Шнековые прессы

Шнековые прессы (машины непрерывного действия) применяют для обвалки некондиционных тушек птицы, дообвалки мяса с костей всех видов животных и птицы после ручной обвалки и для жиловки мяса. Рабочим органом прессов яв­ляются пара — шнек и зеер. Шнеки подают сырье, частично измельчают его и за­тем создают давление в зоне прессования. Давление создают за счет уменьшения межвиткового объема шнека. Для этого шнек выполняют цилиндрическим с уменьшающимся шагом по ходу движения продукта или с постоянным шагом и увеличивающимся внутренним диаметром. Применяют конические шнеки с уменьшающимся по ходу движения внешним диаметром и с постоянным шагом навивки. Возможны комбинации всех перечисленных способов.

Зеер — гильза, в которой вращается шнек. Зееры выполняются сплошными цилиндрическими и коническими или сборными. В сплошных гильзах и в стен­ках сверлят отверстия, диаметр которых определяется свойствами сырья и качеством

конечного продукта. Сборные зееры собирают из колец или продоль­ных планок. На шлифованных торцевых плоскостях колец фрезеруют различной формы канавки. После сборки колец в пакет канавки образуют от­верстия для прохода текучей фазы сырья. Планки устанавливают с зазором меж­ду собой вдоль образующей цилиндра. При этом зазор может быть постоянной или переменной ширины.

По сравнению с поршневыми, шнековые прессы имеют ряд преимуществ. Прессование происходит в «тонком» слое продукта, толщина которого в разных прессах меняется от 5 до 20 мм. Вращающийся шнек срезает поверхностный слой перемещаемой массы с находящимися в ней костными включениями. Поэтому размер костных частиц не превышает 0,5 мм, что в 5...6 раз меньше, чем при обра­ботке на поршневых прессах.

Выход мясной массы на шнековых прессах от ее общего содержания на костях составляет 71...81 %, а на поршневых — от 62 до 71 %.

Шнековые прессы компактнее поршневых, у них меньшая удельная материа­лоемкость. Их удельные энергетические показатели близки к поршневым. Удель­ная мощность шнекового пресса, приведенная к 1 т сырья, лежит в пределах от 17 до 43 кВт·ч.

К недостатку шнековых прессов следует отнести быстрый износ зееров, осо­бенно сплошных с просверленными отверстиями. Кроме того, при прессовании полученная мясная масса нагревается на 9...12°С, что требует или предваритель­ного подмораживания сырья до температуры -1 °С, или быстрого охлаждения и замораживания конечного продукта.

Шнековый пресс фирмы «Бихайв» (США), схема которого показана па рис. 13, состоит из четырех рабочих механизмов: питающего, подающего, прес­сующего и регулирующего. Питающий механизм имеет цилиндрический шнек 6 с переменным шагом навивки, который установлен в корпусе, снабженном загру­зочной горловиной 5. Подающий механизм состоит из четырехлопастного насоса 7, который установлен на хвостовике питающего шнека. Прессующий механизм включает шнек и зеер 11. Шнек имеет цилиндрическую подающую часть 9 с на­вивкой большого шага и прессующую — коническую 10. Зеер 11 состоит из кони­ческой гильзы, в которой просверлены отверстия.

Механизм регулирования состоит из конуса 14 на хвостовой части шнека и гайки 12 с внутренней конической поверхностью и внешней резьбой. Гайка ввин­чивается в корпус регулирующего механизма 13. При перемещении гайки изме­няют зазор и тем самым расход и давление костной массы.

Привод прессующего и питающего шнеков осуществляется от одного элект­родвигателя 2 через редуктор 3 с двумя выходами ведомого вала. Один выход муфтой 16 соединен с прессующим валом, а на втором установлена ведущая звездочка цепной передачи 4, через которую приводится в движение питающий шнек. В некоторых модификациях прессов фирмы «Бихайв» используют два электродвигателя для раздельного привода шнеков. Все механизмы шнека соб­раны в корпусе 1.

Предварительно измельченное мясокостное сырье поступает в загрузочный бункер 5 и подающим шнеком 6, у которого уменьшается шаг навивки по ходу

движения, подается в лопастной насос 7. Насос нагнетает массу через переход­ной патрубок 8 в цилиндрический сплошной корпус 15, в котором происходит подпрессовка сырья, уплотнение кусков и ликвидация воздушных прослоек. Затем сырье поступает в коническую зону прессования, где отделяется мышеч­ная ткань. Костный остаток выводится через регулируемый зазор между кону­сом 14 и гайкой 12.

Шнековый пресс АУ-6173 фирмы «Бихайв» (рис.14) имеет корпус 7, в котором расположен привод шнеков. Из загрузоч­ной горловины 6 мясокостное сырье пос­тупает в питающий механизм 5, из него в лопастной насос 4 и через переходной пат­рубок 3 в прессующий механизм 2. На прессе обрабатывают кости свиней, круп­ного и мелкого рогатого скота, птицы пос­ле ручной обвалки. Выход мышечной тка­ни доходит до 90% от ее содержания в исходной массе. Производительность пресса до 1500 кг/ч по сырью. Масса уста­новки 1350кг. Шнеки приводятся в движение от одного электродвигателя мощностью 63,5 кВт.

В процессе прессования масса нагревается на 8…12 °С, поэтому предусмотрена комплексно-механизированная линия дообвалки кости с быстрым охлаждением (рис.15). Линия состоит из силового измельчителя 6, шнекового пресса 4 и мешал­ки-охладителя 2. Измельченное мясокостное сырье подается в пресс транспортером 5. Для транспортирования мясной массы и костного остатка от пресса установлены насосы 7 и 8. Мясная масса по трубопроводу 3 поступает в мешалку, где охлаждается сжиженным СО₂ до криоскопической температуры массы. Охлажденную массу вы­гружают в бункер насоса 10, откуда подают на весы 1 и на упаковку.

Барабанные прессы

Барабанные прессы применяют для жиловки мяса и дообвалки скелетов, крылы­шек и шей птицы. Прессующий механизм барабанного пресса (рис. 16) состоит из полого барабана 3, обечайка которого перфорирована отверстиями 5, и подающего

Сырье

конвейера с эластичной полимерной лентой 7. Ступицу барабана 2 шпонкой и гайкой закрепляют на валу 6 приводного механизма. Ленту подающего конвейера устанавли­вают на ведущем 13 и оборотных 8, 9 роликах. Окружная скорость на поверхности ба­рабана и скорость ленты конвейера равны по величине и направлению. Сырье через горловину 4 поступает на ленту, перемещается вместе с ней и затягивается в клиновой зазор. При этом сырье сжимается, и мышечная ткань, как наименее прочная, продав­ливается через отверстия во внутреннюю полость цилиндра, а сухожилия и кости про­ходят через наименьший зазор между лентой и обечайкой цилиндра и удаляются скребком 14. От прогибания в зоне прессования ленту удерживают поддерживающий 10 и регулирующие 12 ролики, которые перемещают механическим или гидравличес­ким приспособлением, чем создаются необходимые зазоры между лентой и барабаном и давление в прессуемом материале. От прилипших частиц внешнюю поверхность ба­рабана очищает скребок 1, а внутреннюю поверхность ленты —скребок 11.

№ 31 Метод соскабливания и сдира мяса с костей подразумевает использование сдвиговых или разрывающих напряжений, разрушающих связи мышце костью в первом случае за счет скребков, сдвигающих мышцы, а во втором за счет натяжения мышц. И в том, и в другом случаях используют предварительное подреза­ние мышц и сухожилий ножами для облегчения последующей обвалки. Предло­жено большое количество конструкций машин, в которых предусматривалось использование быстровращаюшихся лопастей или щеток, которые соскабливали мясо с реберной коробки и позвоночника. Однако эти методы не нашли про­мышленного применения, т.к. при обвалке значительно разрушалась мышечная ткань, одновременно удалялись сухожилия и надкостница, что требовало допол­нительной очистки полученной мясной массы.

Методы соскабливания и сдира мяса с костей используют для обвалки отрубов крупного и мелкого рогатого скота и свиней и для обвалки частей тушек птицы. Для этого используют периодически и непрерывно работающие машины-полуавтоматы. Эти машины имеют несущие и рабочие механизмы. Несу­щие механизмы выполняют в пиле возвратно-поступательных систем, линей­ных и роторных конвейеров.

Машина для обвалки поясничной части говяжьих полутуш (рис. 17) разработана в Новой Зеландии. Она предназначена для обвалки комбинированным мето­дом подрезки и сдира мышц с костей, что обеспечивает полное сохранение ис­ходных свойств мяса.

На корпусе 1 (рис. 17. а) закреплена направляющая 9, по которой гидроприводом перемещают каретку 8. На каретке установлено устройство для фиксации отрубов 7. На корпусе неподвижно закреплены штанги 2 и 3, к которым прикреп­лены два передних 6 и два задних 5 ножа и два скребка 4. Скребки имеют треугольную форму, и их устанавливают пол углом к направляющей. Одновременно обрабатывают два отруба oт правой и левой полутуш.

Отруб 7 (рис. 17. б). состоящий из мышц 13, ребер 12 и разрезанных пополам позвонков 14, укладывают на гибкую опорную пластину 11 каретки 8. Пластина прикреплена к двум стойкам 10, которые изменяют свою длину. Распиленной частью позвонков отруб прижимают к вертикальной пластине каретки, имеющей продольный выступающий гребень 15, который входит в углубление позвонков. С другой стороны позвонки закрепляют фиксатором 17, шипы 16 которого захва­тывают нижнюю часть позвонков.

Машина работает следующим образом. Оператор укладывает на опоры пластины два отруба и включает автоматический режим работы. При этом фиксатор 17 сдвигается к позвонкам, прижимает их к вертикальной пластине и удерживает их шипами 16. Стойки 10 приподнимают пластины 11, которые, изгибаясь, повторяют очертания ребер 12 и слегка их приподнимают вверх. Каретка 8 начинает смещаться по направляющей 9, и передняя пара ножей 6 подрезает мышцы на остистых отростках. Задняя пара ножей 5 (рис. 17, в) следует точно по пути первой. Эти ножи имеют снизу фигурную режущую

кромку 18, которая заканчивает подрезание мяса на верхней части позвонков. Скребки 4 (рис. 2.37, г) завершают подрез около суставов и сдирают мышцы с ребер (рис. 2.37, д). В конце хода каретки (рис. 2.37, е) скребки сбрасывают мясо (филейный край) на отводящий транспортер (не показан), а кости осво­бождаются от зажимов и выталкиваются на другой транспортер. Каретка воз­вращается в исходное положение, и цикл повторяется. Продолжительность обработки двух отрубов 20с, из них время обвалки 5 с. Общая производитель­ность машины, обслуживаемой одним оператором, до 360 отрубов в час при увеличении выхода мяса на 2 %.

Па подобном принципе построена машина для обвалки почечной части (с од­ним ребром) седла туши мелкого рогатого скота. Основным отличием ее является то, что туши мелкого рогатого скота не распиливают по позвоночнику и отруб целиком зажимают на стальной плоской пластине каретки. Скребки, снимающие мясо после подрезки ножами, изготавливают из полимерных материалов. Маши­на позволяет одному оператору обрабатывать до 360 отрубов в 1 час при увеличе­нии выхода мяса в среднем на 15%.

Комбинированным методом подрезания и сдира мяса обваливают лопаточно-плечевую часть (рис. 18, а) туши мелкого рогатого скота. При этом снимают все мясо с лопаток и передних ног, с шеи, позвоночника и пяти пере­дних ребер. В результате (рис. 18, б) получают два пласта мяса 1, 3 и скелет 2 с межреберным мясом.

№ 32 Мясорезательные машины применяют для выполнения широкого спектра технологических операций, связанных с измельчением различных материалов. Разрезают материалы для получения продукции определенного размера и формы (плоские, прямоугольные, кубические и др.) или определенного конечного раз­мера. Объектом резания служат материалы, разнообразные по размерам, форме и физическим свойствам. Это твердые, хрупкие материалы (замороженное мясо, замороженные мясные блоки, вываренные кости), твердые и упругие (нативная кость, рога, копыта), пластичные (мясо, шпик, шкуры при положительных тем­пературах). Все эти материалы сложные по составу, например мясокостное сырье, и анизотропные по физическим свойствам. Свойства составляющих сложного материала могут различаться на один или несколько порядков.

Определяющим критерием процесса резания является заданный конечный размер частиц и форма этих частиц. Обычно процесс измельчения характеризуют степенью измельчения

(1)

где D и d — начальный и конечный определяющие размеры материала, м.

Однако для практики целесообразно классифицировать процесс резания по размеру получаемых частиц. Различают измельчение крупное, среднее, мелкое, тонкое и коллоидное. Характеристики этих процессов приведены в табл. 3.1.

Как правило, мясорезательные машины могут производить частицы с разны­ми размерами. Конечные размеры зависят от наладки и регулирования рабочих механизмов. Будем относить машины к определенному классу по наименьшим размерам частиц, которые возможно на них получать.

К мясорезательным машинам для крупного измельчения относят пилы (пластин­чатые, ленточные, дисковые) для разделения туш на полутуши и четвертины; резаки с гидравлическим и пневматическим приводом, вибросекачи.

№ 33 К этому классу относим машины для резания замороженных мясных блоков, снятия шкурки с пластов шпика и свиных отрубов; пластования шпика; порционирования мяса и мясопродуктов; для резания шпика и мяса на куски определен­ной формы и размера.

Блокорезки предназначены для измельчения мяса, сформованного и заморо­женного в виде прямоугольных блоков. Размеры блоков разнообразны и лежат в пределах от 0,38x0,19x0,1 м до 0,75x0,48x0,2 м.

Температура блоков при измельчении доходит до -25 °С. Применяют блокорез­ки с различными режущими механизмами (рис. 1); гильотинными и ротационны­ми (фрезерными). Гильотинные блокорезки (рис. 1, а) имеют плоский пластинча­тый нож 2, который совершает рубящее резание блока 4, опирающегося на опорную плиту 1, имеющую заточку 90°. Нож, как правило, приводится в движение гидроцилиндром. Блок 4 подается под нож толкателем 5 или перемещается по на­клонному столу 6 под действием собственной тяжести. Перед ножом 2 устанавли­вают поперечные ножи, которые разделяют отрезанную пластину на более корот­кие куски. Режущий механизм для безопасности закрыт кожухом 3.

Ротационная блокорезка с одним фрезерным валом показана на рис. 1, б. Фре­зерный вал собирают из дисков 7, на которых имеются два или три зуба-фрезы 1. Диски устанавливают на вал 6 так, чтобы зубья на соседних дисках были сдвинуты на 35...45° для уменьшения суммарной нагрузки на двигатель. Блоки 5, как показано на рисунке, подаются на фрезы под действием собственной тяжести, соскальзывая по склизу 5. Возможна подача блоков по горизонтальному столу толкателя. Для равно­мерной подачи и компенсации различной толщины блоков устанавливают ориенти­рующую пластину 3, снабжаемую механизмом регулирования зазора. Под валом рас­полагают гребенку 8, которая очищает фрезерный вал. Отрезанные куски попадают в тележку 9 или на отводящий транспортер. Режущий механизм закрыт кожухом 2.

В блокорезке (рис. 1, в) установлены два фрезерных вала 1, 8, которые соби­рают из дисков 2, 7. На дисках изготавливают по два режущих зуба 3, 6. Зубья дис­ков заходят между дисками соседних валов и сдвигаются по длине вала относительно друг друга на угол 35...45°. Валы вращаются навстречу друг другу и срезают с блока 4 стружку, которая падает тележку 10. Зубья валов очищаются гребенка­ми 9. Весь механизм закрыт кожухом 5.

Гильотинная блокорезка «Уникут» фирмы «Магурит», рис. 2, имеет массив­ную сварную станину 15, на которой сверху собраны режущий, подающий и за­грузочный механизмы. Режущий механизм состоит из опорной плиты 1, пластин­чатого ножа 2, закрепленного в рамке 6, которая перемещается гидроцилиндром по направляющим 5. Для поперечного разрезания пласта мяса установлены попе­речные ножи 8. Загрузку блоков производят подъемником 9, который поднимается гидроцилиндром 11. Блоки попадают на склиз 4 и под действием собственной силы тяжести они поступают под нож. Наибольший возможный размер блока для переработки в машине 0,75x0.48x0,2м. Внутри станины смонтированы гадростанция 13 и электрошкаф 14. Управляют машиной с пульта 10.

Машины типа «Уникут» имеют 5 модификаций, с длиной ножа от 0,5 до 0.7 м, при ширине блока 0,6...1,2м и толщине 0,2...0,4 м. Блоки разрезают на ломти тол­щиной 22...72 мм. Производительность меняется oт 500 до 10 000 кг/ч при мощ­ности двигателя электропривода 4... 12,2 кВт. Масса машин меняется от 500 до 2400 кг. Наиболее мощные машины снабжены подаюшим транспортером.

Гильотинные машины фирмы «Ласка» (Австрия) режут замороженные мясные блоки с температурой -20°С на куски толщиной 20...50 мм. Нож приводится в движение гидроцилиндром. Производительность машин 4000...8000 кг/ч при мощности привода 4 и 11 кВт.

Блокорезки с одним ротором имеют в качестве режущего органа полый бара­бан или фрезерный вал с зубьями.

Блокорезки Б9-ФДМ-01 (рис. 3) имеет барабан 6, сваренный из листовой ста­ли толщиной 4мм. На барабане в два ряда по спирали проделаны 24 отверстия, над которыми закреплены болтами ножи 5. Режущая кромка ножа выступает над поверхностью барабана на 6...7мм. Барабан имеет с одной стороны фланец со ступицей, которая соединена с выходным валом редуктора 2. Барабан установлен в корпусе на двух радиально-упорных подшипниках скольжения.

Корпус бараба­на 9 закреплен на сварной станине 7 пол углом 30° к горизонту. Сверху барабан закрыт кожухом 3 с загрузочной горловиной 1. Приводится во вращение барабан электродвигателем 4, мощностью 5,5 кВт через двухступенчатый цилиндричес­кий редуктор 2. Частота вращения барабана 3,3с^-1. На машине перерабатывают блоки размером 0.34x0,38x0,18 м с температурой до -20 °С. Производительность машины до 3600 кг/ч. Масса машины 420 кг.

№ 34 Эти машины состоят из режущего, подаю­щею и приводного, как правило, электромеха­нического, механизмов. Технологическая схема машины для снятия шкурки со шпика показана на рис. 4.

Режущий механизм машины состоит из плос­кого пластинчатого ножа 6 с одностороннейзаточкой. Нож подпружинен и в нерабочем положении прижимается к протягивающему валику 10. В процессе срезания шкурки нож отходит от вала на толщину шкурки и самоустанавливается и зависимости от ее толщины. Подающий механизм состоит из транспортера 1, протягивающего 10 и прижимного 4 валов. Протягивающий вал стальной с нанесенной на поверхность насечкой, которая обеспечивает необходимый захват шкурки из резиновых рифленых дисков. Он прижимается к поверхности шпика двумя пружинами 3. Разделенные шпик и шкурка выводятся из машины по лоткам 5 и 7 или с помощью транспортера. Для отделения шкурки от протягивающего вала служит гребенка 9, из­готовленная из листовой стали и закрепленная на оси.

Машина Я2-ФР2-И (рис. 5), предназначенная для снятия шкурки со шпика, со­стоит из корпуса 1, в котором установлены электромеханический привод, режущий и подающий механизмы. Режущий механизм состоит из пластинчатого подпружинен­ного ножа с односторонней заточкой. В корпусе в подшипниковых опорах закрепле­ны прижимной 5 и протягивающий 3 валы. Прижимной вал собран из резиновых рифленых дисков, протягивающий вал — стальной с насечкой на наружной поверх­ности. Прижимной вал закрыт сверху ограждением. Привод валов и транспортера 4 состоит из электродвигателя 10, промежуточного вала 11 и цепных передач 9.

Рабочий укладывает на транспортер шпик шкуркой вниз, и транспортер подает шпик под прижимной вал. Пласт шпика распрямляется, и шкурка захватывается насеченной поверхностью протягивающего вала. Нож, пружинами прижатый к поверхности транспортирующего вала, при нажатии пласта отходит на толщину шпика и врезается в пограничный слой между шкуркой и шпиком. Крепление ножа предусматривает возможность самоустановки, а за счет прижатия пружин автоматически осуществляется слежение ножа за толщиной шкурки. Пласт шпика проходит над ножами по лотку 7 выводится из машины. Шкурка отделяется от протягивающего вала гребенкой 2 и уходит из машины по лотку 8.

Кинематическая схема машины приведена на рис. 6. От электродвигателя 1, через звездочки 2, 3 и цепь приводится во вращение промежуточный вал 20, на котором закреплены звездочки 4 и 19. От звездочки 4 через цепь движе­ние передается на звездочку 8, установленную на приводном валу пруткового пода­ющего транспортера 9. Транспортер имеет два вала с закрепленными звездочками 5, 6, 7, 18, на которых установлены цепи. Через звездочки 19 и 13 приводится во вращение протягивающий вал 10. Прижимной вал 11 приводится во вращение цепными передачами через звездочки 19, 16, 17, 15, 14, 12.

Наибольшая толщина шпика, которая может быть обработана на машине. 70 мм, длина режущей кромки ножа 0,5м. Скорость движения подающего транс­портера 0,4м/с, частота вращения прижимного валика 0.68с^-1, протягиваю­щею — 2,51 с^-1. Производительность машины по сырью 3000...6000 кг/ч, мощ­ность электродвигателя привода 0,4 к В т, масса 400 кг.

Для пластования шпика и мяса применяют машины (рис.7) с дисковыми ножами одиночными или с несколькими, установленными на валу с зазором, равным толщине отрезаемого слоя. В качестве режущих механизмов применяют ленточные ножи, а также плоские ножи, совершающие возвратно-поступатель­ное движение в плоскости, перпендикулярной скорости подачи материала.

Дисковый нож 1 (рис. 7, а) вращается на валу, и на него подающими вали­ками 3, 6 подается пласт шпика 4. Толщина отрезаемого пласта регулируется по­ложением стола 5.

Пластинчатый нож 2 (рис. 7,б) приводится в возвратно-поступательное движение кривошипно-шатунным или эксцентриковым механизмом 7. По нор­мали к режущей кромке ножа двумя валиками 4, 6 подается пласт шпика 5. Отре­занный пласт отделяется гребенкой 1.

В схеме (рис. 7, в) режущим органом является ленточный нож 3, закреплен­ный на двух шкивах. В поперечном направлении к режущей кромке ножа двумя валиками 2,4 подается пласт шпика

Машина К6-ФП2-М (рис. 8) для плас­тования шпика имеет дисковый нож 7. Кор­пус машины 11 закрыт плитой 10, на которой закреплены, на стойках стол 6, подшипнико­вые опоры ножа и шпикодержателя 1. Охлажденные пласты шпика загружают в шпикодержатель 8 и прижимами прижимают к столу. Стол реечным механизмам и рукояткой 4 устанавливают ниже режущей кромки ножа на заданную величину. Эту толщину можно изменять в пределах 2…15мм. При загрузке на пульте управления 9 включают режим «Загрузка» , при котором шпикодержатель неподвижен. После загрузки включают режим «Резка» и нажимают кнопку пуска. При этом начинает вращаться нож, а шпикодержатель, вращаясь, перемещает шпик по поверхности стола к ножу. Отрезанные пласты по лотку 5 выводятся из машины.

Кинематическая схема машины К6-ФП2-М показана на рис.8. Дисковый нож 9 приводится во вращение от электродвигателя через шкивы 2, 3 клиноременной передачи и червячный редуктор 4. Выходной вал редуктора соединен с ведущим валом шестерни 17, которая соединена с зубчатым колесом 6. Это колесо укреплено на ножевом валу 7, установленном в подшипниках плиты. Шпикодержатель 10 скреплен на валу 11 и приводится во вращение от шестерни 17 через зубчатое колесо 16.

Вертикальное регулирование сюда 12 производят реечным механизмом, стоящим из шестерни 14 и рейки 15, прикрепленной к столу. Шестерню вращают рукояткой 13.

В машине обрабатывают пласты шпика размером 520x370мм. Произ­водительность машины при толщине срезанного шпика 2мм — 150кг/ч, при толщине 15мм — 750кг/ч. Мощность электродвигателя привода 2,7 кВт. Масса машины 300 кг.

№ 35 Для ряда колбасных и кулинарных изделий применяют шпик и мясо, нарезан­ные на кусочки определенной формы и размера. Это кубики, параллелепипеды, брусочки и др. Для этих целей применяют машины для резания шпика (шпигорезки) и машины для резания мяса.

Шпигорезки состоят из механизмов резания, подачи, загрузки, привода. Спе­цифической особенностью шпигорезок является многоступенчатый режущий механизм (рис. 10). Он имеет два ряда ножевых рамок 5, 7 с пластинчатыми но­жами 6, 8. Ножи 6 первой рамки разрезают шпик па пластины, ножи 8 второй рамки — на полоски, поперечное сечение которых квадрат со сторонами, равными расстоянию между ножами. Ножи имеют двухстороннюю заточку и закреп­ляются в рамке с предварительным натяжением, которое позволяет использовать ножи малой толщины. Расстояние между ножами определяют требованиями к размеру конечных кубиков и устанавливают равными 4, 6, 8, 12 мм.

Для отрезания кубиков используют серповидные ножи 2 с внешней или внутренней режушей кромками. Нож закрепляют на валу 1, на котором закрепляют и эксцентрик 3 привода ножевых рамок. Эксцентрик вращается в вилке 4, которая связана тягой с первой рамкой 5 и приводит ее в колебательное движение. Обе рамки связаны между собой двуплечим угловым рычагом 11, поворачивающимся на оси 12. Через рычаг колебания от первой рамки 5 передаются на вторую 7.

Разрезаемый продукт помещают в короб 9 и поршнем-толкателем 10 подают к режущему механизму. Короба располагают горизонтально или вертикально, и тогда говорят о горизонтальных или вертикальных шпигорезках. В первом случае серповидный нож вращается в вертикальной плоскости, во втором — в горизон­тальной. Режущий механизм приводится в действие от электромеханического привода, подающий — от механического или гидравлического. При использова­нии поршневой подачи шпигорезки работают в периодическом режиме. Для не­прерывной работы используют шнековый подающий механизм.

Вертикальные шпигорезки. Вертикальная шпигорезка ФШГ (рис. 11) имеет механический привод режуще­го механизма и гидравлический по­дающего. Она состоит из чугунной ли­той станины, собранной из двух частей: нижней 1 и верхней 5. В ниж­ней части расположен приводной ме­ханизм, в верхней — подающий. Режу­щий механизм имеет две ножевые рамки 6. Верхняя рамка приводится в движение от эксцентрикового пальца 4, а нижняя — от углового рычага, ус­тановленного на круглом столе 2. От­резной серповидный нож 3 имеет внутреннюю режущую кромку.

Приводится в действие режущий механизм от электродвигателя 19, со­единенного муфтой 20 с валом 21 и червяком червячной передачи 23. Чер­вячное колесо установлено на верти­кальном валу 22, на котором закреплен серповидный нож и эксцентриковый палец.

Для загрузки и подачи продукта слу­жат два короба 8 и 9, соединенные сни­зу и сверху и установленные на оси 7. Короба поочередно вручную устанав­ливают в позицию подачи 9 и загрузки 8. Загрузку производят вручную плас­тами шпика. Подачу производят поршнем 10, шток 12 которого соединен с траверсой 13. Гидроцилиндр 11 привода пода­ющего механизма установлен параллельно с коробами, что исключает попадание масла на продукт. Шток 14 гидроцилиндра также присоединен к траверсе. Для ис­ключения перекосов поршня в коробе ко второму плечу траверсы прикреплен на­правляющий стержень 15.

В гидроцилиндр масло нагнетается через нагнетательные трубопроводы 18 и 26 шестеренным насосом 27, соединенным с валом 21 муфтой 25. Регулирование расхо­да и давления масла производят золотником 17 и контролируют по манометру 16.

Короба имеют размеры сечения 0,112x0,112м, длину 0,44м. Ход поршня 0,517 м, ножевых рамок — 0,04м. На шпигорезке нарезают кубики со стороной 4, 6, 8, 12 мм, при этом ее производительность меняется в пределах от 0,250 до 1000 кг/ч. Мощность привода 4 кВт, масса машины 810 кг.

Горизонтальные шпигорезки. Горизонтальная шпигорезка ФШМ-2 (рис. 12) имеет механический привод режущего и подающего механизмов. Все механизмы машины собраны на чугунной плите 18. К ней прикреплены сзади тумба 10 и спе­реди — стойка 17. В тумбе расположен приводной механизм, состоящий из элект­родвигателя 12 и редуктора 11. В передней стойке находится режущий механизм, состоящий из двух ножевых рамок 3 — горизонтальной и вертикальной, и отрезно­го серповидного ножа 8. Этот нож закреплен на приводном валу 7, на котором за­креплен и эксцентрик 6. От эксцентрика приводится в колебательное движение ползун 5, соединенный с горизонтальной ножевой рамкой. Горизонтальная рамка соединена угловым рычагом 2 с вертикальной. На концах рычага закреплены роли­ки, которые входят в продолговатые отверстия в рамках. Отрезанные кубики шпи­ка подают в корыто 9. Режущий механизм закрыт кожухом 4, имеющим блокирую­щий контакт 1, который отключает электродвигатель при открытом кожухе.

Между тумбой и стойкой на осях закреплены два короба 14 с поперечным се­чением 0,13x0,13 м и длиной 0,73 м. Короба имеют крышки, которые закрывают откидными болтами. Один из коробов загружают шпиком и устанавливают про­тив ножей режущего механизма. Во внутрь короба вводится поршень 16, шток 75 которого соединен с рейкой, снабженной механизмом для циклической подачи. Этот механизм останавливает подачу шпика, когда происходит отрезание поло­сок серповидным ножом.

Механизм циклической подачи рейкой (рис. 13, а) состоит из фланца 1, ко­торый непрерывно вращается против часовой стрелки. На фланце на оси 9 за­креплен шатун 2, соединенный с подвижной щекой 3. На щеке установлены два эксцентрика 4, 8, прижимаемые пружинами к диску 5. Щека 3 совершает колеба­тельные движения, и при ходе по часовой стрелке эксцентрики за счет трения по­ворачивают диск 5 на определенный угол.

При обратном ходе щеки диск тормозится эксцентриком 6, также прижатым пружиной. Эксцентрик 6 закреплен на неподвижной щеке 7. Величину угла пово­рота диска регулируют изменением положения оси 9 на фланце, на котором на­несена шкала 4, 6, 8, 18 мм, соответствующая длине отрезаемого кубика. Диск 5 закреплен на валу, на котором закреплена шестерня реечной передачи.

Кинематическая схема машины ФШМ-2 показана на рис. 13, б. Электро­двигатель 1 привода соединен муфтой 20 с двухступенчатым цилиндрическим редуктором имеющим шестерни 17, 19 и зубчатые колеса 16, 18. Выходной вал ре­дуктора предохранительной муфтой 15 соединен с валом, на котором установлена шестерня конической передачи 2 и механизм циклической передачи 3. Послед­ний, валом связан с шестерней 13 и далее с рейкой 14. Рейка соединена со штоком 12 поршня 11 подающего механизма. Коническая передача 2 вращает вал 5 ноже­вого механизма. На валу закреплены эксцентрик 6 и серповидный нож 7. Эксцен­трик через вилку приводит в колебательное движение первую решетку 8, а от нее через угловой рычаг 9 — вторую. Механизм подачи включают муфтой 4.

Производительность шпигорезки зависит от размеров кубиков. При размере стороны кубика 2мм производительность равна 200кг/ч, при 12мм — 750кг/ч. Мощность электродвигателя 1,7 кВт.

Машины для резания мяса и шпика на кубики предназначаются для подготовки сырья в колбасном и консервном производствах.

Машина Я2-ФИА (рис. 14) непрерывного действия. Она имеет режущий ме­ханизм, состоящий из ножевых рамок 8 и дискового планетарного ножа 12. Разре­заемый материал подается шнеком в пульсирующем режиме. Каждая ножевая рам­ка приводится в движение от отдельного эксцентрика 7,9. Загрузка сырья в бункер производится подъемником 5, а полученные кубики выгружаются в тележке 1.

Кинематическая схема машины Я2-ФИА приведена на рис. 15. Устройство при­вода ножевых рамок 35, 36 и подающего шпека 18 аналогично устройству машины Я2-ФЛП/6. Дисковый нож установлен на валу 18, который вращается в подшипни­ках, запрессованных в корпус 29. Корпус крепят на главном валу 38 с помощью шлицевого соединения. Внутри корпуса расположена цепная передача. Звездочка yстановлена на валу ножа, а вторая звездочка 33 закреплена на втулке, которая штырями 34 жестко связана с корпусом подшипниковой опоры 10.

При вращении главного вала шлицами приводится во вращение корпус 29 и с ним дисковый нож 28. В то же время цепь обегает неподвижную звездочку 33 и через звездочку 30 приводит дисковый нож во вращение. Отрезание продукта происходит за счет двух вращательных движении: вращение ножа и вращение корпуса ножа.

На машине Я2-ФИА нарезают шпик на кубики с размером стороны 6, 8, 12 мм, а свинину на куски – массой до 300 г и с размерами сторон 12, 24мм. Мощность привода машины 10 кВт. Масса 1610 кг.

№ 36 К этому классу относим промышленные мясорубки и волчки. Волчки – универсальные машины непрерывного действия, предназначенные для измельчения охлажденного и замороженного мяса, жира, жиросодержащих материалов, субпродуктов и др.

Волчки с диаметром решетки менее 80мм называют бытовыми, выше — про­мышленными. Бытовые волчки используют на малых мясоперерабатывающих предприятиях и в системе общепита.

Отечественным стандартом утверждены волчки с диаметром решетки 82, 120, 160, 250 мм. За рубежом выпускают волчки с диаметром решетки 82, 100, 114, 130, 200, 250, 300, 400 мм. В зависимости от производительности волч­ка и от его назначении (резание охлажденного или замороженного мяса) мощ­ность привода, отнесенная к производительности, изменяется от 3,5 до 5,5кВт·ч на 1 т продукции.

Режущий механизм волчка хорошо приспособлен для резания мяса — неоднородного материала биологического происхождения, состоящего из мышечной, жировой и соединительной тканей. При положительных температурах сила раз­рушения, приведенная к 1 м линии разреза, составляет для мышечной ткани 1.3..1,8 к 4/м, для соединительной — 27...40 кН/м.

Для перерезания этих более прочных волокон крестообразные вращающиеся ножи плотно прижимают к поверхности диска, в котором просверлены отверстия для прохода продукта. Эти диски называются решетками. Типичный режущий комплект волчка (рис. 16) состоит из нескольких крестообразных ножей 3, 5 и решеток с различными диаметрами от­верстии. По ходу движения продукта ус­танавливают приемную решетку 6 с тре­мя-четырьмя овальными отверстиями, промежуточную решетку с отверстиями диаметром от 10 до 25 мм и выходную 2 с отверстиями 1, 2 или 3 мм. Весь механизм поджимают кольцом 1 и накидной гай­кой (на рис. не показана). Решетки закрепляют неподвижно шпонкой в горловине корпуса, а ножи - на вращающемся валу.

Схема работы режущего механизма волчка показана па рис. 17. Решетки 1 и 2силами Р_сж плотно прижаты к боко­вым поверхностям крестообразного ножа 4, который движется с окружной скоростью ν_ок. Режущий механизм составляют из нескольких решеток и ножей. При этом по ходу движения продукта диаметры отверстий в решетке уменьшаются. Продукт 3 подается на первую (приемную) решетку подающим механизмом с давлением Р_п, достаточным для прохождения через весь режущий комплект. Продукт вдавливается в отверстие d₁ и отрезается передней кромкой пера ножа и кромкой на полуокружности аbс отверстия d₁. Затем продукт, измельченный на первой ступени, вдавливается в отверстие d_i+l и отре­зается задней кромкой пера ножа. Цикл повторяется на следующих решетках. Крестовидные ножи бывают с 2, 3, 4, 5, 6 и 8-ю перьями, которые имеют или пря­молинейную, или криволинейную режущую кромку. При увеличении количества перьев ножа увеличивается режущая способность механизма, но в то же время уменьшается свободная поверхность решетки для прохода продукта через отверс­тия. В этом случае перья ножей делают тонкими, а для соблюдения прочности их внешние концы соединяют кольцом. В поперечном сечении (рис. 18) перо ножа выполняют в виде призмы с различными углами заточки режущей кромки: в схе­ме на рис. 18, а угол заточки β= 90°, в схеме на рис. 18, б угол заточки β = 90°, задний угол α < 90°, в схеме на рис. 18, в передняя поверхность пера выполнена вогнутой, а углы заточки β и задний угол α < 90°.

Для создания осевого давления на разрезаемый продукт созданы нагнетающие ножи (рис. 18, г), выполненные в сечении в виде наклонной пластины. За счет наклона, кроме окружной скорости v_ок, создается и осевая скорость v_oc, и осевое давление. В ряде волчков устанавливают односторонние ножи (3.32, е), которые срезают продукт только с одной стороны решетки. Такие ножи имеют угол заточ­ки β около 20...30°.

Ножи — быстроизнашивающиеся детали. Их износ может достигать 0,1...1 мм в течение десятка часов. Поэтому их периодически подвергают переточке и шли­фовке по плоскости резания, из-за чего уменьшается толщина пера h до полного срезания кромки δ. Остатки ножа выкидывают, что нерационально. Поэтому применяют ножи (рис. 18, д) со сменными режущими пластинами 3, которые крепят к телу ножа 1 винтами 2 или другим и способами. При критическом износе заменяют лишь пластину.

Фирмой «Кремер-Гребе» (Германия) разработан режущий механизм с укоро­ченной зоной резания (рис. 19). В этой схеме вместо приемной решетки уста­навливают четырехперый односторонний нож 2 и затем выходную решетку 1 с диаметрами отверстий 1...3мм. При этом ножевой вал 3 вращается намного быстрее подающего шнека 4. За счет быстрого движения ножа повышается его режущая способность и значительно снижается давление продукта перед ре­шеткой. Продукт меньше деформируется, его конечная структура получается зернистой. Более прочные части материала измельчают на решетке до частиц менее 1 мм.

В ряде современных волчков измельчение совмещено с процессом удаления мелких твердых частиц: косточек, хрящей, жил и т.д., т.е. с процессом жиловки. Для этого используют специальные жиловочные ножи и системы отвода твердой фазы. Применяют несколько схем жиловочных приспособлений (рис. 20). Ре­жущий комплект фирмы «Зейдельман» (Германия) (рис. 20, а) состоит из при­емной решетки 8, четырехперого крестообразного ножа 7, промежуточной ре­шетки 6, жилующего ножа 5 и решетки 3. Перо жилующего ножа выполнено в виде пластины, установленной наклонно к оси и создающей за счет этого ради­альную скорость продукта, направленную от периферии к центру. На внутренней стороне выходной решетки изготовлены радиальные канавки. Нож измельчает сырье, мышечная ткань продавливается через выходную решетку, а мелкие твер­дые частицы скапливаются в канавках и за счет давления ножа перемещаются к центру. На втулке ножа изготовлена шнековая насадка 4, которая выводит эти частицы через центральное отверстие в решетке 3 и через отверстие в отводной трубке 1. Это жилующее приспособление позволяет удалять от 80 до 90 % твердых включений размером от 0,8 до 3 мм.

На рис. 20, б показан режущий комплект с жиловочным приспособлением фирмы «Ласка» (Австрия). Продукт поступает на приемную решетку 8, далее из­мельчается нагнетающим ножом 10 и подастся на промежуточную решетку 6. Жилующий нож 9 имеет четыре пера, на которых с внешней стороны изготовле­ны наклонные зубья, одновременно режущие материалы и сдвигающие твердые частицы к центру ножа. Выделенные частицы под давлением проходят через цен­тральное отверстие в выходной решетке 3 и выводятся через трубку 1 прижимно­го кольца 2.

В режущем комплекте фирмы «Кремер-Гребе» (Германия) установлены (рис. 20, в) приемная 8, промежуточная 6 и выходная 3 решетки и первый крес­тообразный четырехперый нож 7. Жилующий нож 11 имеет четыре пера, выполненных

П-образной формы. Для прочности концы перьев связаны между собой кольцом. Сплошной стороной нож прижат к промежуточной решетке, двумя ре­жущими кромками — к выходной. Угол заточки ножа с двух сторон 90°С. Передние кромки измельчают материал, мышечная ткань, как наименее прочная, продав­ливается через выходную решетку 3, а мелкие твердые включения собираются в канавку между кромками и центробежными силами перемешаются от центра к периферии, где и выводятся наружу через отверстие в горловине. Для регулирова­ния давления и расхода этих частиц отверстие снабжают шибером.

Режущий и жилуюший механизмы с укороченной зоной резания фирмы «Кремер-Гребе» (Германия) (рис. 21) включают крестообразный односторонний нож 4, промежуточную 3 и выходную 1 решетки и жилуюший нож 2 с П-образными перьями. Ножи установлены на валу 6, который проходит внутри подающе­го шнека 7, и вращаются с большей скоростью, чем шнек.

Решетка — дорогая и быстро изнашивающаяся деталь режущего механизма. Особенно дорогие и трудоемкие в изготовлении выходные решетки с отверстия­ми диаметром 0,8...Змм. Поэтому при конструировании решеток следует тща­тельно подбирать металл и режимы его термической обработки. Рационально, чтобы твердость и износостойкость поверхности решетки были несколько выше, чем режущей части ножа. Решетки изготавливают из инструментальных углеродистых сталей У8А, У10А, инструментальных легированных сталей 9ХС, 9ХВТ и др. Твердость на поверхности решетки составляет 56...62 HRc. Ножи волчков изготавливают литыми из чугуна или стали У7A, 48А с твердостью режущей час­ти 46-52 HRc.

Решетка характеризуется тремя параметрами: внешним диаметром D, диамет­ром просверленных отверстий d и степенью полезного использования площади K. Степень использования зависит от диаметра отверстия и от взаимного их распо­ложении.

В общем виде:

(2)

S_p - плошадь решетки, м²; S_OTB — суммарная площадь отверстий, м²; z — число отверстий в решетке.

Число отверстий в решетке зависит от рационального расположения отверс­тий при обеспечении ее прочности. Показано, что шахматное расположение позволяет получить наибольшее их количество и степень полезного использования. Так, при диаметре отверстий 2...4 мм степень использования 0,3...0,35, при 20...25 мм - степень использования 0,4...0,45.

Отверстие в решетках сверлят под прямым углом к боковой поверхности или под острым углом, что улучшает условия прохождения измельчаемого продукта и условия резания.

Непрерывный цикл работы волчка обеспечивает подающий механизм, со­стоящий из одного, реже двух шнеков с переменным шагом, уменьшающимся по ходу движения продукции. Шнек устанавливают в цилиндрический корпус. Подающие шнеки выполняют литыми из чугуна с последующей обработкой и иногда лужением. В современных волчках подающие шнеки изготавливают сварными из нержавеющей стали. Для уменьшения трения о продукт эти шнеки полируют.

Цилиндрические корпуса изготавливают литыми из чугуна или сварными из нержавеющей стали с внутренними ребрами, расположенными по образующей или по винтовой линии. Ребра препятствуют проворачиванию сырья и образова­нию его обратного хода.

Зазор между шнеками и ребрами должен быть не более 2 мм. Оптимальное ко­личество витков шнека 5...6. При меньшем числе возрастает обратный поток про­дукции, при большем — растет удельный расход энергии. С одним подающим шпеком изготавливают только малые волчки, с диаметром решетки менее 82 мм. В промышленных волчках осуществляется принудительная подача продукции на подающий шнек с помощью питающего механизма, выполняемого в виде одногo-двух шнеков или спиралей, имеющих автономный привод. Существует много схем взаимного расположения подающего и питающего шнеков, но на практике широко используют четыре схемы: 1) питающий и подающий шнеки изготовле­ны в линию и вращаются с одной скоростью; 2) то же, но скорость их вращения различна; 3) шнеки устанавливают параллельно в горизонтальной пли вертикаль­ной плоскостях; 4) шнеки устанавливают под углом, как правило, в 90°.

В волчке К6-ФВП-120 (рис. 22) подающий 5 и питающий 8 шнеки установ­лены в линию, но вращаются с разными скоростями. У волчка сварная станина 1, на которой установлен корпус цилиндра 6 с внутренними винтовыми ребрами 7. Спереди в корпус вставляют гильзу 2, в которой установлены решетки режущего механизма 3. Ножи закрепляют на хвостовике шнека. К корпусу шнеков 15 при­креплен корпус подшипников 12. В корпусе на подшипниках установлен проме­жуточный полый вал, в котором вращается приводной вал подающего шнека. Подающий шнек состоит из двух частей: сплошного вала 9 и собственно шнека 5. Сплошной вал муфтой соединен с приводным валом. Привод подающею шнека состоит из электродвигателя 14 и клиноременной передачи 13, ведомый шкив ко­торой установлен на приводном валу. Спираль питающего шнека 8 соединена с полым валом и вращается снаружи вала подающего шнека.

Приводится в движение питающий шнек от автономного мотор-редуктора 11 через цепную передачу. Мясо в волчок поступает через загрузочную горловину 10. Суммарная мощность электродвигателей 18,5 кВт. При диаметре решетки 120мм и диаметре отверстий в выходной решетке 3мм производительность волчка при резании говядины составляет 2500 кг/ч.

№ 37 Их используют для получения гомогенных, однородных фаршевых эмульсий, состоящих из нескольких сортов мяса, связующих, эмульгирующих и вкусоароматизирующих веществ. Размер самых крупных частиц в эмульсиях составляет 0,1 ...1 мм, при этом происходит частичное разрушение структуры клеток.

Для тонкого измельчения мяса применяют многообразные режущие машины, которые несколько условно разделим на четыре группы:

* Машины с режущим механизмом в виде ножей с криволинейной режущей кромкой. Эти машины называют куттеры, от английского cutter— режущая ма­шина.

* Машины с режущим механизмом нож-решетка, которые называют эмуль-ситаторы.

* Машины с режущим механизмом, состоящим из ротора и статора в виде дисков или конусов, снабженных зубчатыми венцами. Их называют микро-куттерами.

* Комбинированные машины, в которых используют совместно несколько перечисленных выше режущих механизмов.