2.2. Класифікація обладнання для різання

Машини для різання класифікуються по таких ознаках:

1. Конструкція й форма різального інструменту.

2.Форма ріжучої поверхні леза: гладка плоска, зубчаста гостра й дугоподібна, з одно й двостороннім заточенням.

3.Режим руху різального інструменту щодо продукту: – поступальне, обертальне, коливальне.

Види й форми ножів показані на мал. 19, 20.

Рис. 19. Види ножів:

а – гладкий дисковий; б - зубчастий дисковий; в – гладкий плоский; г - стрічковий зубчастий; д - серповидний; е - циліндричний; ж - гвинтоподібний; з - ріжуча струна.

Рис. 20. Форми леза:

а - гостра зубчаста; б, в - дугоподібна зубчаста; г, д - гладка одне й двостороннього заточення.

Найпоширеніші в харчовій промисловості – плоскі ножі. Їхні леза можуть бути гладкими або зубчастими.

Для твердих матеріалів (наприклад, заморожені продукти), а також в’язких пружних (м'ясо, свіжий хліб) використовують лезо з гострими зубцями, для пластичних продуктів з низькою твердістю (рослинні й тварини жири, шпиг, сир, варені овочі) – гладке лезо, або з невеликими дугоподібними зубцями.

Стрічкові ножі використовуються для нарізання хліба, м'ясопродуктів. Лезо стрічкового ножа в основному зубчасте. Воно може рухається з великою швидкістю ( до 50 м/с) між двома шківами, завдяки чому досягається висока швидкість і продуктивність різання.

Серповидні й дугоподібні ножі використовують для поперечного різання джгутоподібних матеріалів, і для тонкого подрібнення риби, м'яса, овочів.

Циліндричні й конічні ножі використовуються для нарізання пластичних матеріалів, при обробці овочевої сировини (наприклад, для видалення серцевини плода).

Дискові ножі завдяки простоті конструкції використовуються на підприємствах торгівлі й харчування (нарізання м'ясних виробів, сиру). Їхній недолік - більша поверхня тертя між продуктом і бічною поверхнею ножа. При цьому зникає якість поверхні зрізу й зростає енергоспоживання ріжучого механізму.

Дисковий ніж при правильному конструктивному оформленні здатний втягувати продукт у зону різання.

Ріжуча струна діаметром 0,2 - 2 мм – використовується для нарізання в’язко-пластичних матеріалів однорідної структури (масла, маргарину, цукеркової маси), а також крихких продуктів (наприклад, вафельних аркушів).

2.3. Різальні машини для додання продукції заданої форми

Часто необхідно одержати напівфабрикати й готову продукцію з певною формою - кухля, пластини, шматочки, кубики й ін. Для цього використовують різальні машини, принцип роботи яких базується на відносному русі матеріалу й ріжучого робочого органа.

Рис. 21. Схема рабочего механізму шпигорізки: 1 – приводний вал; 2 – серповидний ніж; 3 – ексцентриковий кулачок; 4 – вилка; 5, 7 - ножові рамки; 6, 8 – пакети ножів; 9 – короб ; 10 – поршень; 11 – система важелів.

Шпигорізки використовуються для нарізання шпику, а також вареного м'яса на кубики, смужки та ін.

Шпигорізка складається з вузлів різання, подачі, завантаження, і привода.

Робоча частина шпигорізки (мал. 21) складається із приводного вала 1, на який закріплений серповидний ніж 2 і ексцентриковий кулачок 3, розташований у захваті вилки 4. При обертанні вала рух від кулачка передається вилці й ножовій рамці 5, яка робить зворотно-поступальні рухи в горизонтальному напрямку. У рамці 5 закріплений пакет плоских ножів 6. Рамка 5 через систему важелів 7 передає рух рамці 7, яка рухається у вертикальному напрямку. На рамці 8 теж закріплений пакет ножів 8.

Ріжучий механізм установлено біля короба 9, у якому переміщається поршень 10. Штовхач може робити безперервний або пульсуючий рух від механізму подачі.

Короб може бути поворотним і складатися з декількох секцій: під час нарізання продукту в першій секції інші заповнюються продуктом. Це збільшує продуктивність машини.

Розміри перерізаних шматочків визначаються відстанню між плоскими ножами в рамках; а також величиною подачі продукту за один оберт серповидного ножа.

Продуктивність шпигорізки:

, кг/с

де: a і b – розміри перетину короба, м; v – швидкість подачі шпику уздовж короба, м/с;

c – подача шпику штовхачем на один оберт серповидного ножа;

n_c – частота обертання серповидного ножа в секунду;

ρ – густина шпику, кг/м³;

φ – коефіцієнт, що враховує густину укладання шпику в коробі.

Рис. 22. Схема дискової овочерізки: 1 – корпус; 2 – диск; 3 – ніж; 4 – корпус; 5 – бункер; 6 – продукт.

Дискова овочерізка. Робочим органом дискової овочерізки (мал. 22) є обертовий диск 2. На диску закріплені плоскі або серповидні ножі 3. Лезо ножа припіднято над диском. Корпус 4 овочерізки над зоною різання має форму клина з певним кутом підйому – це сприяє надійній фіксації продукту під час різання. Умова фіксації продукту - кут подзема корпуса повинен бути менше кута тертя продукту по його поверхні.

Сировина 6 з бункера 5 подається в зону різання, і під дією відцентрової сили заклинюється між корпусом і диском.

Форма відрізаного шматочка визначається формою леза ріжучого органа.

Рис. 23. Схема хліборізальної машини з пакетом пластинчастих ножів: 1- транспортер вивантаження; 2 – пакет ножів; 3 – транспортер, що притискає; 4 – транспортер подачі; 5 – двигун; 6 – зубчаста передача; 7 – колінчатий вал; 8 – черв'ячна передача.

Хліборізальні машини.

Розглянемо приклад хліборізальної машини (мал. 23) з пакетом пластинчастих ножів, що роблять зворотно-поступальний рух.

У машині в двох ножових рамках закріплені зубчасті ножі 2. Рамки з ножами роблять зворотно-поступальний рух .

Привод механізму машини здійснюється від двигуна 5 зубчастою передачею 6 на колінвал 7, який через шатуни й повзуни передає ножовим рамкам зворотно-поступальний рух. Від колінвала через черв'ячний редуктор 8 за допомогою ланцюгових передач 9 і 10 рух передається приводним валам транспортерів подачі 4 і вивантаження 1. Транспортеру, що притискає, 3 рух передається від приводного вала транспортера подачі 4 зубчастою й ланцюговою передачею.

Хліб транспортером подачі 4 подається до ножових рамок 5. Його переміщення в зоні різання забезпечується транспортерами 3 і 4, а також під дією зусилля з боку наступного виробу.

У машині дві ножові рамки, які рухаються в протилежних напрямках. Завдяки цьому врівноважуються зусилля різання, що діють на продукт від кожної рамки, і продукт не рухається разом з ножами.

Нарізані скиби відводяться від ножів транспортером 1. Товщина нарізаних шматків - від 9 мм. Продуктивність - до 500 виробів за годину.

Хліб перед нарізанням витримується мінімум 5 годин, свіжий хліб при різанні буде деформуватися, кришитися й налипати на ножі. Тому такі машини використовують для нарізання хліба на підприємствах малої потужності, а також нарізанні сухарних шпал.

Рис. 24. Схема хлеборізальної машини зі стрічковими ножами: 1 – механізм подачі; 2 – стрічковий ніж; 3 – ролики; 4,5 – приводний і натяжний барабани; 6 – привод; 7 – фотодатчик; 8 – механізм відводу; 9 – хліб.

Зазначені недоліки відсутні в сучасних різальних машинах зі стрічковими ножами. Робочим органом таких машин є стрічкові зубчасті ножі, які зварені своїми кінцями й рухаються між двома шківами.

Хліб подається на механізм подачі 1 (мал. 24), який складається з нижнього, що подає й верхнього, що притискає транспортерів. Вони подають хліб до пакета стрічкових ножів 2 зі швидкістю 3-8 см/с. Ножі рухаються між двома барабанами зі швидкістю до 10 м/с. Нижній барабан 4 – приводний, він приводиться в рух від привода 6, верхній барабан 5 - натяжної. Напрямні ролики 3 забезпечують потрібне положення ножів у зоні різання, повертаючи різальну кромку на 90 град. Розташування роликів дозволяє одним ножем відрізати одночасно 2 шматка хліба. Продукт не захоплюється ножем, а перебуває в рівновазі, тому що ножі в площині різання з різних сторін напрямного ролика рухаються в протилежні сторони.

Нарізаний хліб фіксується фотодатчиком 7. При вступі сигналу від фотодатчика спрацьовує механізм відводу 8 нарізаного хліба до пакувальної машини.

Ця машина забезпечує високу швидкість руху різального інструменту. Відомо, що при високих швидкостях різання знижуються зусилля різання й знижується деформування продукту під ріжучою кромкою леза. Тому на такому обладнанні можливо нарізати хліб після витримування менш двох годин (у попередній конструкції хліб витримується 4-6 годин, втрачаючи свіжість), забезпечуючи високу продуктивність процесу і якість поверхні зрізу.

Аналогічні по конструкції машини використовуються для розрізання м'ясних туш на м'ясопереробних комбінатах. Тушу розрізають одним зубчастим ножем, який, залежно від типу машини, робить зворотно-поступальний рух, або стрічковим зубчастим ножем, який заварений за кінці й рухається між двома шківами.