Вопрос 6. Машины для тонкого измельчения мяса

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.

Куттеры

К этой группе относят разнообразные по конструкции машины: чашеч­ные куттеры: куттеры с неподвижным горизонтальным или вертикальным корпусом; куттер-мешалки; куттеры с вращающимся цилиндрическим кор­пусом. Все эти машины объединяет характерная конструкция режущего ме­ханизма, основой которого является нож с криволинейной режущей кром­кой, закрепленный консольно на вращающемся валу и осуществляющий «безподпорное» свободное резание. Конфигурация режущей кромки ножа связана с конструкцией всей машины, свойствами исходного материала и конечного продукта.

Чашечные куттеры — универсальные измельчительные машины с широким диапазоном возможных технологических операций. Несмотря на то что чашеч­ные куттеры являются машинами периодического действия, в современном кол­басном производстве они остаются основными при производстве высококачест­венных колбас, сосисок и сарделек как однородных, так и с добавками в виде кусочков, например кубиков шпика. Причиной тому является простая транс­формация режущей головки куттера в зависимости от технологических требова­ний, широкий диапазон изменения скоростей резания и подачи сырья. Диапазон возможных технологий расширяют за счет использования герметичных куттеров, в которых процессы происходят в вакууме, среде инертного газа, при повышен­ных температурах (варка), при принудительном охлаждении или замораживании жидкой углекислотой или сжиженным азотом.

Принципиальная схема чашечного куттера показана на рис. 23. Он состоит из четырех основных механизмов: режущего А, подающего Б, выгрузки В и за­грузки Г.Кроме этих механизмов, некоторые куттеры снабжают дозаторами во­лы, льда, вакуумными системами, системами подачи теплоносителя и хладаген­тов. Все механизмы и дозаторы управляются вручную с пульта или с помощью микропроцессора.

Рис. 23. Принципиальная схема чашечного куттера:

1 — тележка; 2 — подъемник: 3 — ножевая головка. 4 - ножевой вал; 5 — подшипниковые опоры; 6 — чаша; 7— тарелка; 8— вал; 9 – электродвигатель; 10 — опора; 11 — продукт; 12 — вал чаши; А - режущий механизм; Б — подающий механизм; В - механизм выгрузки; Г — механизм загрузки.

Режущий механизм состоит из ножевой головки 3, закрепленной на валу 4, который устанавливают в подшипниковой опоре 5. Ножевую головку собирают из нескольких ножей (от 3 до 12) с криволинейной режущей кромкой. Ножевая головка вращается с частотой до 90 с^-1.

Обрабатываемый продукт 11помещают в чашу 6 подающего механизма. Чаша представляет собой часть тора. Ее устанавливают горизонтально в подшипнико­вой опоре 13 и приводят во вращение через вал 12 с частотой до 0,33 с^-1 в зависи­мости от величины наружного диаметра чаши. При вращении чаши продукт пе­риодически попадает в зону резания и измельчается.

Механизм выгрузки состоит из тарелки 7, наружный диаметр которой ра­вен внутреннему диаметру поперечного сечения тора. Тарелку изготавливают из легких сплавов или пластмасс. Ее закрепляют на валу 8, который соединен с электродвигателем 9. При выгрузке продукта тарелку приводят во вращение и при повороте на опоре 10 вводят в чашу. За счет сил трения продукт выгру­жается из чаши в тележку.

Ряд куттеров оборудуют встроенными механизмами загрузки. Одним из вари­антов механизма является подъемник-опрокидыватель 2, который стыкуют со стандартной тележкой 1 емкостью 0,2 м³. Другой вариант — шнековый транспор­тер-дозатор, который регулируют единой системой управления куттера.

Процесс обработки исходного продукта в чашечном куттере называют куттерованием. Куттерование - сложный процесс, который включает механичес­кие процессы: измельчение, перемешивание и биохимические процессы, свя­занные с разрушением клеточной структуры белка и жира и созданием стойких водо-жиро-белковых эмульсий. Следует указать и на то, что при куттеровании в состав смеси добавляют нитрит, соль, фосфаты, каррагенаны, вкусо-, цвето- и ароматизирующие вещества, которые взаимодействуют с нативными компонентами мяса, образуя в конце процесса фаршевую эмульсию с определенными структурно-механическими свойствами, предельным на­пряжением сдвига (ПНС), липкостью, водосвязывающей способностью, вку­сом, цветом и ароматом. Оптимально прокуттерованная фаршевая эмульсия должна обеспечить при термической обработке получение колбасных изделий с минимальными потерями массы, без отеков и с необходимыми органолептическими показателями.

Производительность чашечного куттера зависит от объема чаши и соответ­ственно от объема единовременной загрузки. Для различных производств в мировой практике выпускают широкую гамму куттеров с емкостью чаши от 5 до 1200л. Все эти Куттеры разделяют на малые, средние и крупные. Малые куттеры с объемом чаши 5. 20. 40. 60, 90л применяют в лабораториях и на малых колбасных предприятиях. Средние куттеры с емкостью чаши 120, 200, 350л являются про­мышленными машинами и используются на предприятиях средних и крупных. Крупные куттеры имеют объем чаши 500, 750. 1200л, и их применяют па пред­приятиях с большой производительностью.

В зависимости от емкости чаши меняется и суммарная установленная мощ­ность электродвигателей привода ножей и чаши. Показатели мощности (кВт) и мощности, приведенной к единице объема чаши (кВт/м³), для средних и крупных куттеров приведены в табл. 2.

Таблица 2. Характеристики куттеров

Мощность электродвигателей	Емкость чаши куттера, л
	200	350	500	750	1200
Установленная, кВт	45… 90	90... 125	105...143	125.. 160	220. .315
Приведенная, кВт/м3	0,22...0.45	0.28...0.38	0.23...0.29	0.17...0,2	0.18...0.26

В микроизмельчителях используют режущий механизм, состоящий из многоперого ножа и решетки, которые применяют и в волчках. Но, в отличие от волч­ков ножи вращаются с частотой до 50 с^-1, а решетки имеют отверстие от 1 до 3 мм. Высокая скорость движения ножей позволяет получать тонко измельченную эмульсию. Для уменьшения сил трения между решетками и ножами их устанав­ливают с гарантированным зазором.

Микроизмельчитель К6-ФИ2-М (рис. 24) предназначен для тонкого из­мельчения предварительно измельченных на волчках фаршей структурно-одно­родных вареных колбас, сосисок и сарделек. Он состоит (рис. 24, а) из станины 1, в которой установлен электродвигатель 16 мощностью 30 кВт и с частотой вра­щения вала 50с^-1.

Рис. 24. Микроизмельчитель К6-ФИ2-М:

а)общий вид:1-станина; 2- корпус режущего механизма;3-ступица;4-разгрузочный диск;5-вал электродвигателя;6-решетка;7-нож;8-фаршепровод;9-приемный колпак;10-подпорный диск;11-фиксирующий винт;12-лабиринтное уплотнение;13-разгрузочный патрубок;14-отбойный диск;15-отводной патрубок;16-электродвигатель;

На фланце электродвигателя и станине закреплен корпус 2 режущего меха­низма. Режущий механизм состоит из решетки 6 и двухперого ножа 7. Решетка вставлена в проточку корпуса, опирается на подпорный диск 10 и зафиксирована винтом 11. Решетка имеет внешний диаметр 240 мм и толщину 10 мм. В ней про­сверлены в шахматном расположении отверстия диаметром 3 мм.

На вазу 5 электродвигателя на шпонке закреплена ступица на которой уста­навливают нож 7и разгрузочный диск 4, снабженный радиальными лопастями. Зазор между решеткой и ножом регулируют с помощью прокладок. Конструкция ножа показана на рис. 24, б. Режущая кромка 1 прямолинейная, образована зад­ним и передним углом, который меньше 90 .

Перо ножа имеет наклон, кото­рый создает эффект насоса, проталкивая сырье через отверстия решетки.

Корпус измельчителя (см. рис. 24,а) закрыт сверху приемным колпаком 9, к которому прикреплена труба фаршепровода 8.

Сырье в виде фарша, измельченного на волчке с диаметром отверстий 3 мм и смешанного с водой и различными добавками, поступает по фаршепроводу под давлением, измельчается и лопастями разгрузочного диска направляется в патру­бок 13 и далее в накопительную емкость.

Для предохранения электродвигателя от попадания мясного сока служат лабиринт­ное уплотнение 12 и отбойный диск 14. Жидкость выводится через патрубок 15.

Производительность машины до 3000 кг/ч, масса 430 кг.

Режущие механизмы эмульситаторов строятся по принципу десмембраторов, в которых одна часть механизма неподвижна (статор), а вторая — вращается (ротор). В эмульситаторах используют: плоские пластины с зубьями на внешней и внутрен­ней образующей; конические зубчатые инструменты; плоские пластины с зубьями на боковой поверхности; конические диски с зубьями на поверхности. Во всех слу­чаях измельчение материала происходит между неподвижными и быстродвижущимися зубьями. Скорость относительного движения зубьев доходит до 30 м/с. Из­мельчение происходит за счет срезания на острых кромках ножей, а также за счет кавитационной составляющей, возникающей из-за пульсации давлений.

Эмульситатор ЯЗ-ФИБ (рис. 26) предназначен для измельчения мясных фаршей, полученных на волчке с диаметром отверстий в решетке 3 мм. Он состо­ит (рис. 26, а) из рамы1, на которой установлен электродвигатель 7 и пульта уп­равления 6. Электродвигатель закрыт кожухом 5. К электродвигателю прикреп­лен режущий механизм 2, корпус которого спереди закрыт крышкой бункера 3 для загрузки. Сбоку на корпусе установлен патрубок 4 для выгрузки эмульсии.

Корпус режущего механизма 1 (рис. 26, б) прикреплен к электродвигателю через переходной фланец 11. В корпусе на шпонке установлен комплект из трех неподвижных 6 дисковых ножей и трех дистанционных колец 7. Весь комплект зажимают гайкой 5.

На вал электродвигателя 13 устанавливают выгружатель, состоящий из втулки 2 и лопастей 10. На втулке выгружателя на шпонке крепят комплект из трех под­вижных дисковых ножей 9 и трех дистанционных колец 8. Затем на втулку выгружателя

\

Рис. 26. Эмульситатор ЯЗ-ФИБ:

а — обший вид; 1 — рама; 2— режущий механизм; 3 — бункер; 4— патрубок для выгрузки; 5 — кожух; 6 —пульт управления; 7— электродвигатель.

б — режущий механизм: 1 — корпус; 2 — втулка выгружателя; 3 — лопасть подающего механизма; 4-- фланец бункера загрузки; 5 — гайка; 6, 9 — непод­вижные и вращающиеся дисковые ножи; 7,8— дис­танционные кольца; 10--лопасть выгружателя; 11 — переходной фланец; 12— сальниковое уплотнение;13— вал электродвигателя.

в, г — неподвижный и вращающийся дисковые ножи

надевают корпус подающего механизма с лопастями 3 и все скрепляют болтом, ввинчиваемым в вал электродвигателя. Толщина ножей подвижных и не­подвижных 8 мм, а дистанционных колец — 9 мм. Поэтому между ножами обра­зуется гарантированный нерегулируемый зазор 0,5 мм. Корпус 1 с переднего тор­ца закрыт фланцем 4 бункера загрузки. Электродвигатель защищен от попадания мясного сока сальниковым уплотнением 12.

Дисковые ножи изготовлены из стали 40X13 и имеют по 30 зубьев. У непод­вижного ножа (рис. 26, в) зубья нарезаны на внутреннем диаметре кольца, у подвижного (рис. 26, г) — на наружном. Зубья неподвижного кольца нарезаны по радиусу и в поперечном сечении с наклоном. Зубья подвижного ножа накло­нены в сторону вращения диска.

Фарш загружают в бункер, далее под действием лопастей подающего механиз­ма он поступает в зону резания, где измельчается ножами. После этого получен­ная эмульсия лопастями выгружателя выводится из машины.

Р ис. 25. Схема режущего механизма микроизмельчителя типа ФД фирмы «Карл Шмель»:1- маховичок: 2- зубчатый ценен, 3 - винтовая шестерня; 4 - винтовая нарезка: 5- подшипниковый корпус; 6 - подшипники: 7- лабиринтное уплотнение, 8, 24, 28 – втулки, 9, 11- ножи; 10, 12- решетки; 13 - патрубок для выгрузки; 14- передняя крышка; 15- маховик; 16, 27- винты; 17- лопастный выгружатель, 18 – сменная вставка, 19 – распорное кольцо решеток, 20 - корпус режущего механизма; 21 - пружина; 22 - ножевой вал; 23 - цанговый зажим; 25 – рукоятка, 26 – корпус механизма регулирования.

8