Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Совершенствование технологического оборудования для первичной обработки рыбы опыт, проблематика, системный подход. Монография.pdf
Практический и научный интерес представляют зарубежные машины для
доработки филе (триммирования), вырезки остаточных костей и порционирования филе. Отечественными моделями в настоящее время такая техника не представлена.
Машина Baader 988 предназначена для доработки филе лосося. Операторы загружают правые и левые филейчики со шкурой приголовком вперед на
полотно конвейера. Филейчики проходят под видеокамерой, которая передает
изображение на ЭВМ во время перемещения. После определения параметров
филейчиков ЭВМ передает управляющую информацию на режущие инструменты. При достижении филейчиками ножей последние совершают рассчитанный рез: производится рез спинки, затем рез брюшка. Во время реза филе
удерживается на полотне при помощи вакуума. Положение ножей может быть
изменено оператором при помощи сенсорного экрана. Обрезки брюшек и спинок отводятся из машины при помощи желобов. Особенностью данной машины
является наличие системы технического зрения для сканирования геометрической формы филейчиков и управляющего блока для расчета параметров резания. Параметры резания для определенных видов продукции хранятся в памяти
ЭВМ.
Известно приспособление PBR 960-E фирмы FTC Sweden (Швеция) для
удаления костей из свежего или копчёного рыбного филе. Принцип действия
основан на выщипывании мелких костей из филе с последующим их удалением
по гибкому шлангу вакуумной системы. Рабочая головка закреплена на гофрированной рукоятке.
Компания Marel (Исландия) разработала автоматическую линию для обнаружения и удаления межмышечных костей из рыбного филе. При внедрении
данной линии количество обслуживающего персонала сокращено на 50 %, использование сырья увеличено на 6-8 %. Значительно увеличен выход готовой
продукции в виде бескостного филе за счет более экономного удаления мелких
костей из филе без потерь мяса по сравнению с традиционным удалением костей V-образным резом.
141
После филетирующего оборудования филейчики перемещаются на линию тримминга, где производится подравнивание филейчиков, обрезка брюшной полосы с целью полного удаления нематод. Мелкие кости извлекаются из
филе на машине фирмы Carnitech. Особенностью линии является то, что она
укомплектована установкой “SensorX” для обнаружения костей в филе при помощи рентгеновских лучей, способных идентифицировать костные включения
размером 0,25 мм. Детектор (BoneDetector) дает точную картину расположения
остаточных костей в мясе филе, дефектные филейчики автоматически отводятся на участок инспекции для последующей доработки. Качественное филе перемещается на весосортировочные и порционирующие машины.
Машина BoneScan фирмы Spectral Fusion Technologies (Великобритания)
также выполняет автоматический контроль наличия мелких костей в филе с использованием рентгеновских лучей. Обрабатывается филе лосося, трески, камбалы, луциана. Обеспечивается обнаружение рыбных костей диаметром до
0,5 мм в солёной среде. Филе после триммирования загружается на подающий
конвейер и проходит через рентгеновскую сканирующую установку. Цифровое
изображение филе передается в ЭВМ, которая по заданной программе либо
пропускает продукт, либо отводит его на инспекционный стол для тщательного
осмотра. Машина имеет высокую производительность, что позволяет встраивать её в рыбоперерабатывающие линии. Обеспечивается уровень точности
99 %, уровень ложных отбраковок не превышает 3 %. В установке поддерживается заданный уровень влажности и температуры, что связано с наличием генератора напряжения 30 кВ, а также имеется автоблокировка. Основными недостатками машины является её конструктивная сложность и высокая стоимость.
3.5 Оборудование для порционирования рыбы и филе
Отечественными и зарубежными проектными организациями разработаны и до настоящего времени эксплуатируются порционирующие машины на
основе блока плоскопараллельных дисковых ножей. В таких изделиях не
142
предусмотрены измерительные приспособления, механизмы настройки, а переналадка на другую ширину порций осуществляется вручную - путём замены
блока ножей. Данные машины являются средствами малой механизации и не
обладают производственной гибкостью. Положительной особенностью этих
моделей является простота конструкции и малая стоимость.
Для порционирования филе и рыбы на отечественных предприятиях широкое распространение получила конвейерная порционирующая машина, состоящая из ленточного конвейера и ножевого вала, установленных на станине и
приводимых во вращение одним электродвигателем. На ленте конвейера закреплены пластмассовые лотки, имеющие по всей длине углубления, в которые закладываются тушки. На ножевом валу равномерно установлены дисковые ножи, между которыми закреплены проставочные втулки, которые определяют расстояние между ножами и ширину кусков порционированной рыбы.
Кроме того, в лотках выполнены прорези, в которые при резании заходит дисковые ножи. При изменении ширины нарезаемых кусков наладчиком вручную
заменяются проставочные втулки, а лотки не меняются, поскольку в них выполнены прорези для нарезания кусков различной ширины.
Одной из самых эффективных разработок является автоматическая порционирующая машина IMP III LaserEye с компьютерным управлением фирмы
Marel, созданная в двух разновидностях: однопоточная модель X-300 предназначена для малых предприятий, двухпоточная модель X-600 - для средних и
больших предприятий. Машина одновременно обрабатывает правосторонние и
левосторонние филейчики в раздельных потоках. Устройство рассчитано на переработку лососевых и белых рыб в составе линий, выполняющих филетирование, тримминг, порционирование, сортирование, упаковку, замораживание).
Особенностью машины является компьютерная система LaserEye, построенная
на базе технического зрения. Лазерное сканирующее устройство производит
трехмерное распознавание каждого филейчика. Компьютер оценивает форму
каждого экземпляра и рассчитывает оптимальные параметры резания (масса,
форма и количество кусочков) в соответствии с программами, хранящимися в
143
постоянной памяти. Автоматически выбирается наиболее экономичная конфигурация резания с целью оптимального подбора партии готовой продукции на
весосортировочной машине в линии. Автоматическое управление машиной
осуществляется при помощи управляющего блока M 3000, выдающую информацию о ходе процесса на цветной графический дисплей. Оператор имеет возможность при помощи сенсорной клавиатуры изменять параметры процесса и
вводить команды. Машина имеет встроенное диагностическое программное
обеспечение, контроллер для удаленного управления через сеть Интернет.
Точность и качество нарезки филе существенно выше по сравнению с
ручной работой высококвалифицированных рыбообработчиков. Машина отличается простой конструкцией, несложной кинематикой, минимумом движущихся частей, подверженных износу.
В целом технические решения компании “Marel” характеризуются широким применением в рыбоперерабатывающем оборудовании вычислительной
техники и электронных обмеряющих систем, что приводит к значительному росту производительности, повышению универсальности и точности обработки.
Оборудование для порционирования проектирует и выпускает фирма
“Norfo A/S” (Дания), разработавшая линию для нарезания и порционирования
рыбных продуктов. Линия предназначена для обработки блоков мороженого
продукта, которые нарезается на тонкие полосы (пластины), а затем на небольшие порции. Порционирование осуществляется набором дисковых ножей, смена которых предусматривается при изменении формы нарезки.
Машина Norfo FS 600 разработана для порционирования мороженого
рыбного филе. Оператор укладывает продукт на ленту подающего конвейера,
который перемещает филе в блок нарезки. Резание осуществляется двумя дисковыми ножами, стандартное расстояние между которыми составляет 10 мм.
При переходе на другой вид продукции и форму нарезки устанавливается
сменный набор ножей. Толщина дисковых ножей зависит от высоты обрабатываемого продукта. Скорость движения конвейера регулируется бесступенчато.
Машина Norfo PC 2000 предназначена для порционирования рыбного
144
филе на ломтики заданной формы массой от 20 до 300 г. Машина оснащена
сканирующим устройством, которое обмеряет филе и передает информацию в
ЭВМ. На основании полученных данных рассчитывается площадь сечения среза и вычисляется необходимое расстояние между соседними резами для получения ломтиков заданной массы. ЭВМ управляет исполнительным механизмом,
который выполнен в виде дискового ножа, установленного на поворотном рычаге поперек ленты конвейера, а также шаговым приводом конвейера. Наличие
ЭВМ позволяет программным способом изменять виды нарезки в зависимости
от вида и размеров рыбного филе. Производительность составляет 60 ломтиков
филе в минуту. Точность формирования порции составляет ±5 г.
Машина Norfo PC 3000 разработана для порционирования филе и круглого продукта на ломтики массой от 100 до 200 г. Филе нарезается под углом от
0 до 45º, а круглый продукт – на порции заданной длины. Машина имеет лазерное сканирующее устройство, обмеряющее профиль продукта. Измерительная информация поступает в ЭВМ, которая на основе заданных программ оптимизирует параметры нарезки, что сокращает количество отходов и повышает
выход продукции. Машина имеет весоконтрольное устройство, что позволяет
формировать по заданной программе партии готовой продукции.
Порционирующая машина Rosoma 400 фирмы Rostocker Sondermashinen
(ФРГ) предназначена для нарезки филе (со шкуркой или обесшкуренное), а
также кальмара. Изделие используется как отдельная машина с оперативным
подводом сырья и отводом готовой продукции, так и интегрируется в производственную линию. Слайсер нарезает филе рыбы, а также трубочки кальмара
толщиной до 25 мм, полосками шириной 15 мм. При нарезке на кусочки другой
ширины требуется модифицировать машину.
Машина работает следующим образом. Филе рыбы укладывается вручную поперек конвейера при работающем конвейере. При нарезке филе со шкурой филе укладывается шкурой наверх. По конвейеру рыба подается на участок
нарезки и проходит через вращающие дисковые ножи. Масса филейчика
50-200 г. Пропускная способность – 60 филе/мин (при обслуживании одним
145
рабочим), 400 кг/ч (в зависимости от размера рыбы, кальмара). Ширина нарезки 15 мм, определяется расстоянием между ножами, возможна различная ширина при доукомплектовании машины. Размеры филе: длина 70 -300 мм, ширина 30 -120 мм, высота 10 – 25 мм. Обслуживание – один или два рабочих для
укладывания филе, конвейер для укладки филе может быть удлинен для создания дополнительных рабочих мест. С конвейера полоски (кусочки) филе попадают в подготовленную емкость. Конвейерная лента легко снимается для чистки при помощи рычажного механизма. Пропускная способность максимум
1300 филейчиков (филе сельди) в час в зависимости от скорости укладки рыбы,
при нарезке других пород рыб и размеров возможны отклонения.
Порционирующая машина NPJ-3000 фирмы Nikko (Япония) является высокоскоростным слайсером, который вырабатывает 3100 рыбных ломтиков в
час. Машина обслуживается одним оператором на загрузке. При помощи специальных ножей и системы прижима, все ломтики получаются одинаковой
толщины размера. Особенностью слайсера являются управляемые дисковые
ножи, которые установлены на вращающейся основе, и автоматически действуют в двух плоскостях – горизонтальной и вертикальной. Установка сканирует обрабатываемую рыбу или филе, определяя размеры и вес продукта. Приближаясь к хвостовой части филе, ножи совершают движения под максимальным наклоном, делая маленькие кусочки визуально большими по объему. Кроме того оператор самостоятельно задает требования к нарезке, определяя вес,
ширину и высоту каждого кусочка. Основными преимуществами изделия являются значительный угол поворота и наклона ножей, удобная загрузка филе и
рыбы, способ нарезки с изменяющимся углом, возможность программирования
веса и толщины ломтиков, удобное техническое обслуживание и мойка.
Машина SM 5290 фирмы Salmco (ФРГ) разработана для порционирования рыбы и филе на кусочки заданного размера. Тушки рыбы укладываются на
операционный конвейер в несколько рядов и перемещаются к рабочему органу,
выполненному в виде ленточного ножа. Режущий инструмент закреплён на раме, имеющей возможность возвратно-поступательного движения в вертикаль-
146
ной плоскости. В машине предусмотрена возможность регулирования наклона
ножа, что позволяет выполнять наклонный рез филе и вырабатывать визуально
крупный продукт. Недостатком конструкции является отсутствие измерительных устройств и прижимных приспособлений.
Фирма Salmco также выпускает порционирующую машину SM 5490, отличающуюся от предыдущей модели наличием двух конвейеров. Это позволяет
одновременно обрабатывать одним режущим инструментом два потока продукта и повысить производительность линии. Для нарезки на порции филе крупных рыб лососёвых пород разработана машина SM 5410, включающая два операционных конвейера и режущий инструмент, который выполнен в виде ленточного ножа. Модель SM 5500 имеет подвижный операционный стол, на который укладывается филе крупной рыбы. Ленточный нож расположен горизонтально и закреплён неподвижно. При перемещении стола вертикально и горизонтально, нож осуществляет резание в горизонтальной плоскости и нарезает
филе на требуемое количество слоёв. Движением операционного стола и конвейером управляет микроЭВМ по заданной программе порционирования.
В качестве особого вида оборудования необходимо отметить машины для
резания рыбных продуктов водяной струей. При этом вода подается под давлением до 400 МПа. Из сопла гидроголовки инжектируется высокоэнергетическая
струя, которая разделяется на отдельные капли, разрывающие клеточные структуры обрабатываемого продукта. Разрезаются рыбные кости и мясо филе. Преимуществами такого гидроструйного способа резания является отсутствие повреждений по краям разреза, отсутствие загрязнений продукта инструментом, а
также легкое изменение траектории резания. Поскольку гидроструйный режущий инструмент может управляться от ЭВМ, с помощью программного обеспечения выбираются различные формы резания. Кроме того, отсутствует необходимость периодической заточки и чистки инструмента, существенно снижается количество отходов. Гидроструйное резание применяется для нарезания
рыбы, порционирования филе, вырезания костей из филе, триммирования, удаления голов и плавников, обесшкуривания.
147
Характерным представителем данного вида оборудования является машина для гидроструйного резания фирмы Frigoscandia (Швеция). Встроенная
ЭВМ обеспечивает наиболее рациональный ход порционирования по заданной
массе с учётом требований технологии. Рыба или филе подается в машину операционным конвейером, после чего сканируется двумя видеокамерами, формирующими объёмное изображение. При выработке необходимых данных изделие разрезается струей воды с производительностью до 145 рыб в минуту. В
машине увеличен выход продукта за счёт тонкого разреза мышечной ткани, а
также практически исключается его обсеменённость в процессе обработки.
3.6 Весоконтрольное и весосортировочное оборудование
Функции учёта и контроля веса сырья и продукции на всех стадиях переработки осуществляются технологическим оборудованием, которое представлено весами, весоконтрольными автоматами, весосортировочными устройствами и дозаторами. Отечественными разработчиками весоконтрольного и весосортировочного оборудования для рыбной промышленности являются
ОАО НПО “Рыбтехцентр”, НПП “Техновесы”, “Тензо-М” и другие компании.
Отраслевой опыт показал малую перспективность применения на рыбоперерабатывающих производствах весоконтрольной техники общепромышленного назначения. Такое оборудование основано на механических принципах
действия и зачастую не имеет индикации. Конструкция подобных устройств не
учитывает специфику условий на рыбопромысловых судах, а именно: вибрацию, качку, переменные гравитационные силы, высокую влажность и перепады
температуры. Использование общепромышленных весоизмерительных приборов приводит к их крайне низкому сроку службы и практической неремонтопригодности, а также к значительной погрешности взвешивания в условиях
качки, что приводит к перерасходу сырья.
Весоконтрольные автоматы разрабатываются ОАО НПО “Рыбтехцентр” с
середины 1960-х годов для применения на рыбоконсервных производствах.
148
Оборудование предназначено для контроля веса консервных банок с продуктом
и разделения их на несколько потоков – “недовес”, “перевес”, “норма”. Несмотря на то, что разработанные весоконтрольные автоматы имеют механические
принципы действия, их использование в составе комплексномеханизированных линий повышает производительность труда, обеспечивает
поточность производства, снижает потери сырья, сокращает производственные
площади, повышает качество готовой продукции.
Весоконтрольный автомат Н2-ИВА 105 роторной конструкции осуществляет контроль и сортировку на три потока круглых и фигурных банок
№ 2, 3, 6, 17, 19, 21. Теоретическая производительность автомата составляет
120 банок в минуту. Сортирование банок по потокам “недовес”, “перевес” и
“норма” осуществляется механическим взвешивающим устройством, в котором
вес банки уравновешивается эталонным грузом, закрепленном на коромысле.
Преимуществом указанного весоконтрольного автомата является возможность
косвенной оценки точности и стабильности работы набивочных машин, например, Н2-ИНА 115. При изменении параметров работы рабочего органа (вибратора) набивочной машины вследствие несвоевременной настройки или изменения характеристик рыбного сырья происходит отклонение массы рыбы в банках
от заданного номинального значения. Это фиксируется при массовом направлении контролируемых банок в одну из фракций (“перевес” или “недовес”) весоконтрольного автомата.
ОАО НПО “Рыбтехцентр разработан и выпускается автомат для контроля
массы твердого компонента и дифференцированной заливки Н2-ИВА 106. Автомат подаёт в круглые и фигурные консервные банки № 2, 3, 6, 8, 17, 19, 50, 55
растительное масло дозами от 5 до 110 г. Наладка и регулировка взвешивающего устройства указанного автомата осуществляются таким же образом, как в автомате Н2-ИВА 105.
Весоконтрольный автомат Н2-ИВА 108 линейной конструкции осу-
ществляет контроль и сортировку на три потока банок № 14. Изделие получило
широкое распространение и предназначено для работы в составе комплексно-
149
механизированных линий по производству рыбных консервов и пресервов, в
том числе – в судовых условиях. Теоретическая производительность автомата
составляет 48 банок в минуту. Сортировка банок по потокам “недовес”, “перевес” и “норма” осуществляется исполнительными механизмами электромагнитного типа. Обеспечивается компенсация погрешностей, вносимых качкой
суда и загрязнением рабочей платформы. Преобразование величины перемещения измерительного механизма в электрический сигнал осуществляется мостовыми схемами, включающими механотроны. Преимуществом автомата
Н2-ИВА 108 является наличие системы автоматического управления, связанной с электромагнитами сортировочного механизмами. Известен также весоконтрольный автомат Н2-ИВА 107, который является однотипным с автоматом
Н2-ИВА 108. Прототипом для вышеуказанных весоконтрольных автоматов
Н2-ИВА 107, Н2-ИВА 108 является автомат Н2-ИВГ конструкции
ОАО НПО “Рыбтехцентр”.
Основными недостатками отечественных весоконтрольных автоматов являются невысокое быстродействие, низкая точность измерения веса, сложность
кинематических схем, сложность и низкая надёжность систем автоматического
управления, наличие значительного количества механических приспособлений,
требующих предварительной точной настройки. Автоматы не обладают универсальностью, поскольку осуществляют сортировку только консервной продукции. Изделия характеризуются высоким уровнем производственного шума,
а для их обслуживания требуется наличие высококвалифицированного персонала.
В то же время, для автоматического контроля весовых характеристик
рыбной продукции за рубежом проектируются и выпускаются весоконтрольные
конвейерные устройства с микропроцессорным управлением. Практически во
всех моделях такого оборудования за весовым конвейером установлен сортировочный конвейерный блок, снабжённый быстродействующими заслонками, которые имеют пневматический или электромеханический привод. Управление
заслонками осуществляется ЭВМ, которая по заданной программе направляет
150