Глава 6 Глава 6 Машины и аппараты для механической обработки сырья животного происхождения
6.1 Машины для среднего и мелкого измельчения
6.2.1 Измельчители, работающие по принципу нож-решетка
Многоступенчатый измельчитель П. Н. Прыткова [81], который является первой в числе появившихся машин для получения тонкоизмельченного мяса непосредственно из кускового, минуя стадию измельчения на волчке.
Особенностью его является наличие двухшнекового питателя для мяса и льда и многоступенчатого механизма измельчения, состоящего из комплекта многоперых ножей и решеток с различными размерами перфораций.
Измельчитель вертикального типа (рисунок 15) состоит из загрузочного бункера, связанного с корпусом питателя, в котором расположены два шнека (один для подачи мяса, другой — льда). Корпус питателя с помощью переходного патрубка соединен с камерой измельчения, закрепленной на станине измельчителя. В станине расположен электродвигатель, на удлиненном валу которого насажены многоперые ножи.
Между ножами в камере измельчения находятся неподвижные решетки.
Сверху весь комплект ножей и решеток сжат специальной гайкой с пропеллерными лопастями, служащими для создания подпора измельчаемого продукта на решетки.
Режущий механизм состоит из четырех ножей и трех решеток, причем верхние ножи выполнены шестиперыми, а нижний для окончательного измельчения — двенадцатиперым; решетки имеют перфорации с диаметром отверстий верхней 35, средней 25 и нижней 5,7 или 9 мм.
Рисунок 15 - Многоступенчатый измельчитель П. Н. Прыткова:
1 — загрузочный бункер; 2 — корпус питателя; 3 — два шнека; 4
— переходной патрубок; 5 — камера измельчения; 6 — станина;
7, 14 — электродвигатели; 8—
удлиненный вал электродвигателя; 9
— ножи; 10 — неподвижные решетки; 11 — гайка; 12 — вращающийся конус; 13 — разгрузочный патрубок; 15 — коробка скоростей; 16 — цепная передача; 17 — шестерня.
Для выгрузки измельченного продукта под решетками в камере расположены вращающийся конус и разгрузочный патрубок.
Привод шнеков питателя осуществляется от индивидуального электродвигателя 14 через коробку скоростей 15, цепную передачу 16 и шестерни 17.
Измельчитель работает следующим образом. Кусковое жилованное мясо из бункера 1 одним из шнеков 3 подается по патрубку 4 в камеру измельчения 5. Одновременно вторым шнеком 3 туда же подается дробленый лед для охлаждения и увлажнения измельчаемого фарша. Под действием пропеллера 11 мясо вместе со льдом продавливается сквозь решетки 10 и при последовательном прохождении через последние многократно измельчается вращающимися ножами 9. Окончательно измельченный продукт, попав на вращающийся конус 12, под действием центробежной, силы через разгрузоч- ный патрубок 13 выводится наружу. Переключением шестерен в коробке скоростей 15 можно, изменять число оборотов питающих шнеков 3, а следовательно, и производительность измельчителя.
Режущее устройство эмульсионного измельчителя в отличие от целого ряда конструкций измельчителей, в которых используется в качестве режущих органов система нож — решетка, в данном измельчителе [84] применено дополнительное устройство в виде зубчатого кольца, расположенного в зоне вращения трехперого ножа и служащего для предварительного измельчения хрящей, сухожилий и соединительной ткани. Кроме того, это кольцо предотвращает излишнее вращение мяса, измельчаемого ножом.
Устройство (рисунок 16) состоит из решетки, трехперого ножа 15 и зубчатого кольца. Трехперый нож закреплен на шлицевом валу привода. Лезвия ножа выполнены из твердого сплава и впаяны в его наклонные перья. В случае выхода из строя лезвия можно заменять. Перья ножа имеют скосы по направ- лению к решетке, что способствует проталкиванию измельчаемого продукта сквозь нее.
1 — решетка; 2 — трехперый нож;
3— зубчатое кольцо; 4— корпус; 5—
стопорный вине.
Рисунок 16 - Режущее устройство эмульсионного измельчителя.
Зубчатое кольцо закрепляется в корпусе измельчителя с помощью стопорных винтов. На внутренней поверхности кольца сделаны зубья. Профиль зуба образован двумя прямыми, из которых одна направлена радиально, а вторая — под углом 20—60° к радиусу. Наклон граней впадин к оси кольца
составляет примерно 20°. Торцевой частью зубчатое кольцо вплотную прилегает к решетке.
Режущее устройство работает следующим образом. Твердые частицы измельчаемого продукта, поступающие из загрузочного бункера, дробятся, попадая в пространство между зубьями кольца и торцами перьев ножа.
Раздробленные частицы мяса, соскальзывая по граням зубьев кольца, направляются к отверстиям, решетки, где окончательно измельчаются.
Введение зубчатого кольца в систему режущих органов следует рекомендовать для использования во многих конструкциях измельчителей как эффективное средство снижения нагрева фарша за счет сведения к минимуму трения продукта о внутренние стенки рабочей камеры измельчителей.
Измельчитель вертикального типа фирмы С. Schnell [84] предназначен для окончательного измельчения мяса, свиной шкурки и сухожилий, предварительно пропущенных через волчок. От машин, работающих по принципу нож—решетка, он отличается некоторыми конструктивными особен- ностями двухперого ножа, способом его крепления на приводном валу и регулировкой зазора между ножом и решеткой.
Измельчитель состоит из разгрузочной горловины, соединенной с помощью болтов с камерой измельчения. На фланцах между ними проложено уплотнение. Камера измельчения в верхней части выполнена цилиндрической, а в нижней (зона резания) — конической, что способствует созданию лучших условий резания благодаря направленному под нож движению фарша по наклонным стенкам камеры и, кроме того, большим окружным скоростям резания.
Для предотвращения провертывания мяса вращающимся двухперым ножом на конической части камеры измельчения расположены четыре ребра прямоугольной либо трапецеидальной формы. Ребра расположены над двухперым ножом с небольшим зазором.
Для удобства обслуживания измельчителя камера выполнена откидной на петлях, примыкающей к корпусу, в свою очередь смонтированному на станине.
Между фланцами камеры и корпуса проложено уплотнение. Корпус снабжен съемным разгрузочным патрубком. В верхней части корпуса имеется расточка, в которой закреплена режущая решетка. Внутри корпуса, кроме того, расположен лопастной разгружатель. Во избежание попадания окончательно измельченного фарша из корпуса в станину и с целью предотвращения его потерь в нижней части лопастного разгружателя и корпуса предусмотрено специальное сальниковое уплотнение.
Двухперый нож и лопастной разгружатель закреплены на удлинителе вала электродвигателя и прижаты друг к другу сверху цилиндрической гайкой, навинчиваемой на резьбовой конец удлинителя. Нож соединяется с удлинителем через промежуточную втулку с помощью двух шпилек.
Двухперый нож выполняется в нескольких вариантах: Целым или со вставными лезвиями, причем крепление последних также может быть разным.
Лезвия крепятся болтами к боковым поверхностям перьев ножа либо делаются вставными в специальные прорези в перьях и затягиваются болтами. На
наружной поверхности перьев ножа сделана зубчатая насечка, служащая для дополнительного дробления фарша.
За счет изменения величины зазора между ножом и решеткой регулируют скорость прохождения фарша через решетку, а, следовательно, и степень его измельчения. Регулирование зазора осуществляют с помощью винтового меха- низма, шестерня которого жестко связана с подшипниковой гильзой.
Проворотом маховичка этого механизма вращают подшипниковую гильзу, заставляя ее в зависимости от направления вращения подниматься или опускаться по резьбе в станине измельчителя. Вместе с подшипниковой гильзой перемещается и удлинитель вала со смонтированным на нем ножом.
Если фарш холодный и проходит быстро, не успевая достаточно хорошо измельчиться, двухперый нож немного приподнимают над решеткой, и наоборот, если фарш вытекает медленно и сильно нагревается, значит, решетка частично затянута соединительной тканью, ее необходимо срезать, для чего нож нужно сильнее прижать к решетке.
В измельчителе предусмотрена блокировка — пуск электродвигателя возможен только при закрытой загрузочной горловине.
Работает измельчитель следующим образом. Предварительно измельченное на волчке мясо (шрот) смешивают с водой в количестве, предусмотренном технологией для данного сорта колбасы, и загружают в горловину. За счет быстрого вращения лопастного разгружателя (2980 об/мин) под решеткой создается разрежение.
Под действием разности давлений над и под решеткой шрот из загрузочной горловины поступает в режущее устройство. Проходя сквозь перфорацию решетки шрот окончательно измельчается двухперым ножом и через патрубок 9 выбрасывается лопастным разгружателем наружу.
Фирма С. Schnell поставила на Ростовский мясокомбинат три типа измельчителей: FN-75, F-75 и F-46. Машины имеют разные емкости разгрузочных бункеров, установочные мощности и типы приводов двухперых ножей. В измельчителях F-75 и F-46 режущее устройство имеет привод непосредственно от электродвигателя, а в измельчителе FN-75 — от элек- тродвигателя через клиноременную передачу, в этом случае измельчитель монтируется на тележке. Измельчители снабжаются решетками с отверстиями диаметрами 18, 5 и 2 мм.
Измельчитель с разгрузочным устройством [84]. В конструкции измельчителя применены система нож—решетка с непосредственным приво- дом от электродвигателя и дополнительное устройство для выгрузки измельченного продукта с помощью шнекового механизма.
Измельчитель (рисунок 17) состоит из вертикальной станины со встроенным электродвигателем. На станине закреплен корпус режущего механизма, состоящий из двух частей — нижней и верхней; с последней связан загрузочный бункер. Конец вала электродвигателя, выходящий в корпус режущего механизма, имеет резьбу и шлицы, с помощью которых на нем крепятся отбойная шайба, центробежный выгружатель, промежуточное кольцо, многоперый нож и гайка, сжимающая детали между собой.
В расточке нижней части корпуса режущего механизма расположена неподвижная решетка 12, поджатая верхней частью этого корпуса.
К тангенциально расположенному выходному патрубку 13 с помощью накидной гайки присоединено разгрузочное устройство 14. Оно состоит из консольного шнека 15, входящего во внутрь тангенциального патрубка и приводимого во вращение индивидуальным электродвигателем через червячный редуктор 16.
Продукт загружается в бункер 5, попадая на решетку 12 он измельчается ножом 10, проталкивается сквозь нее и центробежным выгружателем 8 отводится к шнеку 15, который выводит фарш наружу.
Автор данного измельчителя рекомендует использовать разгрузочное устройство при производстве сырокопченых колбас.
Рисунок 17 - Измельчитель с разгрузочным устройством:
1 — станина; 2 — электродвигатель; 3 — нижняя часть корпуса режущего механизма; 4 — верхняя часть корпуса режущего механизма; 5
— загрузочный бункер; 6 — вал электродвигателя; 7 — отбойная шайба; 8 — центробежный выгружатель; 9
— промежуточное кольцо; 10
— многоперый нож; 11 — гайка; 12 — неподвижная решетка; 13 — выходной патрубок; 14 — разгрузочное устройство; 15 — консольный шнек; 16 — червячный редуктор.
Не отличаясь от других измельчителей, в которых использован принцип нож—решетка, данная конструкция усложнена введением дополнительного шнекового разгружателя. Это нецелесообразно, так как центробежные выгружатели, подобные примененному в этом измельчителе, вполне отвечают предъявляемым к ним требованиям.
Эмульситатор фирмы The Allbright-Nell Co. [81] предназначен для окончательного иамельчения мяса, пропущенного через волчок. Особенностью его является использование принципа резания, применяемого в волчке, — вращение ножа, прижатого к неподвижной металлической решетке, но с большим числом оборотов (до 2000 в минуту).
Эмульситатор (рисунок 18) состоит из плиты, на которой смонтирован электродвигатель, передающий через клиноременную передачу вращение
полому валу привода режущего устройства. Корпус режущего устройства, выполненный в виде цилиндра, неподвижно закреплен на этой плите и несет на себе две горизонтальные направляющие, по которым вручную перемещается с помощью рычажной системы крышка корпуса с установленным на ней загрузочным бункерам, Такая конструкция корпуса эмульситатора позволяет быстро монтировать и демонтировать режущие органы и легко проводить санитарную обработку их. Корпус эмульситатора снабжен тангенциально расположенным патрубком для вывода наружу измельченного продукта. На патрубке закреплена съемная труба, с помощью которой измельченное сырье может подаваться в мешалку или шприц в зависимости с принятой технологии колбасного производства.
Рисунок 18 - Эмульситатор фирмы The Allbright-Nell Co. (США);
1 — плита; 2 —
электродвигатель; 3 — полый вал; 4
— корпус режущего устройства; 5 — горизонтальные направляющие; 6 — рычажная система; 7 — крышка корпуса; 8 — загрузочный бункер; 9
— патрубок; 10 — труба; 11 — трехлопастный ротор; 12 — опорная решетка; 13 — режущая решетка; 14 — трехперый нож; 15 – стяжная штанга; 16 – втулка.
В корпусе эмульситатора размещены: трехлопастный ротор, выполняющий роль рабочего органа (насоса); опорка; решетка с восемью отверстиями, равномерно расположенными по окружности; одна из режущих решеток с размерами отверстий 1,2; 1,6 и 2 мм и трехперый нож.
Трехлопастный ротор насоса крепится на шлицевом полом валу. Опорная и режущая решетки режущего устройства устанавливаются в корпусе с гарантированным зазором от ротора. Во избежание проворота при вращении
вала решетка связана с корпусом при помощи шпонки. Нож, так же как ротор насоса, посажен на конец шлицевого вала привода.
Ножи, режущая и опорная решетки прижимаются стяжной штангой, пропущенной сквозь полый шлицевый вал. Со стороны ножа штанга заканчивается проточкой в виде шейки, на которую надевается С-образная втулка, по диаметру и высоте соответствующая проточке в ступице ножа. С противоположной стороны на штанге имеется резьба. На резьбовой конец надевается пружина, упирающаяся с одной стороны в торец проточки шкива, посаженного на конец положе шлицевого вала, с другой — в гайку, навернутую на штангу с помощью рукоятки до полного сжатия пружины. При этом штанга, втягиваясь вовнутрь полого шлицевого вала через С-образную втулку, прижимает нож к режущей решетке. Такая затяжка соответствует максимальному давлению ножа на решетку, равному 200—250 кг. В зависимости от сырья и размера отверстий установленной режущей решетки уменьшением сжатия пружины (отвертыванием гайки) регулирующей силы прижатия ножа. В связи с тем, что соединительная ткань накапливается на режущей решетке, а это ведет к повышению нагрева измельчаемого сырья и снижению производительности, такая регулировка очень важна, так как обеспечивает полное прилегание ножа к решетке и тем самым постоянное срезание соединительной ткани.
Во избежание вращения фарша вместе с ножом, особенно при измельчении продукта, содержащего хрящи и крупную соединительную ткань, в корпус, на режущую решетку, в зоне вращения ножа устанавливают специальное кольцо, имеющее на внутренней поверхности острые грани. Кроме того, острые грани кольца способствуют измельчению крупных частиц продукта, отбрасываемых вращающимся ножом на их поверхность.
Эмульситатор работает следующим образом. При отведенной крышке с закрепленным на ней загрузочным бункером и собранном режущем механизме вокруг ножа и решетки плотно укладывают некоторое количество фарша, достаточное для заполнения корпуса режущего устройства. Затем закрывают крышку и через бункер уложенный фарш подпрессовывают. Это делается для предотвращения трения ножа о решетку и засоса в полость режущего механизма воздуха, который препятствует поступлению фарша из бункера при его загрузке. Во время работы эмульситатора бункер по этим причинам должен быть постоянно заполненным.
При вращении трехлопастного ротора за опорной решеткой создается разрежение, благодаря чему фарш из бункера подается на режущий механизм.
Процесс резания осуществляется так же, как в волчке. Измельченный продукт, пройдя сквозь опорную решетку, попадает на лопасти ротора, а последний, работая как центробежный насос, выбрасывает его через тангенциально расположенный выводной патрубок корпуса наружу.
Достоинствами эмульситатора являются:
- низкое размещение центра тяжести, вследствие чего явления вибрации и шума снижены;
- низкое расположение загрузочного бункера, облегчающее эксплуатацию;
- сравнительная долговечность ножа за счет применения впаянных лезвий из твердых сплавов и удобство их заточки за один проход шлифовального круга;
- простота регулировки прижима ножа к режущей решетке в зависимости от вида и сорта мяса;
- легкость монтажа и демонтажа режущего механизма, доступность санитарной обработки и безопасность в обслуживании.
К недостаткам эмульситатора следует отнести:
- большую занимаемую площадь;
- сравнительно высокую энергоемкость;
- трение в процессе резания режущих органов друг о друга, что может при недостатке сырья привести к образованию металлической стружки.
По этой причине до начала работы необходимо обязательно заполнить фаршем режущий механизм и не перерабатывать весь находящийся в бункере фарш. В результате необходимы дополнительные затраты труда на очистку режущего механизма.