
При обогреве острым паром (см. рис. 10, б) корпус варильника 2 имеет снаружи теплоизоляцию 3 и коллектор 4, через который пар подается непосредственно в измельченный продукт. Продукт перемещается шнеком 6 нагревается до 50...55 °С.
Рушитель-плавитель (рис. 11) входит в состав линии «Ленинград», предназначенной для переработки мягкого жиросырья. Агрегат состоит из измельчающего узла, в котором жиросырье из бункера 5 двухшнеко-вым насосом 4 продавливается через решетку 6. Решетка имеет 600 отверстий диаметром от 2 до 4 мм. Зазор между решеткой и шнеками регулируют гайкой 7. При продавливании сырья через отверстия происходят разрушение и вскрытие жировых клеток. Измельченная жиромасса поступает в цилиндрический плавитель, состоящий из внутреннего 12 и внешнего 13 корпусов, образующих паровую рубашку. Внутри корпуса установлен полый шнековый барабан 11, который перемешивает и транспортирует сырье. Цапфы барабана установлены в подшипниках передней откидной 9 и задней крышек. Откидная крышка позволяет очищать аппарат. Жиромасса нагревается глухим паром до 85 °С, плавится и насосом 14 передается на дальнейшую обработку. Приводятся во вращение шнеки, барабан и насос от электродвигателя через клиноременные передачи 1, 16, 17 и редуктор 2.
Производительность агрегата до 1000 кг/ч при мощности электродвигателя 15,5 кВт. Расход пара на 1 т сырья 95 кг, масса агрегата 1580 кг.
Измельчителъ-плавитель линии «Титан» (Дания), который называют экспульсором (рис. 12), осуществляет измельчение жиросырья и двухступенчатую вытопку жира. Агрегат (рис. 12, а) состоит из измельчителя плавителя 4 и вертикального автоклава 2, установленных на общей раме 7. Сырье поступает в бункер 5 (рис. 12, б), откуда по трубе 4 одновременно подается 0,2 м3/ч горячей воды температурой 80 °С. Далее лопастным питателем 6 смесь направляется на шнек 7 измельчителя 8, состоящего из двух решеток с отверстиями диаметром 8... 12 и 5 мм и двух четырехлезвийных ножей. Частота вращения шнека и ножей измельчителя 3,1 с-1. Для регулирования режущего механизма служит винтовой упор 9. Измельченная и предварительно нагретая смесь жиросырья с водой по соединительному патрубку 10 попадает в плавитель 11, имеющий цилиндрический корпус и полый шнековый барабан 12, который распределяет массу тонким слоем по поверхности корпуса и транспортирует ее. Измельчитель и плавитель нагреваются глухим паром. Частота вращения барабана 3,1 с 1. Все механизмы агрегата приводятся во вращение от электродвигателя 1 мощностью 20 кВт через муфту 2 и цилиндрический редуктор 3.
Расплавленная жировая масса температурой от 75 до 80 °С поступает в отводящий патрубок 13 и далее шестеренным насосом 6 (см. рис. 12, а) перекачивается в нижнюю часть автоклава 2, имеющего цилиндрический корпус, коническое дно и плоскую крышку. Объем автоклава 0,065 м3. В автоклаве поддерживается давление от 0,2 до 0,25 МПа путем подачи острого пара через коническое днище, что обеспечивает интенсивное перемешивание массы, дополнительное разрушение жировых клеток и окончательное плавление жира в перегретой до 120...125 °С воде. Автоклав оснащен манометром, предохранительным клапаном и дистанционным термометром. Из автоклава через дросселирующий пружинный вентиль жиро-масса подается в циклон, имеющий атмосферное давление. При этом перегретая вода вскипает, пар поступает в конденсатор, а жир в смеси со шкварой идет на разделение.
Производительность экспульсора по жировому сырью до 1500 кг/ч при удельных расходах на 1 т сырья: электроэнергии 15 кВт'Ч, пара 260 кг, воды 4,4 м3. Масса аппарата 3500 кг.
№ 16 Центробежные машины
Центробежные измелъчители-плавители АВЖ предназначены для обработки всех видов мягкого жирового сырья. Высокая интенсивность теплообмена в нем достигается путем совмещения процессов измельчения сырья в центробежном поле и нагрева острым паром. Принципиальная схема агрегата показана на рис. 13. В корпусе 3 вращается перфорированный барабан 2. Вместе с барабаном вращаются два ножа 4. Куски жиросырья 1 попадают на вращающиеся ножи и частично измельчаются. Измельченные куски центробежными силами прижимаются к обечайке барабана и продавливаются через отверстия перфорации. Неподвижные ножи 5, установленные внутри барабана, срезают частицы, которые выбрасываются в зазор между барабаном и корпусом. В этот же зазор через патрубок 8 подается острый пар давлением 0,15 МПа. Тонкоизмельченное жиро-сырье за 3...5 с нагревается до 85...95 "С и плавится. Лопасти 7 на поверхности барабана выталкивают жиромассу в патрубок 6 на дальнейшую обработку. Под действием центробежных сил и давления лопастей расплавленная жиромасса может перекачиваться на высоту до 3 м. Непосредственный нагрев острым паром и кратковременность обработки создают условия для рационального использования теплоты и снижения расхода пара. При этом обеспечивается высокое качество жира.
Центробежный измельчитель-плавитель АВЖ-245 (рис. 14) состоит из фланцевого электродвигателя 2, установленного на станине 1. На фланце электродвигателя закреплен корпус 3, а на валу ротора — перфорированный барабан 6. В центре барабана двумя болтами закреплен нож 11, имеющий двустороннюю симметричную заточку. На внешней поверхности _барабана установлены две пластины — лопасти 14. Перфорацию боковой стенки барабана образуют 152 отверстия диаметром 6 мм. Наружный диаметр барабана 290 мм, а зазор между ним и корпусом 7,5 мм. Частота вращения барабана 24 с-1. Ступица барабана герметизируется сальниковым уплотнением 5 с накидной гайкой 4. К внутренней поверхности барабана с регулируемым зазором примыкают два неподвижных ножа 10, состоящих из заточенной пластины, к которой приварены круглые стержни. На концах стержней выполнена резьба, что позволяет с помощью гаек устройства 12 регулировать зазор и одновременно степеньизмельчения. Тангенциально к корпусу приварены два патрубка 13 и 9 для подачи пара и отвода расплавленной жиромассы. В верхней части корпус закрыт крышкой с загрузочным бункером 7. Бункер, в свою очередь, закрывается поворотной заслонкой 8 с противовесом. Производительность агрегата АВЖ-245 по жиросырью до 2000 кг/ч при мощности электродвигателя 14 кВт. Расход пара на 1 т сырья 100 кг. Масса агрегата 351 кг.
Центробежный измельчитель-плавитель АВЖ-400 (рис. 15) предназначен для начальной обработки сырья. Он имеет горизонтально расположенный фланцевый электродвигатель 10, барабан 6 наружным диаметром 310 мм. В барабане просверлено шесть отверстий диаметром 30 мм. Между барабаном и стенками корпуса 7 образуется зазор 45 мм. Частота вращения барабана 24,3 с-1. Сырье подается в бункер 5, куда одновременно поступает горячая вода температурой 85...90 °С в количестве 20 % массы сырья, измельчается подвижными 4 и неподвижными 3 ножами, продавливается центробежными силами в кольцевой зазор между ротором и корпусом 7, где нагревается острым паром. Затем лопастью на барабане нагретая жиромасса выталкивается в патрубок 11. Зазор между внутренней стенкой барабана и неподвижными ножами регулируется винтовым регулировочным устройством 2. Производительность агрегата АВЖ-400 достигает 1000 кг/ч при мощности двигателя 15 кВт. Масса машины 360 кг.
№ 17 Сушка — это технологический процесс, при котором из продукта удаляется связанное вещество — вода в результате подвода извне теплоты. Сушка пищевых и кормовых продуктов применяют для консервирования, повышения сроков их хранения в обычных условиях и для приобретения новых технологических свойств. В зависимости от вида исходных и конечных свойств материалов используют сушку: контактную, конвективную, радиационную, в электрическом поле высокой и сверхвысокой частоты при атмосферном или пониженном давлении. Существуют различные комбинации перечисленных методов. При пониженном давлении в зависимости от термолабильности продукта проводят сушку из жидкого или замороженного состояния влаги (сублимационная сушка). В соответствии с видами сушки различают контактные, конвективные и сублимационные сушильные установки (сушилки).
Контактные сушильные установки. В контактных сушильных установках теплота, необходимая для испарения влаги, подводится к поверхности продукта от нагреваемых поверхностей, на которых этот продукт располагается. Поверхности нагревают паром, минеральными маслами и электрическим током. Контактные сушилки бывают периодического и непрерывного действия.
К контактным сушильным установкам периодического действия относят горизонтальные вакуумные котлы, а также камерные (шкафные) и камерные с мешалкой установки. Контактными сушильными установками непрерывного действия являются вальцовые, шнековые и дисковые. Контактные установки периодического действия. В вакуумных горизонтальных котлах, рассмотренных ранее, разваренное мягкое или твердое сырье и коагулированную кровь высушивают в вакууме при давлении от 52 до 66 кПа и температуре продукта 72...80 °С. Обогрев ведут глухим паром давлением 0,3 МПа. Интенсифицируется процесс путем перемешивания продукта лопастями.
В камерных (шкафных) установках продукт размещают на неподвижных полках, обогреваемых паром или электрическим током. Подобные сушилки работают при атмосферном давлении и под вакуумом.
Вакуумные шкафные сушилки состоят из герметичной цилиндрической камеры с открывающейся дверью и обогреваемыми полками-плитами с рубашками, в которые подается пар давлением 0,2...0,4 МПа. Жидкие или пастообразные продукты размещают на противнях, устанавливаемых на плитах. Уровень давления и соответствующая температура испарения определяются допустимой степенью нагрева, не снижающего исходных свойств продукта.
Сушилки изготовляют с суммарной площадью поверхности нагревательных плит 6...77 м2 и числом плит 7... 14. Испарительная способность поверхности составляет от 1 до 2 кг/(м2 · ч) при расходе 2,5 кг пара на 1 кг испаренной влаги.
Камерная контактная сушилка с мешалкой (рис.1, а) для сушки пера состоит из внутреннего 12 и внешнего 11 корпусов, образующих рубашку, в которую по трубе 4 подается пар. Снаружи корпус покрыт слоем теплоизоляции 10 и облицован стальными листами. В нижней части корпуса предусмотрен люк 8 для ремонта лопастей мешалки. В передней плоской крышке корпуса смонтирован люк 13 для загрузки пера, закрываемый шибером с ручным управлением. В задней крышке установлен патрубок 7 для выгрузки пера. В верхней части передней и задней крышек имеются отверстия, закрытые коробами 1, 5 и соединенные трубопроводом. Через них производится отвод влажного воздуха.
Мешалка состоит из вала, закрепленного в двух сферических шариковых подшипниках, к которому на рычагах крепятся лопасти 9. Мешалка приводится во вращение от мотор-редуктора 6 через муфту. На камере установлены сосуды 3 для подачи антисептических и антистатических растворов.
Сушилка 1 входит в состав установки РЗ-ФАР/1 (рис. 1, б), имеющей также вентилятор 5 и камеру для затаривания пера 4. Патрубок для выгрузки пера из сушилки соединен трубопроводами 3 с камерой затаривания, состоящей из двух отделений, закрываемых герметично дверцами, а камера затаривания — трубопроводом 2 отсоса влажного воздуха вентилятором 5. Установка снабжена шиберами с пневматическим управлением, для изменения направление движения воздуха в трубопроводах, приборами для измерения температуры и влажности пера.
Сушка пера происходит в течение 10 мин при закрытом шибере на патрубке выгрузки пера и трубопроводе к камере затаривания. Температура сушки до 70 "С, давление пара 0,2 МПа. В процессе сушки в камеру дополнительно подается свежий, подогретый до 70 °С воздух. Перо выгружают из аппарата (путем создания с помощью вентилятора 5 разрежения) через камеру затаривания 4 при закрытом трубопроводе 2. Производительность агрегата по сухому перу до 90 кг/ч при единовременной загрузке 37...45 кг. Потребление пара 140...200 кг/ч.
Контактные установки непрерывного действия. Вальцовые сушилки применяют для сушки жидких, вязких и пастообразных продуктов (кровь, меланж, мездровый клей, органопрепараты и др.). Они бывают с одним и двумя вальцами, работающими при атмосферном или пониженном давлении.
Двухвалъцовая контактная атмосферная сушилка для сушки крови показана на рис. 2. Рабочим органом аппарата служат два полых вальца, состоящих из литой чугунной обечайки 7 и двух крышек 6 и 9. Цапфами крышек вальцы установлены в подшипниках скольжения, а подшипниковые опоры закреплены на стойках 12. На цапфах передних крышек с помощью шпонки установлены открытые зубчатые колеса 5, обеспечивающие встречное движение вальцов. Вальцы приводятся во вращение от электродвигателя 1 мощностью 10 кВт через муфту 2, вариатор скорости 3 и редуктор 4, на выходном валу которого установлена шестерня открытой зубчатой передачи. Через полые цапфы задних крышек введены трубы для подачи пара 10 и отвода конденсата 11. Трубы герметизируют сальниковыми уплотнениями.
Кровь подают на вальцы по трубопроводам в ванночки, в которых вращаются распылители 16 — валы с дисками, приводимыми во вращение от зубатых колес 5. Диски захватывают кровь, которая сдувается с них струей воздуха, подаваемого через форсунки от вентилятора. Кровь тонким слоем напыляется на поверхность обечаек и высушивается за один оборот вальцов. Слой высушенной крови снимается ножами 15, прижимаемыми к обечайке пружинами. Снятый сухой продукт попадает вначале в два продольных шнека 13 и затем в поперечный 14, который выводит его из агрегата. Продольные шнеки приводятся в движение через цепную передачу от цапфы вальцов, поперечный шнек имеет автономный привод. Нож и снимаемый продукт охлаждаются струей воздуха. Частота вращения вальцов меняется от 0,18 до 0,72 с-1, температура на поверхности обечайки 105...110 °С. Длительность сушки составляет 7...30 с, испарительная способность — 6...30 кг/(м2 • ч). Расход пара на 1 кг испаренной влаги 1,25 кг.
В вакуумных сушилках вальцы помещают в герметичную камеру с дверцами и люками для обслуживания. Влажный продукт поступает в камеру по трубам, а высушенный шнеком подается поочередно в один из двух сборников, который после заполнения отсоединяется шибером от аппарата и разгружается. Температура сушки в вакуумном аппарате 60... 70 °С, что способствует повышению качества продукта без снижения производительности аппарата. Испарительная способность вакуумных вальцовых сушилок 40...70 кг/(м2 • ч).
Непрерывнодействующие контактные шнековые и дисковые сушилки используют для сушки обезжиренной шквары.
Шнековая контактная сушилки К7-ФКЕ-7 для шквары (рис. 3) состоит из трех последовательно соединенных секций 7. Секция имеет U-образный корпус с паровой рубашкой 5, крышкой с загрузочной горловиной 1 и коллектором 6 для отвода влажного воздуха. Внутри корпуса вращается полый вал-труба 4, на поверхности которой приварен шнек 3. К концам трубы приваривают цапфы, которые устанавливают в подшипниках качения. Подшипники крепят в стаканах боковых стенок корпуса. На передних цапфах шнека устанавливают ведомые звездочки 17 цепной передачи (рис. 3,б). Ведущую звездочку устанавливают на выходном валу редуктора 15, соединенного клиноременной передачей 14 с электродвигателем 13 мощностью 5,5 кВт.
Наружный диаметр шнека 302 мм, высота витка 28 мм, шаг витка 65 мм, частота вращения 0,09 с-1. Через вторую цапфу по патрубку 8 во внутреннюю полость трубы 4 подается пар, а через патрубок 9 отводится конденсат. Вводы патрубков герметизированы сальниковыми уплотнениями.
Вследствие сушки в тонком слое (30 мм) и развитой поверхности теплопередачи продолжительность процесса составляет 40 мин, а производительность аппарата (по сырью) — до 500 кг/ч. Влажность высушенного продукта 10 %. При давлении пара в рубашке до 0,4 МПа температура сухого продукта при выходе из третьей секции равна 105 °С, что обеспечивает ее стерилизацию.
№ 18 Для сушки твердых кусковых материалов применяют камерные и туннельные установки. Сыпучие материалы сушат: в разрыхленном слое в барабанных, шнековых, лопастных, роторных, вибрационных и других установках; в псевдоожиженном (кипящем) или фонтанирующем слое с вибро- или аэроожижением; в потоке газа (пневматические сушилки). Пастообразные комкующиеся материалы сушат в кипящем или фонтанирующем слое на поверхности инертных материалов-носителей. Жидкие материалы (суспензии, растворы и др.) сушат в распылительных сушилках или во вспененном слое.
Камерные шкафные установки. Их применяют для сушки щетины, волоса, рогов, копыт, кости (цевки), обработанных кишечных оболочек, шкур и органопрепаратов. Корпус 1 установки (рис. 4 а) снабжен теплоизоляцией. Внутри корпуса крепят полки 2, изготовленные из стальной сетки, или устанавливают сетчатые противни. На полки и противни загружают обрабатываемый продукт. Корпус имеет плотно закрываемые двери, через которые загружают и выгружают продукт. Сушильным агентом служит воздух, который подогревают либо полностью в выносном калорифере, либо частично или полностью в камере. При этом процесс сушки можно осуществлять без повторного использования влажного воздуха, с частичной или полной его рециркуляцией. При полном подогреве в выносном калорифере свежий воздух засасывается вентилятором 6 по воздуховоду 7 через фильтр 8, нагнетается в калорифер 5, где нагревается, и через жалюзи короба 3 поступает в камеру. В камере воздух проходит между рядами полок, отбирая влагу от продукта, и через короб 12 отводится из камеры. С помощью шибера 10 влажный воздух может быть полностью отведен в атмосферу через воздуховоды 9 или возвращен в вентилятор по байпасу 11.
На рис. 4, б приведена схема камерной туннельной установки, в которую продукцию загружают на вагонетках 4, снабженных сетчатыми полками 5. Теплоизолированная камера имеет две двери 1 и 10 и короба для подачи 9 и удаления воздуха. Свежий воздух подогревается в выносном калорифере 8, влажный воздух отводится через воздуховод 3. Подобные установки периодического действия применяют для сушки костного клея и желатина. При сушке массу одним слоем раскладывают на противни, изготовленные из сетки с ячейками размером 20 х 20 мм. На вагонетку загружают 25 противней. Расстояние между противнями 50 мм. Число вагонеток и длина туннеля зависят от необходимой производительности установки; длина туннеля меняется от 20 до 50 м. Температура воздуха на входе в сушилку 35...40 °С, на выходе 23 °С, относительная влажность 75 %, скорость движения между рамами 3 м/с. Продолжительность сушки 6...8ч. В летнее время при высокой температуре наружного воздуха сушка возможна лишь с использованием кондиционирования.
№ 19 Ленточная конвективная сушилка фирмы «Марубени» (Япония) с многозонной системой подвода сушильного агента предназначена для сушки желатина. Лента конвейера 15 (рис.5, а) изготовлена из стальной нержавеющей сетки шириной 2,2 м и длиной 32 м. Скорость движения конвейера можно изменять в пределах (1,3...5)1(10-3 м/с. Лента проходит через прямоугольный теплоизолированный туннель 3, разделенный поперечными перегородками на десять зон. В девяти зонах осуществляют сушку, а в десятой — охлаждение желатина. Желатин поступает из экструдера в виде бесконечных нитей — «лапши» диаметром 3 мм и качающимся конвейером 1 распределяется на сетке конвейера 2 слоем толщиной до 15 мм. Наружный воздух проходит через фильтр 7 и попадает в кондиционер 6, где нормализуются его влажность и температура. Зимой воздух нагревают до 15 °С и увлажняют до влагосодержания 0,005 кг/кг сухого воздуха. Летом воздух осушают с помощью раствора хлорида лития до той же влажности. Вентилятором 4 воздух нагнетают в первую зону, и далее, нагреваясь в автономных калориферах 14, он проходит остальные зоны. Температура его постепенно повышается от 15 до 75 °С в последней зоне, откуда воздух удаляют вентилятором 11 в атмосферу или частично направляют вновь в кондиционер. Высушенный и охлажденный желатин поступает в дробилку 13 и в приемную воронку 12 и направляется на дальнейшую переработку. Сетку конвейера промывают горячей водой температурой 80 °С в агрегате, установленном под лентой конвейера. При необходимости ее стерилизуют острым паром.
Установка для подготовки воздуха (рис. 5, б) состоит из кондиционера 3, регенератора 6 и насоса 4. Наружный или оборотный воздух проходит через фильтр 1 и поступает в камеру кондиционера, где установлены форсунки 5, разбрызгивающие раствор хлорида лития, который поглощает из воздуха избыточную влагу. Кроме того, этот раствор обладает бактерицидными свойствами. Далее воздух нагревается и очищается в кондиционере и поступает в сушильную камеру, а раствор хлорида лития насосом 4 подается в регенератор 6 для восстановления начальной концентрации. В регенераторе раствор распыляют в камере, где проходит подогретый в калорифере атмосферный воздух.
Производительность сушильной установки до 200 кг/ч, продолжительность сушки при разных скоростях ленты 2...7 ч.
Конвективная сушилка КТ-60 показана на рис. 6. Сушку пера интенсифицируют перемешиванием лопастной мешалкой. Сушилка состоит из эллипсовидного металлического корпуса 16, снабженного теплоизоляцией 15. С торцов корпус закрыт двумя плоскими днищами, в которых укреплены подшипниковые опоры вала мешалки 14, люк для загрузки пера 12, смотровые окна 11 и светильник 10. В нижней части днища имеется люк 13, закрываемый крышкой, через который осуществляют монтаж и обслуживание мешалки. Мешалка приводится во вращение от электродвигателя 2 через редуктор 3.
Свежий воздух засасывают вентилятором 7 через воздуховод 8, нагревают в паровом калорифере 9 и по воздуховоду 17 подают в корпус. Влажный воздух отводят по воздуховоду 5, снабженному фильтром. Сухое перо выгружают с помощью вентилятора 4. Перо максимальной влажностью (50 %) загружают в корпус аппарата через люк 12 при работающей мешалке и закрытой задвижке вытяжного вентилятора 4. После загрузки включают вентилятор и калорифер, подающие подогретый до 85 °С свежий воздух. Сушку при вращающихся лопастях продолжают около 20 мин. После окончания сушки включают вентилятор 4, и сухое перо по трубопроводу поступает в установку для затаривания. Производительность установки по сырому перу 50 кг/ч, массовый расход пара 200 кг/ч при давлении до 0,5 МПа. Объемный расход воздуха при сушке 4100 м3/ч.
Барабанные сушильные установки. В них происходит сушка с механическим перемешиванием. Так, для сушки яичной скорлупы от начальной влажности 23... 25 % до конечной 2,5 % применяют сушилку со сплошным цилиндрическим, наклонно установленным вращающимся барабаном, в который питателем загружается продукт. На внутренней поверхности барабана устанавливают двенадцать горизонтальных лопастей, перемешивающих продукт. Барабан разделен перегородками на четыре секции.
Наклон барабана обеспечивает непрерывность процесса сушки. Сушку осуществляют смесью воздуха и дымовых газов от сгорания твердого или жидкого топлива температурой при входе в барабан 150...200°С и 100...110 °С при выходе. Продолжительность сушки 15 мин, производительность установки до 20 кг/ч.
Для сушки желатина и клея в виде мелких кубиков используют не-прерывнодействующую многозонную барабанную сушильную установку. Наклонно установленный перфорированный барабан вращается внутри сплошного кожуха. Перегородки внутри кожуха образуют вокруг барабана пять зон. В каждой зоне предусмотрены вентилятор и калорифер для подогрева воздуха. Влажный воздух отводят через общий коллектор в циклон. Температура воздуха в первой зоне 25...30 °С, во второй — 30... 35, в третьей — 40...45, в четвертой — 50...60 и в пятой — 65...75 °С. Воздух движется перпендикулярно к оси барабана, проходит через перфорацию обечайки и, проходя через слой продукта, высушивает его. Желатин (или клей) в виде частиц размером 5x6x3 мм перемешивается и перемещается вдоль оси вследствие вращения барабана. Сухой продукт выходит через задний торец обечайки. Для сбора мелких частиц продукта, проходящих через отверстия перфорации, под барабаном устанавливают шнек. Диаметр барабана 4,5 м, длина 5,9 м, частота вращения 2 мин-1. Производительность установки до 100 кг/ч при мощности электродвигателя привода барабана 2,8 кВт.
Пневматические установки. В таких установках высушиваемый продукт находится во взвешенном состоянии.
№ 20 Пневматическая конвективная сушилка фирмы «Сторк-Дюк» (Голландия), показанная на рис.7, предназначена для сушки отходов, содержащих малое количество жира: кровь, перо, шерсть и др. Сушку проводят в прямоугольном сушильном канале (трубе) 5, в который исходный продукт поступает из шнекового питателя 4 через измельчитель 3. С другой стороны через воздуховод в измельчитель подают воздух, нагретый в калорифере 1 до 385...470 °С. Нагреватель работает на газообразном или жидком топливе. Сушка продукта во взвешенном состоянии происходит в струе движущегося сушильного агента (смеси воздуха и топочных газов) в течение нескольких секунд. Длина канала 5 должна обеспечивать продолжительность пребывания продукта, необходимую для высушивания большей части частиц продукта. Невысохшие частицы отделяются от смеси в сепараторе 2 и вновь поступают на сушку. Смесь высохших частиц продукта и воздуха по воздуховоду 7 подается в один из циклонов 10, где происходит их разделение. Воздух температурой 100 °С частично по трубопроводу 14 возвращается в калорифер 1, а частично очищается от пыли в промывателе Вентури 11 и через воздуховод 12 выводится из установки. Сухой продукт накапливается в циклоне и затем через шлюзовой затвор 9 пневмотранспортером 8 отводится в циклон 17. Далее он собирается в бункере 18 со шнековым дозатором 19. Воздух из циклона 17 вентилятором 16 отводят в воздуховод 7. Исходная влажность продукта не должна превышать 50 %, поэтому кровь перед сушкой коагулируют и обезвоживают на центрифугах.
Сушильная установка Я5-ФДБ для сушки обезжиренной шквары состоит из теплогенератора 7 (рис.8), сушильного агрегата и системы очистки отходящих газов. Сушильный агент образуется в теплогенераторе 7, где в горелке 6 сгорает природный газ. Воздух для горения нагнетается воздуходувкой 5. Температура смеси при входе в камеру сушки 300...500 °С. Обезжиренную шквару двухшнековым питателем 1 подают в камеру 2, где она измельчается молотковой дробилкой 3 и выбрасывается в камеру сушки 8. Частицы измельченного продукта смешиваются с потоками горячего газа и высушиваются во взвешенном состоянии. Самые мелкие частицы, скорость витания которых становится меньше скорости газового потока, выносятся в циклон 10, где отделяются от воздуха.
Крупные частицы падают на дно камеры, повторно измельчаются в дробилке 3 и вновь попадают в зону сушки. Частицы со скоростью витания, равной скорости потока газа, попадают в камеру досушки 9, где происходит их повторное измельчение с помощью дробилки 12. Подобный процесс селективной сушки с промежуточным дополнительным измельчением происходит до полного высушивания продукта и удаления его потоками газа в циклон. Газы отсасываются вентилятором 14. Вследствие тонкого измельчения исходного продукта, повышения температуры газовоздушной смеси и перемешивания потоков материала и газа сушка протекает интенсивно, и ее продолжительность составляет 10... 15 с, что повышает качество конечной продукции.
Установка Я5-ФДБ имеет производительность по мясокостной муке от 800 до 1000 кг/ч при расходе на 1 т муки 70 м3 природного газа и 50 кВт · ч электроэнергии.
№ 21 Сушилки с виброаэро-кипящим слоем. Такие сушилки применяют для сушки крови и кровепродуктов, яичного меланжа, яичного белка и костных бульонов. Принципиально процесс сушки заключается в том, что жидкий продукт пневматическими форсунками распыляют в слой гранул инертного материала — носителя, которые находятся в состоянии псевдоожижения под действием вибрации и потока воздуха. Капли жидкости оседают на поверхности гранул, где высушиваются горячим воздухом. Вследствие соударений и трения гранул сухой продукт скалывается, измельчается и уносится воздухом из сушильной камеры. В аппарате обеспечивается высокая скорость процесса сушки из-за большой суммарной площади поверхности гранул, на которых оседает продукт, и из-за непрерывного обновления этой поверхности.
В мясной промышленности применяют сушилки с виброаэрокипящим слоем А1-ФБУ, А1-ФМУ, А1-ФМЯ, которые имеют аналогичную конструкцию, но различную производительность.
Установка А1-ФМУ (рис.9, а) состоит из сушильной камеры 4, калориферно-вентиляторной камеры 5 для подачи свежего воздуха, вибропривода 1 и решетки 2, циклонов 8 для отделения сухого продукта, приемного 15 и расходного 16 баков для жидкого продукта. Все узлы собираются на раме 14. Вибропривод состоит из вала 11 с эксцентриками 10, установленного в подшипниках 12 и приводимого во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Вал вертикальными тягами 9 соединен с решеткой и приводит ее в вертикальное колебательное движение с частотой 7,5 Гц и амплитудой 8 мм. Площадь поверхности решетки 0,32 м2. На решетку 5 (рис. 9, б) через люк в камере загружают 55 кг инертных гранул — кубиков из фторопласта со стороной 4 мм.
К коническому дну сушильной камеры 6 подсоединен воздуховод 21, по которому вентилятором 10 нагнетают свежий воздух, нагреваемый в паровом калорифере 20. Температура воздуха на входе в сушильную камеру 120... 140 °С, объемный расход
5000 м3/ч, давление пара в калорифере 0,2...0,4 МПа. Воздух в вентилятор засасывается через фильтр 19. Жидкий продукт из приемного бака 14 с мешалкой насосом 16 через фильтр 17 подают в расходный бак 15 и из него насосом-дозатором 12 в бак-расширитель 9, в котором сглаживаются пульсации от насоса в результате образования воздушной подушки. Продукт в баках 14 и 15 охлаждают ледяной водой температурой до 8 °С. Из бака-расширителя жидкий продукт поступает в две форсунки 8 и распыляется сжатым воздухом, подаваемым шестеренчатой газодувкой 27. Давление воздуха 5... 55 кПа.
Смесь отработавшего воздуха и сухого продукта проходит через отбойную сетку 30, задерживающую гранулы, и попадает в два циклона 2, откуда воздух отводят в атмосферу вентилятором 1, а продукт через шиберы 25 собирают поочередно в два бачка 26.
На установке измеряют давление сжатого воздуха в форсунках и температуру нагретого воздуха термометром 22. Для определения и регулирования давления и расхода пара установлены регулирующий 11 и редукционный 13 клапаны. Для мойки системы подачи продукта предусмотрена подача воды из бака 18.
Производительность установки по меланжу от 75 до 80 кг/ч, по испаренной влаге от 59 до 76 кг/ч при массовом расходе пара до 200 кг/ч. Установочная мощность электродвигателей 20 кВт, масса установки 3,7 т.
№ 22 Распылительные сушилки. Их применяют для сушки жидких растворов, суспензий, эмульсий, пульп и сгущенных, пастообразных материалов. В мясной промышленности их используют для сушки цельной крови и ее фракций, медицинского панкреатина, мясных и костных бульонов, яичного меланжа и др. Основа распылительной сушки — тонкое диспергирование исходного материала в потоке высокотемпературной газовой среды, благодаря чему образуется развитая суммарная поверхность внешнего тепло- и массопереноса и существенно (до 10...100 мкм) уменьшается размер частицы, определяющий внутренний перенос. Сушка протекает интенсивно, и продолжительность процесса составляет 5...30 с. При этом температура продукта даже в зоне повышенных температур теплоносителя близка к температуре адиабатического испарения чистой жидкости. Малая продолжительность сушки и невысокая температура распыленных частиц обеспечивают высокое качество готового продукта без денатурации белка, сохранение витаминов и т. д. К недостаткам распылительной сушки относят большие удельные габариты установок из-за низкой влажности отходящего сушильного агента, особенно при температуре сушильного агента 100... 150°С.
Распылительная сушильная установка состоит из распылительного устройства, сушильной камеры, системы подготовки и подачи сушильного агента, системы очистки отходящего газа.
Прямоточная распылительная сушилка фирмы «Ниро Атомайзер» (Дания) с дисковым распылением показана на рис. 10. Продукт из приемного бака 1 насосом 3 подают в распылительный диск 9, привод которого 10 установлен на плоской крыше башни. Привод снабжен вариатором, позволяющим изменять частоту вращения диска от 150 до 400 с-1. Воздух забирают через фильтр 4 вентилятором 5, нагревают в паровом калорифере 6 до 140 °С и по воздуховоду 7 подают снизу в факел распыленной жидкости. Конический воздухораспределитель 8 состоит из лопастей, зазор между которыми можно регулировать.
Основная масса сухого продукта оседает на коническом дне башни, угол наклона которого больше угла естественного откоса порошка. Поэтому порошок осыпается в затвор 12 и далее удаляется пневмотранспортером 13. Отработавший воздух с остатками сухого порошка отводят по трубопроводу 11, очищают в циклоне 15 и удаляют в атмосферу вентилятором 20. Из циклона сухой продукт ссыпается в пневмотранспортер 13, попадает в конечный циклон 18 и из него в бункер 17. Воздух из этого циклона по воздуховоду 16 возвращают в трубопровод 11. Кровь предварительно сгущают в вакуумном выпарном аппарате до влажности 65...67 % и высушивают до 6 %. Производительность сушилки по испаренной влаге 150 кг/ч, удельный расход пара 2,2 кг/кг.
№ 23 Полутуши крупного рогатого скота в зависимости от схемы разделывают в вертикальном положении на подвесных конвейерах и в горизонтальном — на стационарных ленточных пилах.
Полутуши свиней разделывают в горизонтальном положении дисковыми ножами, ленточными пилами и на установках полуавтоматизированных и автоматизированных. Для разделки свиных полутуш применяют промышленные роботы с дисковыми ножами.
В качестве инструмента для ручной разделки используют промышленные ножи и секачи, механизированные секачи, переносные механизированные дисковые пилы и ножовки, стационарные ленточные пилы.
Устройство ручного механизированного инструмента рассматривалось в первой части учебного пособия, в главе 6. Следует лишь отметить, что для целей разделки полутуш и отрубов применяют дисковые пилы с диаметром пильного диска от 160 до 300 мм и мощностью привода от 0,65 до 2 кВт.
Стационарные дисковые пилы, которые называют также циркулярными, применяют для отрезания кулаков от трубчатых костей крупного рогатого скота, отрезания рогов от голов крупного рогатого скота, фасовки тушек птицы.
Дисковая пила ПК-24(рис.7) предназначена для отделения кулаков трубчатых костей и отпиловки рогов. Сварная станина 7машины закрыта сверху стальной пластиной — столом 5. Под столом прикреплен электродвигатель 1, мощностью 2,8 кВт, на валу которого с помощью планшайбы и гайки устанавливают дисковое пильное полотно 2. Направление резьбы гайки должно обеспечивать ее затяжку при вращении вала. Диск проходит через прорезь в столе и выступает над ним примерно на 1/3 внешнего диаметра. Для обеспечения безопасности диск закрыт снизу кожухом 6 и сверху кожухом 3. Нижний кожух служит сборником опилок. Верхний кожух закреплен на оси и поднимается при распиловке костей. Рабочий закрепляет кость в зажим 4 и перемещает его по направляющим, подавая кость в зону резания. Внешний диаметр диска пильного полотна 0,5 м, частота вращения 23 с-1. На пиле можно производить до 400 пропилов в 1 час.
Полуавтоматическая машина Я8-ФОЛ (рис. 8) предназначена для одновременного отпиливания двух эпифизов (кулаков) трубчатой кости крупного рогатого скота. Машина состоит из рамы 11, ротора 10, режущего механизма, лотка загрузки 5 и выгрузки 9. На валу ротора 31 неподвижно закреплены два диска 14 и 16, которые имеют по три v-образных паза 8 с зубцами. К диску 14 жестко прикреплены три пальца 30. К одному концу пальцев привинчена ведомая звездочка Сцепной передачи, а на другом конце, проходящем свободно через диск 16, надеты пружины 15 и трубки 77с водилами 25. На торцах трубок на осях закреплены ролики 18, которые в определенной зоне перекатываются по копиру 19.
Ротор приводят во вращение электродвигателем 1 мощностью 2,2 кВт через клинорсменную передачу (на рисунке не показана), червячный редуктор 12 и цепную передачу, включающую ведущую 2 и ведомую 4 звездочки и цснь 3.
Режущий механизм включает два дисковых пильных полотна: неподвижное 28 и подвижное 26, установленные на шлицевом валу 27. Шлицевой вал закреплен втулочными муфтами на валах двух соосных электродвигателей 23 и 29. Мощность каждого электродвигателя 1,5 кВт, частота вращения 25с-1.
Машина работает следующим образом. Кость 13 подают на лоток загрузки 5, и оттуда она соскальзывает н пазы 8 дисков 10. При повороте ротора цевка кости попадает под подпружиненные прижимы 7и далее подходит к кромке дискового пильного полотна. В момент загрузки кости пильное полотно 26 сдвинуто к центру машины в позицию Д возвратной пружиной 21 через рычаг 22 и втулку 24. Трубка 17 водила 25 копиром 19 также подвинута к центру в положение В, а пружина 15сжата. В этом положении диск пильного полотна 26попадает в паз водила. При дальнейшем повороте ротора ролик 18трубки водила выходит за пределы копира 19, и трубка вместе с водилом и подвижным пильным полотном 26 пол действием пружины 15 начинает перемещаться в позицию Я до тех пор, пока водило упрется в эпифиз кости (позиция Г). Осевой силой на водиле оба эпифиза кости устанавливаются в необходимое положение относительно двух пильных полотен и одновременно отпиливаются. Эпифизы и цевка выгружаются из машины через трехручьевой лоток выгрузки Р. После отпиливания диск 26 выходит из паза водила и пружиной 21 вновь возвращается в позицию Д. Ролик 19 трубки входит в контакт с копиром и при повороте ротора отходит в позицию В. Цикл вновь повторяется. Одновременно в машине обрабатываются три кости при частоте вращения ротора 0,1 с-1. Производительность машины до 300 костей в час, масса 1000 кг.
Дисковые стационарные ножи применяют для разделения свиных полутуш на отруба. Использование дисковых ножей исключает отходы продукта в виде опилок. Для разрезания на отруба полутуш свиней применяют ножи с диаметром диска от 750 до 900 мм, которые устанавливают над конвейером, имеющим две или три ленты. Диск ножа входит в зазор между лентами, и рабочий ориентирует полутушу так, чтобы были обеспечены нужные плоскости разреза.
№24 Стационарные ленточные пилы применяют для разделки свиных полутуш на отруба, свиных и говяжьих отрубов на части, тушек птицы на части. На этих пилах производят и мясокостные полуфабрикаты. В зависимости от назначения изменяются размеры пил и мощность их привода. Основными размерами, определяющими область применения пил, являются высота пропила и размер просвета от пильного полотна до внутренней стороны станины — вылет пилы. Для разделения свиных полутуш и говяжьих отрубов используют пилы с высотой пропила от 450 до 860 мм и размером вылета от 600 до 1100мм. Мощность привода этих пил лежит в пределах от 3,6 до 4кВт. Для других целей применяют пилы с высотой пропила от 260 до 440 мм и вылетом от 280 до 480 мм. Мощность привода этих пил изменяется от 1,1 до 2,2 кВт. Скорость движения пильного полотна достигает 20 м/с. В зависимости от величины вылета пилы имеют два, три или четыре шкива, на которые устанавливают бесконечные ленточное пильное полотно.
Ленточная пила В2-ФР-2П, рис. 1, а, имеет два шкива, вылет 480мм, наибольшую высоту пропила 350мм. Она состоит из сварной станины 9, в нижней части которой закреплен фланцевый электродвигатель 7. На валу электродвигателя с помощью шпонки и стопорного винта крепят тормозной 18 w приводной 21 шкивы. В верхней части станины смонтирован натяжной шкив, снабженный механизмами натяжения и установки пильного полотна. Натяжной шкив состоит из обода /7и ступицы 20, соединенных спицами 19.
Шариковые подшипники 23впрессовывают в ступицу и устанавливают на оси 22, которую закрепляют в кронштейне 13. Кронштейн соединен с ползуном 15 натяжного механизма. Положение кронштейна 13 регулируют винтом с маховиком 12. Для изменения усилия натяжной пружины 11 ползун 15перемещают маховиком 10, закрепленным на ходовом винте 16.
На шкивы надевают бесконечное ленточное пильное полотно 3, которое в зоне резания фиксируют в боковом и торцевом направлениях для уменьшения вибраций и излишнего прогибания. Для этого в станине и в штанге 4 сделаны калиброванные щели, через которые проходит полотно, а с тыльной стороны полотна установлены опорные ролики 1.
При регулировании высоты пропила штангу перемещают в вертикальных направляющих станины и фиксируют винтом. Внешняя поверхность шкивов очищается от загрязнений пластмассовыми пластинами 6, которые закреплены на осях и прижимаются к шкивам пружинами.
Продукт подают к пильному полотну с помощью рабочего стола 2, состоящего из двух частей: внутренней и внешней. Обе части снабжены ходовыми роликами, которые перемешаются по рельсам, прикрепленным к станине. На внешней части стола устанавливают неподвижный поперечный упор, а на внутренней — продольно перемещаемую пластину, которая позволяет регулировать ширину отрезаемого куска. Обе части стола могут быть скреплены защелкой и перемещаться одновременно, но возможна фиксация внутренней части стола и перемещение только внешней.
Все движущиеся части пилы закрыты откидной крышкой 8. Под крышкой установлен конечный выключатель, который размыкает электрическую цепь и исключает возможность включения пилы приоткрытой крышке.
При аварийном обрыве пильного полотна оно останавливается ловителем, который состоит (рис. 1,6) из рычага 4, закрепленного на оси 5, На конце рычага установлен ролик 3, который прижимается к пильному полотну 2 цилиндрической или спиральной пружиной 6. При работе пильное полотно движется вниз со скоростью vp и натягивается силой Р. В этом случае сила нормального давления ролика на пильное полотно:
(1)
Сила Рн не может прогнуть полотно, и между полотном и стенкой станины 1 остается зазор 5. Сила трения кролика о полотно преодолевается приводом машины. При обрыве пильного полотна (рис. 1, в) оно начинает двигаться в противоположную сторону со скоростью v за счет силы предварительного натяжения Рнат, а сила нормального давления ролика Рн прижимает полотно к поверхности станины. При этом создаются силы трения:
(2)
За счет сил трения полотно останавливается. Разорвавшееся полотно сваривают стыковой электросваркой, шов зачищают и полотно вновь устанавливают на шкивы.
Схема установки и регулировки полотна показана на рис.2. Зубья пильного полотна 2 должны выступать на 1...2мм от наружных краев приводного 14 и натяжного 9 шкивов. Опорные ролики 3 и 4, установленные в станине 15 и штанге 5,должны находиться на расстоянии около 1 мм от заднего торца полотна. Щели в станине и кронштейне 8, через которые проходит пильное полотно, могут быть снабжены регулируемыми направляющими 10, 12 из твердого металла. Тогда с помощью винтов 11, 13 устанавливают боковые зазоры 0,1 мм между пластинами и пильным полотном.
Поворотом по часовой стрелке маховика 7 полотно натягивают и проверяют его движение на холостом ходу. Если полотно «сходит» со шкивов, то поворотом маховика 6 по часовой стрелке или против наклоняют ось натяжного шкива 9, пока не обеспечится устойчивое положение полотна.
Толщина ленточного полотна пилы В2-ФР-2П 0,7мм, ширина 22мм, скорость движения 19,5 м/с. Установочная мощность электродвигателя 2,2 кВт, производительность в зависимости от размера отрезаемых кусков до 550 кг/ч. Масса пилы 270 кг
Ленточная пила ПЛМ-2М (малая модель) (рис.3) предназначена для распиливания мясокостного сырья при его фасовке. Она имеет вылет 280 мм и наибольшую высоту пропила 250мм. Пила состоит из чугунной литой станины 9, в нижней части которой на оси установлен чугунный приводной шкив 11. Шкив приводится в движение от электродвигателя 17 через открытую зубчатую передачу. В верхней части на оси ползуна б установлен натяжной шкив 8. Натяжение и установка пильного полотна производят маховиками 7 и 15. От боковых прогибов пильное полотно предохраняется направляющими роликами 3 и 4, устанавливаемыми на станине и на регулирующей штанге 13, а от торцевого прогиба — двумя опорными роликами 12. Штангу перемещают в направляющей 14 м фиксируют винтом 5. Пила снабжена устройствами для очистки шкивов и ловителем пильного полотна.
Подачу продукта производят с помощью стола 2, состоящего из двух частей, которые перемешаются на ходовых роликах 1 по рельсам 10.
Частота вращения шкивов 12,5с-1, скорость пильного полотна 14м/с. Производительность пилы при размере отрезаемого куска до 0,5 кг составляет 1000... 1200 кг/ч, мощность привода 1,0 кВт, масса 262 кг.
Пила ПЛБ-2М (большая модель) аналогична по конструкции пиле малой модели. Однако диаметры приводного и натяжного шкивов увеличены до 800мм, что позволило получить вылет в 640 мм, а наибольшую высоту пропила — 400 мм. Поэтому пилу большой модели используют для распиловки полутуш свиней на отруба и крупных отрубов на части. Приводной шкив пилы приводится во вращение от электродвигателя мощностью 4,5 кВт через клиноременную передачу. Производительность при распиливании полутуш до 5000 кг/ч. Масса пилы 960 кг.
Увеличение вылета за счет увеличения диаметра шкивов более 800 мм конструктивно нецелесообразно, т. к. приводит к существенному увеличению высоты и массы пилы. Поэтому применяют трех- и четырехшкивные пилы, у которых при небольших диаметрах шкивов возможно получить любую величину вылета.
Ленточная пила В2-ФРП (рис.4) имеет три шкива, что обеспечивает вылет 540мм. Она состоит из сварной станины 2, на которой внизу закреплен фланцевый электродвигатель 14 с приводным шкивом 72. В верхней части станины на оси установлен оборотный шкив 8, а сбоку — натяжной 77. Натяжной механизм 19 винтового типа с компенсационной пружиной. Установку пильного полотна производят за счет наклона втулки 20, в которой закреплена ось оборотного шкива. Пильное полотно 27 в зоне резания удерживается от боковых колебаний за счет калиброванных шелей-направляющих в станине и пластине /7 штанги 18, а от поперечных прогибов — опорными роликами 3. Участок пилы, не использованный при резании, закрыт кожухом 7. Шкивы и полотно закрывают крышкой 9, снабженной блокирующими конечными выключателями. Стол для подачи продукта в зону резания состоит из правой 6 и левой 5 кареток, которые перемещаются на ходовых роликах. В зависимости от размера разрезаемого продукта перемещают одновременно обе каретки или правую каретку стопорят и перемешают лишь левую. Опилки собирают в поддон 13.
Пильное полотно имеет ширину 20...22 мм, толщину 0,7...0,8 мм, шаг зубьев 7,0 мм. Скорость его движения 19,3 м/с. Мощность электродвигателя 2,2 кВт, масса пилы 390 кг.
Ленточная трехшкивная пила КТ-750 фирмы «Конетеллисуус» (Финляндия) (рис. 5) имеет вылет 730мм и обеспечивает высоту пропила до 610мм. Она состоит из сварной станины J с двумя опорами 1. Одна из ножек опоры имеет регулировочный винт 2. В нижней части станины закреплен электродвигатель мощностью 3 кВт с приводным шкивом и тормозом, который при выключении электродвигателя останавливает полотно пилы за 5 с.
В верхней части станины установлен натяжной шкив и натяжной механизм винтового типа. Натяжение производят маховиком 10. Третий оборотный шкив устанавливают на оси в станине 3. Диаметры всех шкивов 325 мм. Пильное полотно 5фиксируют щелями-направляющими 6 и опорными роликами 7на станине и штанге 9. Открытый участок пилы закрыт кожухом 8. Для подачи продукта в зону резания служат две каретки 4. Скорость движения пильного полотна 17 м/с. Масса пилы 420 кг.
Наибольший вылет имеют четырехшкивные пилы. Так, ленточная пила КТ-1100 фирмы «Конетеллисуус» (Финляндия) (рис.6) имеет вылет 1100 мм и наибольшую высоту пропила до 800 мм. Такой размер вылета позволяет разделывать на пиле полутуши свиней и отруба крупного рогатого скота. В станине 8, сваренной из нержавеющей стали, устанавливают приводной /5, натяжной 2 и оборотные 1, 14 шкивы. Диаметр всех шкивов 400 мм. Приводной закреплен на валу электродвигателя 13 мощностью 4 кВт. Натяжной механизм винтового типа с пружинным компенсатором и ручной регулировкой маховиком 3. Пильное полотно 10 фиксируют щелями и опорными роликами в пластине 11 штанг 4, 5 и в станине.
Пила оборудована стационарным столом 77с гладкой поверхностью или с цилиндрическими роликами, облегчающими легкое перемещение продукта. Скорость движения ленточного полотна 20 м/с, масса пилы 400 кг.
Ленточные пилы при правильной эксплуатации позволяют распиливать мясокостное сырье в любом направлении и на куски любого размера. Но при распиливании образуются опилки, масса которых достигает 2...3 % от массы распиливаемого материала. К недостаткам следует отнести частый разрыв пильного полотна и повышенную опасность в работе, т. к. продукт под пильное полотно подают вручную.
№ 25 Установки для разделения полутуш крупного рогатого скота. Полутуши крупного рогатого скота, как правило, разделывают в вертикальном положении на подвесных путях промышленными ножами, секачами и механизированным инструментом (дисковые пилы, ножовки и гидравлические секачи). В процессе разделки туши могут раскачиваться, что затрудняет работу рабочему. Поэтому в настоящее время используют специальные установки для вертикальной разделки и обвалки и конвейерные вертикальные столы.
Конвейерные столы устанавливают под подвесным путем участка разделки под углом 75...80° к горизонту. Их изготавливают в виде ленточного транспортера из пищевой резины или в виде пластинчатого из твердых полимеров типа полиуретан или фторопласт. В процессе разделки полутуши опираются на полотно стола, что облегчает и интенсифицирует труд рабочего.
Установки для разделки полутуш свиней. На предприятиях с большой производительностью используют агрегатные установки, включающие транспортирующие, режущие и управляющие механизмы. Свиные полутуши на установках разделяют на три части: переднюю, среднюю и заднюю. Затем среднюю часть разделяют на корейку и грудинку. Дальнейшую углубленную разделку производят на стационарных пилах. На разделку поступают не классифицированные по массе и размерам полутуши. При ручной разделке рабочий, используя свои профессиональные навыки и информацию от глаз и рук, определяет установленные нормативной документацией плоскости разреза. На установках для определения плоскостей разделения используют или рабочих (механизированные установки), или следящие и исполнительные механизмы (автоматизированные установки).
Принципиальные схемы установок для разделки свиных полутуш показаны на рис.9. Механизированная установка (рис 9, а) имеет три ленточных конвейера 4, 7, 10 и два дисковых ножа 3, 11. Приводы ножей 2, 12 и конвейеры установлены неподвижно. Ориентацию полутуши /4 осуществляют последовательно два рабочих 1 и 13. Для облегчения ориентации используют лазеры 6, 8, которые дают световые лучи 5 и Я показывающие положение ножей и соответственно плоскости разреза.
Автоматизированная установка (рис. 9, 6) также имеет три ленточных конвейера 4, 5 и 6, жестко установленных на полу на опорах. Неподвижно закреплены и дисковые ножи J, 7с приводами 2, 8. Полутуша поступает на конвейеры и устанавливается в начальное положение ориентаторами 1 и 10. Одновременно происходит замер длины полутуши. Начальное положение обеспечивает точное отрезание передней части полутуши длиной l1. Затем манипулятор 9 перемещает полутушу поперек конвейеров, устанавливая ее для отрезания задней части длиной l2. Разрезание средней части происходит на другой установке.
В другой схеме автоматизированной установки (рис. 9, в) неподвижно установлены два ленточных конвейера 2, 5 и дисковый нож 4. Конвейер 6 может смещаться вдоль оси на подвижной опоре 11. К этой же опоре прикреплен второй дисковый нож 7с приводом 8.
Полутуша поступает на конвейеры и устанавливается в начальное положение (длина l1) ориентаторами 1, 9. Происходит отрезание передней части дисковым ножом 4. Затем, в зависимости от длины полутуши, конвейер 6 вместе с дисковым ножом 7исполнительным механизмом сдвигается вправо или влево на расстояние l2.
На автоматизированных установках рабочие не участвуют непосредственно в процессе разделки. Машины оснащены системой логического компьютерного управления, которая позволяет по заранее разработанной математической модели приспосабливаться к нестабильным исходным параметрам полутуш.
Все три вида установок могут быть оснащены ленточными ножами или пилами.
На механизированном агрегате Я2-ФРВ (рис. 10, а) разрезают свиные полутуши натри части: лопаточную, среднюю и окорок. Агрегат состоит из трехручьевого ленточного конвейера, двух режущих головок 4 и двух подающих дисков 5. На раме конвейера 2, сваренной из трубчатых профилей, закреплены приводной 1 и натяжной ^барабаны и приводная станция 6. Режущая головка имеет сварной корпус, в котором смонтированы дисковый нож 3 и его механический привод. Режущие головки крепят с помощью подъемных устройств 7 к швеллерным балкам, расположенным над машиной. Подъемные устройства позволяют регулировать положение ножей относительно лент конвейера и поднимать ножи при их техническом обслуживании. Обслуживающие машину рабочие находятся на площадках 9.
Каждая режущая головка имеет автономный привод (рис. 10,б), состоящий из электродвигателя 6 мощностью 1,5 кВт, клиноременной передачи, включающей шкивы 7, 9 и ремень 8, и цилиндрического двухступенчатого редуктора 10, на удлиненном тихоходном валу которого закреплены дисковые ножи 19 и 30. Дисковые ножи имеют диаметр 950 мм, частоту вращения 0,42 с-1. Механизм подъема режущей головки состоит из винта 12, ходовой гайки 11, закрепленной на редукторе, и червячного редуктора. Червяк 14 редуктора вращают рукояткой 13, а червячное колесо 15закреплено на ходовом винте.
Три ленты 1 конвейера установлены с зазорами, в которые входят дисковые ножи 19, ЗО и подающие диски 17 и 29. Ширина лент разная и соответствует длине отрезаемого отруба. Конвейер и подающие диски имеют общий привод, состоящий из электродвигателя 24 мощностью 0,4 кВт и двухступенчатого цилиндрического редуктора 22. На выходных концах тихоходного вала редуктора закреплены ведущие звездочки 21 и 25. От звездочки 25через цепь 27и звездочку 28 приводится во вращение вал 26, на котором закреплен подающий диск 29. От звездочки 5 через цепъ 4 и звездочку 3 приводится во вращение ведущий вал 2 и ведущий барабан ленточного конвейера. От звездочки 21 через цепь 20 и звездочку 18 приводится во вращение подающий диск 17. Диаметр подающих дисков 0,4 м, частота вращения 0,38 с-1. Ленты конвейера натягивают винтовыми натяжными механизмами 16.
Первый оператор ориентирует тушу так, чтобы отрезался окорок. Затем второй оператор ориентирует тушу так, чтобы разрез проходил между 5 и 7 позвонками. Ножи и подающие диски, вращаясь навстречу друг другу, затягивают полутушу в зону резания.
Производительность агрегата до 400 туш в 1 час. При этом существенно снижается физическая нагрузка на рабочих.
В автоматизированном агрегате для разделки свиных полутуш, разработанном в Дании, также использован трехручьевой ленточный конвейер, но разрез осуществляется двумя ленточными пилами. Туши ориентируются манипулятором, связанным с микропроцессором. Программа управления манипуляторами связывает длину туши и соответствующие длины отрезаемых отрубов. Процесс разделки происходит без участия человека.
В автоматизированной установке фирмы «Ласка», Австрия, разрезание полутуш производят двумя дисковыми ножами, из которых один неподвижный, а другой смещается поперек конвейеров в зависимости от длины полутуши. Синхронно с ним смещается и один конвейер.
Роботизированное оборудование для разделки полутуш
Промышленные роботы — машины нового поколения технических средств переработки. Они появились в 60-х годах прошлого столетия и за короткий исторический срок превратились из машин, способных выполнять операции по жесткой программе, в гибкие системы, способные приспосабливаться к окружающей среде, изменяющимся условиям труда, разнообразным размерам исходного сырья.
Робот — универсальный автомат для осуществления механических действий, подобных тем, которые производит человек, выполняющий физическую работу. С помощью промышленных роботов можно автоматизировать процессы, которые невозможно автоматизировать другими способами. К таким процессам относится и переработка сложных биологических объектов: туши и полутуши сельскохозяйственных животных. При этом учитываются нестабильность их исходных параметров (масса, габариты, строение внешнее и внутреннее и т. д.) и требования к стабильности конечного продукта по размерам, конфигурации плоскостей раздела. Отдельным, но весьма важным фактором являются требования санитарии.
Промышленный робот как машина повторяет в известной степени операции, выполняемые рукой человека, поэтому в его строении имеются и механические органы, аналогичные по назначению органам человека. Механизм схвата робота, который удерживает предметы или инструмент, аналогичен кисти руки человека. Схват крепят на механизме — рука со многими степенями свободы. Степени свободы — это число координат, по которым может перемешаться рукой летать или инструмент. Чем больше степеней свободы, тем больше гибкость промышленного робота. Руку закрепляют в механизм позиционирования, перемещающий и механизм руки. Все эти механизмы снабжают датчиками положения, определяющими нахождение схвата в пространстве.
Управляющая система робота имеет ЭВМ, хранящую информацию о выполняемых операциях и программы для выполнения их корректировки в связи с изменяющимся внешними условиями.
Для «общения» с внешним миром современные промышленные роботы оснащают датчиками зрения, осязания (тактильными) и, если необходимо, слуха. Установка для разделки свиных полутуш с использованием промышленного робота создана в Норвегии. Она состоит из стационарного промышленного робота фирмы «Кука Роботер», видеосистемы, конвейера для подачи туш и фиксаторов.
По гигиеническим нормам робот (рис. 11) помещен в герметичную кабину Л В кабине находится энергетический блок 2робота и механизм позиционирования 5. Рука робота 3 выходит из кабины и закрывается защитным чехлом. На схватс робота закреплен дисковый нож 4. Робот имеет шесть степеней свободы, усилие на руке, перемещающей схват, до 2 кН.
Установка позволяет разделать полутуши на четыре отруба с производительностью до 300 туш в 1 час.
Другая установка с применением промышленного робота создана фирмой «Премиум-Фляйш» (Германия). В ней также использован промышленный робот фирмы «Кука Роботер» (Германия) с шестью степенями свободы. Установка снабжена системой анализа видеоизображения, подающим цепным транспортером и узлом фиксации полутуши. В этой установке робот закрыт сверху герметичным матерчатым чехлом.
Свиные охлажденные полутуши транспортером подаются к участку разделки, где фиксируются на специальной вертикальной пластине механическими рычагами. Затем со стороны пластины создается разрежение, и полутуша присасывается. После этого с помощью двух видеокамер происходит сканирование и замер полутуш. Информация поступает в ЭВМ, и включается программа работы робота. Разжимаются рычаги, и дисковым ножом, закрепленным на схвате робота, производится разделка полутуши.
Разрезанная полутуша выносится транспортером с участка разделки, снимается разрежение, и отруба поступают на дальнейшую переработку.
Установка позволяет без участия человека перерабатывать до 500 полутуш в 1 час. При этом повышается точность разделки. Программы управляющей системы робота позволяют осуществлять любую необходимую разделку полутуш. Но для этого предварительно обследуют объекты обработки, замеряют характерные внешние размеры, определяют траектории движения инструмента. Эти замеры математически обрабатывают и на базе полученных зависимостей разрабатывают программы для ЭВМ.
При применении роботов обеспечивается высокое качество разделки полутуш за счет равномерности разруба. Робот не устает, может работать без перерыва с высокой интенсивностью, Применение роботов для разделки полутуш и для выполнения ряда других операций весьма перспективно.
№ 26 Оборудование для ручной разделки тушек птицы
Оборудование для ручной разделки универсально и позволяет обрабатывать тушки любых видов птицы. Машины и приспособления для разделки тушек комплектуют в линии с транспортными системами в виде ленточных конвейеров и рольгангов. В состав линий могут входить весы и упаковочные машины. Основными машинами, используемыми при ручной разделке, являются дисковые пилы и дисковые ножи.
Дисковая пила (рис.12) предназначена для разрезания на части тушек птицы. На сварной раме б машины закреплена подшипниковая опора 9, в которой на двух подшипниках установлен вал. На одном конце вала с помощью двух фланцевых втулок крепят пильное дисковое полотно 2, а с другой — ведомый шкив 10 клиноременной передачи. Пильное полотно приводится в движение от электродвигателя 7 через ведущий шкив 12 и клиновые ремни 11. Натяжение ремней производят поворотом плиты 14 винтами 15.
Для подачи тушки в зону резания служит стол 3, который перемещают на ходовых роликах 8 по двум цилиндрическим стержням 5. По продольной оси стола сделана прорезь для прохода пильного полотна. Сверху стол и пильное полотно закрыты задним неподвижным 1 и передним откидным 13 кожухами.
При распиливании поднимают передний откидной кожух, укладывают тушку на прорезь стола и прижимают ее, опуская передний кожух. Затем вручную перемещают стол с тушкой на врашаюшееся дисковое пильное полотно. Опилки собирают в ящик 4. Мощность электродвигателя пилы 1,7 кВт, производительность машины до 360 тушек в 1 час, масса 156 кг.
Дисковый механизированный нож В2-Ф001/10 (рис.13) применяют для разрезания на части тушек птицы. Он состоит из корпуса 13, смонтированного на четырех стойках 14 с регулируемыми опорами. Сверху к корпусу прикреплена Г-образная рама 9. Внутри корпуса установлен электродвигатель 12, на валу которого закреплен ведущий шкив клиноременной передачи 10. В верхней части рамы 9на валу 3 установлены днековый нож 1 и ведомый шкив клиноременной передачи 5. Ведомый шкив передачи 10 и ведущий — передачи 5 закреплены на промежуточном валу 7. Ременные передачи закрыты кожухом 6, а дисковый нож — щитком 2, поворачивающимся на оси 4.
Рабочий подает тушку птицы по цилиндрической направляющей 8. При этом щиток 2 поднимается, лезвие открывается, и происходит разрезание. Тушки цыплят разрезают на две части, уток — на две или четыре, гусей — на четыре.
Диаметр диска ножа 250мм, частота вращения 11,8с-1. Мощность электродвигателя машины 0,37кВт, масса 61 кг На ней можно обрабатывать до 400 тушек в 1 час.
Дисковый механизированный нож В2-ФО-20-1/10 (рис. 14) также предназначен для разрезания на части тушек птицы. На этой машине электродвигатель 9 перенесен в верхнюю часть рамы 10, и поэтому диск ножа приводится во вращение одной клиноременной передачей. Ведущий шкив передачи 12 закреплен на валу электродвигателя, а ведомый — на валу 2, на втором конце которого установлен дисковый нож 1. Вал вращается на двух шариковых подшипниках 16, запрессованных в подшипниковую опору 3. Натяжение ремня производят поворотом плиты 14, к которой прикреплен электродвигатель. Клиноременная передача закрыта неподвижным кожухом 8, а лезвие ножа — поворотным щитком 7
Рабочий подает тушки птицы в зону резания по цилиндрической направляющей 5.
Подобная схема позволила уменьшить габариты и массу машины до 250кг при производительности и мощности электродвигателя, как у машины В2-Ф001/10.
№ 27 Обвалка — это отделение мяса от костей, а жиловка — выделение из обваленного мяса сухожилий, крупных пленок соединительной ткани, хрящей, жира, кровеносных сосудов и мелких косточек.
В большинстве случаев в нашей стране и за рубежом эти технологические операции выполняются вручную остро заточенными специальными промышленными ножами или механизированным режущим инструментом.
Ручная обвалка и жиловка — трудоемкие процессы, которые могут выполняться высококвалифицированными рабочими. От качества выполнения процессов зависит количество мышечной ткани, остающейся на костях. По статистике, на костях после ручной обвалки остается в среднем 7,6 % к массе говяжьих костей и 5,4% к массе свиных. С позвонками теряется до 13%. Для уменьшения трудоемкости, исключения ручного труда, повышения выхода и качества обваленного мяса создают технические средства с использованием механических, биохимических и холодильных процессов. Подобные машины и аппараты уже достаточно широко применяются в промышленности или находятся в стадии разработки.
Ручную обвалку и жиловку производят в горизонтальном положении на столах и конвейерах или в вертикальном — на специальных установках специальными промышленными ножами и механизированными инструментами. Для облегчения и ускорения процесса используют приспособления и манипуляторы, которыми удаляют из каркаса крупные кости.
Промышленные ножи для обвалки и жиловки (рис. 1) состоят из клинка 1, рукоятки 2, которая крепится к клинку заклепками 3. Клинки ножей изготавливают из инструментальной стали У10-А или из легированных сталей, например, 95X18,9ХС. Для рукояток используют твердое дерево (бук) или твердые полимерные материалы (полиэтилен, полипропилен и др.). Форма клинка и его лезвия зависят от вида операции, для которой нож предназначен. В поперечном сечении клинок ножа выполнен в виде клина. Угол заточки ножа 16...18°. Рукоятка ножа выполнена по требованиям эргономики для облегчения работы обвальщика. В передней части рукоятки (см. рис. 1, а) имеется упор 4, препятствующий соскальзыванию руки.
Ножи затачивают и шлифуют на абразивных кругах. Для правки ножей применяют мусаты (рис.2), состоящие из стального стержня 3, пластмассовой или деревянной рукоятки 2, имеющей спереди ограничитель, и крепежного кольца 1. Стержни мусатов имеют диаметр 10... 12 мм, длину 300...350 мм. Их изготавливают из сталей У12А, У13 и У13А. Поверхность стержня может быть гладкой (рис. 2. а) или иметь насечку (рис. 2. б). Изготавливают мусаты и с алмазным напылением на поверхности стержня.
Для облегчения и ускорения некоторых технологических операций используют специальные ножи с криволинейными лезвиями. Так, на приспособлении (рис. 3), предназначенном для удаления ребер из грудинки или корейки, применяют нож с U-образным лезвием 10. Приспособление состоит из перфорированной стальной пластины 2, которую прикрепляют к столу обвальщика струбцинами 9 и гайками 8. На пластине установлена цилиндрическая направляющая 3, по которой перемещается втулка 6. К втулке шипом 5 привинчен зажим 7, имеющий два зазубренных рычага и рукоятку 1.
Рабочий укладывает предварительно подготовленную грудинку или корейку па пластину ребрами вверх и прижимает ее рычагами прижима так, чтобы ребро оказалось между рычагов. Затем берет за рукоятку нож, вводит лезвие под ребро и вырезает его. Затем передвигает упор и повторяет операции.
Механизированный инструмент (рис. 4) с кольцевыми ножами используют для зачистки костей после обвалки, снятия пластов шпика с поверхности полутуш и отрубов.
Механизированный инструмент с электрическим приводом (рис.4.) состоит из собственно ножа 1 и электродвигателя 3, соединенного с ножом гибким валом 4. Электродвигатель подвешивают за скобу 2 к несущим конструкциям цеха.
Режущий элемент ножа (рис. 4, в) имеет вид стального кольца 2 с односторонней заточкой, образующей кольцевое лезвие 3. На торце кольца нанесен зубчатый венец 1, который входит в зацепление с шестерней, установленной в корпусе ножа. Bал шестерни соединен с гибким валом. Механизированный инструмент с пневматическим приводом (рис. 4. 6) состоит из корпуса 4, в котором закреплен кольцевой режущий элемент 3. В рукоятке ножа 1 установлена пневматическая турбинка, приводящая во вращение шестерню, которая входит в зацепление с зубчатым венцом кольца. К рукоятке присоединяют шланг от пневмосистемы. Расход воздуха регулируют вентилем 2.
Во время работы кольцевой режущий элемент приводится во вращение, рабочий держит нож за рукоятку и подает его в направлении резания, снимая слой мяса или шпика.
Механизированные инструменты изготавливают с различным диаметром кольцевых режущих элементов. Для зачистки костей после ручной обвалки применяют ножи диаметром 50...75мм, для пластования шпика— 120...200мм. Мощность привода в этом случае меняется от 100 до 150 Вт.
Горизонтальную обвалку производят на столах с обвалочными досками, которые изготавливают из твердых пород дерева или полимерных материалов (твердый полиуретан, полиамид, фторопласт и др.). Обвалочные доски из полимеров предпочтительны, т. к. о них меньше тупятся ножи, они более износостойки, хорошо подаются чистке, мойке и стерилизации.
Обвалочные столы в зависимости от объемов переработки объединяют в технологические линии с системами транспортеров и конвейеров для подачи сырья и отвода мяса и кости. Подобные системы называют «механизированными столами» или конвейерами обвалки-жиловки. Как правило, в начале этих конвейеров устанавливают одну или несколько ленточных пил, на которых разрезают полутуши на отруба или более мелкие куски. Далее конвейер подает эти куски к столам обвалки, откуда мясо транспортируют к жиловщикам, а кость удаляют или конвейерами, или с помощью транспортных емкостей. Для удаления костей используют дополнительные (параллельные или поперечные) конвейеры или нижнюю, внутреннюю ветвь основного конвейера.
При жиловке производят сортировку мяса на несколько сортов, в зависимости от последующих технологических задач. Рассортированное мясо может собираться в конце конвейера в отдельные емкости, или же жиловщики на своем месте загружают его в пластмассовые ящики, которые затем забирают напольным транспортом или подвесным пространственным конвейером.
Конвейер РЗ-ФЖ1В (рис. 5) для обвалки и жиловки мяса состоит из места разрубщика 12, конвейера обвалки 10 со столами обвальщиков 11 и конвейера жиловки 6 со столами жиловщиков 7. Конвейер выпускают в шести модификациях с производительностью (по мясу на кости) от 625 до 2750 кг/ч. Все модификации собирают из унифицированных блоков и дополнительных промежуточных секций. Каждая секция имеет сварную раму, на которой смонтированы элементы конвейера. Секция 1 включает натяжную станцию винтового типа, место разрубщика 2 и поддерживающие ролики ведущей и холостой ветвей конвейера. Секция 2 оборудована столами для обвальщиков, а секция 4 — местами для жиловщиков, конвейером для подачи обваленного мяса, отсекателями мяса 9 с пневмоприводом и трехручьевым ленточным конвейером 8 для транспортирования мяса, разделенного на три cорта.
В секции 6 установлены приводные станции конвейера обвалки и трехручьевого конвейера жиловки. В. секции 3 смонтированы натяжная секция трехручьевого конвейера и моющие приспособления конвейеров.
Полутуши по подвесному конвейеру поступают к разрубщику, разделяются им на отруба и подаются на ленту конвейера. Обвальщики снимают отруба с конвейера на столы, отделяют мясо от костей и все вновь подают на ленту конвейера. В конце участка обвалки кости вручную снимают, сортируют и загружают в емкости, а мясо транспортируют к столам жиловщиков, и жиловшики с помощью отсекателей перегружают мясо на столы, обрабатывают его и сбрасывают в зависимости от сорта на одну из лент трехручьевого конвейера. В конце конвейера мясо перегружают в три емкости.
В зависимости от производительности, на конвейере может быть от 5 до 15 обвальщиков и от 3 до 8 жиловщиков. Длина конвейеров меняется от 16, 9 до 31,4м. Установочная мощность приводов 11,4 кВт.
Вертикальную ручную обвалку производят на специальных установках, позволяющих производить разделку и обвалку полутуш и отрубов, не снимая их с полдвесного пути.
Установка Я4-ФЛФ (рис.6) для обвалки парных и охлажденных полутуш крупного рогатого скота состоит из прямоугольной коробчатой стойки 7, закрепленной вертикально на основании 15. По направляющей стойки перемешается каретка 10, к кронштейну 11 которой прикреплен подвижной рельс 3 с двумя фиксаторами 2. Каретка перемещается бесконечной цепью 5, перекинутой через ведущую 4 и оборотную (не показана) звездочки. Ведущая звездочка приводится во вращение от приводной станции 8, состоящей из электродвигателя мощностью 1,5 кВт, клиноременной передачи и червячного редуктора. Для облегчения обвалки обвалочную доску 1 можно поднимать, опускать и изменять ее угол наклона к горизонту. Установка снабжена дисковой пилой 12 и захватами 13, которые позволяют выдергивать из полутуш крупные кости.
В начале цикла рабочий нажимает на педаль 16, включает привод каретки и поднимает подвижной рельс до конечного выключателя 6. Рельс стыкуется с рельсом основного конвейера, рабочий переводит полутушу на установку и фиксирует ее фиксаторами 2. Затем полутушу поднимают на каретке в верхнее положение до конечного выключателя 9, и рабочий начинает обвалку. По мере удаления мяса тушу опускают вниз. Для удаления лопаточной, крестцовой и тазовой костей их зацепляют захватом 13, включают привод на подъем каретки, и кости отрываются от скелета. Мясо и кости загружают в тележку. На установке можно обработать до 20 туш в час.
Установка Я8-ФВО-01 (рис.7) для вертикальной обвалки мяса с полутуш крупного рогатого скота состоит из двух стоек 6, снабженных по бокам направляющими 7. Стойки закреплены на основании 26, на котором установлена и гидронасосная станция 1. На стойках размещены верхняя 5 и нижняя 3 каретки. Верхняя каретка перемещается в вертикальной плоскости штоком 20 гидроцилиндра 2. На каретке с помощью кронштейнов 5 прикреплен подвижной рельс 18 подвесного пути. На нижней каретке 3 на кронштейне 12 прикреплен упор, состоящий из двух пластин 14 и 23, к которым приварены вертикально трубы 11. Пластины соединены между собой осью 22 и могут на этой оси поворачиваться. В тоже время упор закреплен на кронштейне 12 осью 13, что позволяет изменять наклон упора. К верхней каретке с двух сторон присоединены копиры 4, 21, по которым скользят подпружиненные толкатели 15. Толкатели другим концом прикреплены к пластинам 14 и 23 и при перемещении
каретки сдвигают их или раздвигают. Для удаления лопаточной и тазовой костей на установке смонтирован захват 17 и серповидная пластина 25.
В начале цикла верхнюю каретку гидроцилиндром опускают вниз и сцепляют с нижней кареткой. Затем обе поднимают вверх так, чтобы упор занял высоту, удобную для рабочего. Нижнюю каретку закрепляют фиксатором 10, отсоединяют верхнюю каретку и поднимают ее до уровня, когда подвижный рельс стыкуется с рельсом подвесного пути. Затем рабочий регулирует угол наклона упора.
С подвесного пути на установку подают полутушу, которую поднимают на необходимую высоту. В этом положении трубы двух половин упора находятся в одной плоскости и полутуша, поднятая вверх, опирается па них. По мере обвалки полутушу опускают вниз, при этом масса ее уменьшается, что приводит к раскачиванию. Поэтому при опускании копиры 4, 21 нажимают на толкатели 15 и сводят пластины 14 и 23. Образуется угол, в котором полутуша удерживается от раскачивания. Для удаления лопатки ее зацепляют захватом 17 и при подъеме верхней каретки отрывают от скелета. Тазовую кость фиксируют за отведенную вбок серповидную пластину 25 и отрывают так же, как и лопатку.
Производительность установки до 350 туш в час, мощность привода 10 кВт.
№ 28 Сложность механизации процессов обвалки и жиловки мяса связана со сложностью анатомического строения туши как единого целого, составленного из разнообразных тканей: мышечной, соединительной, жировой, костной и органов, которые имеют определенное функциональное назначение. Все кости, входящие в скелет животных, имеют сложную криволинейную конфигурацию, специфичную для разных видов.
Разработка машин для обвалки и жиловки мяса идет по нескольким направлениям:
I.Создание простых машин и полуавтоматов, на которых удаляют крупные кости из отрубов, имеющих незначительные различия по размерам и массе.
Создание машин-автоматов, использующих гибкие системы взаимодействия рабочих механизмов и обрабатываемой продукции, позволяющих частично компенсировать различия отрубов в размерах и массе. В этих машинах не копируется ручной труд обвальщиков, а используются процессы, применяемые в других отраслях промышленности.
Создание «интеллектуальных» машин-роботов, исполнительный механизм которых полностью или частично копирует движение человеческой руки. Это последнее направление в настоящее время не вышло за рамки, лабораторных исследований, но если учитывать общетехнический прогресс человечества, можно прогнозировать появление в промышленности таких машин-роботов.
При механизированной обвалке получают обваленное мясо со свойствами, близкими к нативным, получаемым при ручной обвалке, или в виде пасты - тонкоизмельченного продукта, включающего мышечную и соединительную ткани и костный жир. В первом случае обваливают сортные отруба, во втором - выбракованные низкосортные отруба и тушки птиц или кости, полученные после ручной обвалки мяса (дообвалка).
Для разделения мясокостного отруба на составные элементы (кость, мышечная и соединительная ткани) необходимо разрушить силы связей, соединяющие их в единое целое. При ручной обвалке связи разрушают разрезанием: мышечную и соединительную ткани срезают ножом. При механизации обвалки и жиловки для разрушения связей (рис.8) используют внешнее давление (одностороннее и объемное), отрыв лишних тканей от кости и соскабливание их с костей скребками.
Разрушение связей внешним давлением основано на явлении селективного перехода в текучее состояние тканей, входящих в состав мясокостного сырья. При сжатии подобного конгломерата в текучее состояние будут поочередно переходить ткани в зависимости от их прочности. В табл. 1 приведены значения прочностных характеристик различных материалов, составляющих мясокостное сырье, при нормальном (сжатие) и касательном (сдвиг) нагружениях. Как видно, прочности отдельных видов тканей различается в достаточно широких диапазонах, что объясняется влиянием пола, возраста, упитанности животных. В то же время значительно различаются прочности различных материалов. Так, прочность реберной кости при сжатии и сдвиге на два порядка выше прочности мышц.
При одноосном сжатии — штамповке (рис.8, а) отруб 3 помещают между плоскими матрицей 6 и пуансоном 1, на поверхностях которых изготовлены полости 2, повторяющие конфигурацию кости 4. Матрицу и пуансон сдвигают силами Р и мышечная ткань 5, как наименее прочная, выдавливается через незакрытые боковые торцы штампа, а кость с сухожилиями остается в отверстиях 2.
При объемном сжатии — прессовании (рис. 8, 6) предварительно измельченное до кусков размером 30...50 мм мясокостное сырье загружают в цилиндр 2 пресса, закрытый с одной стороны шибером 6 и сжимаемый с другой стороны поршнем 1. Между кусками остаются воздушные полости. Так, насыпная масса загружаемых кусков от 400 до 500кг/м3, а плотность твердой ткани костей 1400... 1900 кг/м3. Поэтому в начальный момент приложения давления происходит перераспределение отдельных кусков и уплотнение общей массы.
В этот период, который заканчивается при давлении около 20 МПа, практически не происходит выделения текучей фракции. При дальнейшем повышении давления в уплотненной массе создаются напряжения как в мышечной, так и в костной фракциях. Течение легкотекучей фракции через отверстия 5 в стенках цилиндра начинается при боковом давлении, достаточном для преодоления напряжения начального сдвига. Выделение текучей фракции происходит в диапазоне давлений в цилиндре от 20 до 40 МПа.
При дальнейшем росте давления начинается ломка костей и выделение костного мозга. Следует отметить, что качество удаляемой фракции в зависимости от давления неодинаково. Вначале выделяется чистая мышечная ткань, а затем, при росте давления, начинает выделяться костный мозг и более грубые ткани, в том числе соединительные. Это позволяет производить разделение конечной продукции по сортам.
В конце процесса при давлениях около 50 МПа происходит окончательная ломка и смыкание костей, образование плотного брикета, из которого затрудняется удаление мышечной ткани. Процесс прессования прекращают и при открытом шибере 6 выталкивают из цилиндра брикет. В зависимости от конструктивных особенностей прессующих устройств из исходного сырья удаляется от 20 до 80 % мягких тканей.
При использовании метода «отрыва» (рис. 8, в) предварительно подрезанный пласт мяса 2 помещают в захват 1 и натягивают силой Р. Кость 3 прикрепляют к столу 4. При достаточном усилии происходит разрушение связей мышца-кость и разделение их.
Сдир мяса (рис. 8, г) производят скребком 2, выполненным из стали или пластмассы в виде пластины, трубки и др. Скребок перемешается под действием силы Р, создавая касательные напряжения на границе мясо-кость. При этом кость 3 прикрепляют к столу 4. Нагрузку можно создавать (рис.8, д), закрепляя кость 3 в зажим 5, а пласт мяса упирая в неподвижный скребок 2 и в этом случае разрушение связей на границе мясо-кость происходит за счет касательных напряжений.
№ 29 Методом штамповки обваливают окорока и лопаточную часть свиней, тазобедренный отруб, плечо и шею мелкого рогатого скота, ножки, бедра, крылья и шеи индеек и бройлеров. Обвалку этим методом производят на прессах (гидравлических или механических), рабочим органом которых служит открытый штамп, состоящий из матрицы и пуансона.
Пресс ПАД 200 фирмы «Сторк» (Голландия) (рис. 9) предназначен для обвалки отрубов туш свиней и мелкого рогатого скота методом штамповки. На корпусе 8 пресса закреплены пуансон 3 и матрица 2 штампа, гидростанция 1 и шкаф управления 4. Рабочую зону пресса закрывает прозрачный защитный шток 5, подвешенный на четырех рычагах 6. Щиток уравновешен противовесом 7 и снабжен системой блокировки. При поднятом щитке разъединяется сеть электропитания гидропривода пресса.
Рабочий орган пресса (штамп) (рис.10, а), состоит из матрицы 6 и пуансона 1. Матрица жестко закреплена в верхней части корпуса 7, а пуансон 1 на подвижном столе 11. В стальные матрицу и пуансон вставлены полиуретановые вкладыши 3 и 5, в которых сделаны углубления, повторяющие конформацию костей обрабатываемого отруба. Штамп снабжают несколькими комплектами вкладышей, соответствующих различным размерам костей. При обработке подбирают однородные партии отрубов с близкими размерами. При переходе на другую партию меняют вкладыши. Отруб фиксируется стальными заостренными стержнями 10.