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
изделие в соответствующий бункер. Таким образом обеспечивается формирование либо группы изделий со стандартной массой, либо группы с заданным
количеством изделий, либо нескольких потоков изделий с различной массой.
Основными зарубежными разработчиками весоконтрольных и весосортировочных систем являются фирмы Marel (Исландия), Goring Ltd. (Великобритания), Haabeth A.S. (Норвегия), AIC (Дания), Scanvaegt
(Дания),
Kurt Bertelsen GmbH (ФРГ), Radwag (Польша) и другие компании. Указанные
предприятия разрабатывают широкий спектр оборудования для непрерывного
измерения весовых характеристик и сортировки рыбной продукции в потоке.
Как показывает анализ, в настоящее время эффективным и универсальным оборудованием для контроля веса и сортировки рыбной продукции являются весосортировочные линии фирмы Marel. Такое оборудование обеспечивает непрерывное измерение веса и автоматическое сортирование рыбопродукции
различных видов – тушек рыбы, рыбного филе, кальмаров, живых омаров, креветок и ястыков с икрой минтая.
Весосортировочное оборудование Sortaweigh
200 фирмы
UK Manufacturer Sortaweigh (Великобритания) предназначено для сортировки
свежего и замороженного филе, целой рыбы и ломтиков. Осуществляется автоматическое взвешивание продукта с помощью динамических весов, установленных под конвейером. Оборудование содержит накопительные бункеры массовых фракций, из которых продукция отводится через съёмные желоба. Поверхность желобов – гладкая, за счёт этого обеспечивается плавное скольжение
продукта без заторов и повреждений. В состав оборудования входит управляющая ЭВМ, содержащая двенадцать программ, а также дисплей, сенсорная панель управления и принтер. Продукция сортируется поштучно по массовым
фракциям, на партии определённой массы, по фиксированному количеству
единиц продукта в упаковочной таре. Гибкость работы оборудования обеспечивается сменой программ в ЭВМ.
Линия NDG-2000 фирмы Nikko (Япония) предназначена для автоматической сортировки и весового контроля рыбы. Сырье загружается оператором на
151
ленточный конвейер и перемещается через лазерный датчик на весоизмерительный модуль. По результатам измерения веса пластиковые заслонки отводят
тушки рыбы и филе в приёмные бункеры. На дисплее отображается информация о текущем режиме работы, измеренном весе и количестве сырья. В целом,
линия является функциональным аналогом установки Sortaweigh 200.
Контрольные конвейерные весы фирмы AIC (Дания) выполняют сортировку продукции на 2-3 группы по весу (“перевес”, “недовес”, “норма”). Весы
имеют две заслонки с механическим или пневматическим приводом. Изделие
имеет электронное табло для индикации веса и параметров настройки. Предел
взвешивания единицы продукта составляет 15 кг, скорость движения ленты
конвейера достигает 85 м/мин.
Высокий технический уровень имеет весосортировочная система фирмы
Kurt Bertelsen GmbH (ФРГ). Оборудование работает со скоростью 200 взвешиваний в минуту и имеет от 1 до 32 управляемых заслонок для сбрасывания продукта с конвейера. Система включает конвейер, датчики для идентификации
продукта, весоизмерительный модуль, сортировочный конвейер с заслонками,
сборные бункеры. Изделие позволяет накапливать в бункерах единицы продукции стандартного веса, группы продукции с заданным весом, группы продукции с заданным количеством единиц.
Удачным техническим решением являются морские весы фирмы Marel
(Исландия), которые позволяют выполнять точное измерение веса в условиях
качки судна. В изделии используются два элемента с тензометрическими датчиками. Первый элемент измеряет вес продукта, передавая информацию в
ЭВМ, а второй элемент постоянно находится под воздействием эталонного груза, также передавая информацию в ЭВМ. При качке судна воздействия на тензодатчики со стороны продукта и эталонного груза изменяются, что позволяет
ЭВМ определить значение отклонения от истинной величины веса эталонного
груза и сделать поправку при вычислении веса продукта.
В целом следует отметить, что применение весосортировочных устройств
с микропроцессорным управлением позволяет повысить качество продукции,
152
автоматически формировать упаковки стандартного веса и заданного состава.
При этом учитывается вес тары и заливок, накапливается информация о количестве произведённой продукции и показателях расхода сырья. Это достигается
за счёт взвешивания продукции в потоке, а также за счёт автоматической сортировки рыбы и филе по весу, размеру, форме и цвету.
3.7 Оценка перспективности отечественного оборудования для первичной обработки рыбы
При разработке нового оборудования для первичной обработки рыбы
должна обеспечиваться конструктивная преемственность. Принцип преемственности в проектировании состоит в том, что такие аналоги или их составные части часто заимствуют и применяют при проектировании новой конструкции. Однако, при оценке возможности использования аналога (составных
частей, заложенных конструктивных решений) необходимо учитывать весь
спектр отличительных особенностей разрабатываемой конструкции, таких как:
масштаб предприятий, для которых она разрабатывается (малое, среднее или
крупное), их финансовое состояние, предполагаемые условия эксплуатации,
специфические особенности обрабатываемого сырья и требуемых видов разделывания.
Проведенный анализ отечественного оборудования показывает, что ранее
созданные машины не соответствуют требованиям универсальности и технологической гибкости. Однако у проектных организаций отрасли имеется рабочая
конструкторская документация на такое оборудование, на основе которой возможна дальнейшая модернизация машин. В то же время документация на зарубежные изделия, а также сведения об их универсальности, надёжности и эффективности в условиях конкурентной борьбы являются недоступными, поскольку считаются и будут считаться технологическими секретами фирм.
Для механизации таких операций, как снятие чешуи, удаление спинных,
грудных и брюшных плавников отечественной промышленностью выпускались
153
только специализированные машины (машины чешуесъемные Н2-ИРА 405,
Н2-ИРА 314, устройство для снятия чешуи Н2-ИРА 410, машина для снятия
чешуи Н20-ИУД, чешуесъемная машина ЧМ-1, барабан чешуесъемный ЧБ-1,
станок для удаления чешуи АС1.4028, станок для отрезания плавников
А8-ИТ2Р, станок для обработки рыбы А8-ИТ2-В, плавникорезка ВМ 445,
устройство плавникоотрезающее Н12-ИОП).
Наиболее универсальное отечественное оборудование создавалось либо
как разделочно-филетировочные агрегаты (универсальные разделочнофилетировочные машины Н2-ИРФ 101, 104, 105, агрегаты разделочнофилетировочные Н2-ИРФ-102, 103) с большими ограничениями по видам,
форме тела, размерному диапазону обрабатываемых рыб, либо как универсальные рыборазделочные машины, предназначенные для разделывания рыбы на
тушку (машина для разделывания рыбы Н2-ИРА 107, машины для разделывания мелких рыб Н2-ИРА 108, Н2-ИРА 110, Н2-ИРС, машины для разделывания
рыбы Н2-ИРА 125, Н2-ИРА 502, машина универсальная рыборазделочная
Н2-ИРА 115, машина рыборазделочная универсальная Н29-ИР2-У).
Системы автоматической настройки рабочих органов всех отечественных
машин являются механическими и не выдерживают конкуренции с зарубежными изделиями. Это обусловлено сложной кинематикой копировальнокулачковых механизмов, сложностью регулировки, большими габаритами,
необходимостью высокой квалификации обслуживающего персонала.
С учётом указанных недостатков существенное значение имеет накопленный в отрасли опыт эксплуатации существующего оборудования. При оценке перспективности конструкций в качестве критериев перспективности узлов и
механизмов приняты характеристики их свойств, которые являются как качественными, так и количественными. Под количественными характеристиками
понимаются параметры механизмов. Под качественными характеристиками
понимаются показатели качества механизмов.
Основные признаки, отражающие свойства узлов и механизмов оборудования на всех этапах жизненного цикла, распределены по следующим группам:
154
показатели назначения; показатели качества; показатели надежности; показатели технологичности; показатели унификации и стандартизации; показатели
безопасности работы и обслуживания; показатели эстетичности и эргономичности; показатели экологичности; показатели патентной чистоты, патентной защиты; показатели условий эксплуатации, техобслуживания и ремонта; показатели экономичности. При оценке значений указанных показателей учитывались
результаты по анализу эксплуатационных данных, оценке фактических показателей надежности оборудования и экспертные оценки. Для экспертизы привлекались специалисты отрасли, имеющие значительный опыт проектирования и
эксплуатации перечисленного оборудования. По каждой из приведенных групп
аналогов эксперты (конструкторы и инженеры-механики отраслевых организаций) с помощью специально разработанных анкет определили изделия, наиболее отвечающие поставленной задаче [512-515].
Универсальные рыбоперерабатывающие машины проектировались
ОАО НПО “Рыбтехцентр” в период с 1980 по 1983 год. Всего выпущено 3 типа
машин: Н2-ИРА 115, Н2-ИРА 115А, Н2-ИРА 125. Наиболее перспективной
моделью является Н2-ИРА 125.
Машины, предназначенные для разделывания групп и видов рыб проектировались в период с 1967 по 1995 год. Всего разработано 20 типов машин:
Н2-ИРА 110, Н2-ИРА 155, Н2-ИРА 156, Н2-ИРС, Н2-ИРА 101, Н2-ИРА 102,
Н2-ИРА 103, Н2-ИРА 103М, Н2-ИРА 104, Н2-ИРА 107, Н2-ИРА 108,
Н2-ИРА 108А, Н2-ИРА 109, Н2-ИРА 117, Н2-ИРА 128, Н2-ИРА 135,
Н2-ИРА 157, Н2-ИРА 320, Н2-ИРА 502. Наиболее перспективными моделями
являются: Н2-ИРА 117, Н2-ИРА 120.
Машины для производства филе проектировались в период с 1980 по
1997 год. Всего выпущено 10 типов машин: Н2-ИРФ 101, Н2-ИРФ 102,
Н2-ИРФ 103, Н2-ИРФ 104, Н2-ИРФ 105, Н2-ИРФ 106, Н2-ИРФ 110,
Н2-ИФА 201, Н2-ИФА 220, Н2-ИРА 303. Наиболее перспективной моделью
является Н2-ИФА 201.
Машин головоотсекающих и порционирующих проектировались 3 типа:
155
Н2-ИРА 170, Н2-ИРА 301-I, Н2-ИРА 301-II. Наиболее перспективной моделью
является Н2-ИРА 170.
Машины для снятия “жучек” и наростов проектировались в период с
1973 по 1991 год. Всего было выпущено 7 типов машин: Н2-ИРА 312,
Н2-ИРА 315, Н2-ИРА 316, Н2-ИРА 318, Н2-ИРА 330, Н2-ИРА 356,
Н2-ИРА 376. Наиболее перспективной моделью является Н2-ИРА 315.
Машин для удаления плавников спроектировано 5 видов: Н2-ИРА 306,
Н2-ИРА 307, Н2-ИРА 321, Н2-ИРА 322, Н2-ИРА 380. Наиболее перспективной
моделью является Н2-ИРА 380.
Машины чешуесъемные проектировались в период с 1978 по 1997 год.
Всего выпущено 6 типов машин: Н2-ИРА 302-I, Н2-ИРА 313, Н2-ИРА 314,
Н2-ИРА 316, Н2-ИРА 405, Н2-ИРА 410. Наиболее перспективной моделью является Н2-ИРА 410.
Машины шкуросъемные проектировались в период с 1976 по 1992 год.
Всего выпущено 7 типов машин: Н2-ИРА 311, Н2-ИРА 319, Н2-ИРА 320,
Н2-ИРА 329, Н2-ИРА 339, Н2-ИРА 349, Н2-ИРА 401. Наиболее перспективной
моделью является Н2-ИРА 329.
Машины шкерочные проектировались в период с 1972 по 1990 год. Всего
выпущено 3 вида машин: Н2-ИРА 150, Н2-ИРА 180, Н2-ИРА 308. Наиболее
перспективной моделью является Н2-ИРА 150.
Машины для разделывания на балык и пласт проектировались в период
с 1987 по 1990 год. Всего выпущено 4 вида машин: Н2-ИРБ 102, Н2-ИРФ 110,
Н2-ИРА 140, Н2-ИРА 141. Наиболее перспективной моделью является
Н2-ИРА 140.
Так, исходя из основных критериев, наиболее универсальными по видовому составу, его размерному диапазону и форме тела являются машины
Н2-ИРА 115, Н2-ИРА 125, Н2-ИРА 502. Из этих трех машин по совокупности
заявленных технико-экономических характеристик удачной является
Н2-ИРА 125. Однако при её эксплуатации выявлен ряд серьезных конструктивных недостатков. Машина Н2-ИРА 502, являющаяся последней модификацией
156
универсальных рыборазделочных машин и аналогом машины Н2-ИРА 115,
но отличающаяся большей степенью унификации узлов и некоторыми конструктивными решениями, в большом количестве не производилась. Естественно, что отсутствие сведений о результатах производственной эксплуатации, ограничивает использование её в этом качестве. Перспективными для использования можно считать элементы компоновки, некоторые конструктивные
решения, узлы и механизмы, входящие в состав этих машин.
В качестве базовых изделий из группы универсальных рыборазделочных
машин приняты конструкции Н2-ИРА 110 и Н2-ИРА 115 (для мелкой и средней
размерной фракции рыбного сырья соответственно). Машины этих марок выпускались большими сериями, эксплуатировались в различных условиях на судах и береговых предприятиях. Они являются наиболее проработанными из
всех созданных отечественных универсальных рыборазделочных машин. По
этой причине они были выбраны ОАО НПО “Рыбтехцентр” в качестве основы
при разработке универсальной рыборазделочной машины для пресноводных
видов рыб в середине 80-х годов прошлого века. В качестве аналогов основных
базовых механизмов использованы также зарубежные и отечественные конструкции, предназначенные для снижения трудоемкости и повышения эффективности разделывания рыбы.
Предпринимая попытки устранить недостатки серийного технологического оборудования, отраслевые проектные организации разрабатывали концепции универсальных рыбоперерабатывающих машин, рассчитанные на сырье
океанического промысла. Большинство перспективных проектов представляли
собой машины непрерывного действия, линейные и роторные, с поперечным,
продольным и комбинированным движением рыбы. Ряд проектов был доведён
до уровня технологических линий, включающих ряд машин для обработки рыбы различной формы и размеров. Однако все они обладали рядом существенных недостатков: ни одна из таких разработок не дала возможности непосредственно приступить к рабочему проектированию; не был удовлетворительно
решён вопрос об отделении и сохранении печени и икры ценных пород рыб;
157
сложность кинематических схем не позволила обеспечить требуемую надёжность в условиях рыбоперерабатывающих производств. Так и не произошел переход к широкому применению электроники, гидравлики и пневматики для
управления работой машины и её исполнительных механизмов.
Наряду с этим предпринимались попытки создать универсальные машины, предназначенные для разделывания отдельных видов рыб прибрежного лова и внутренних водоемов (лещ, судак, щука, сазан, карп, толстолобик, треска,
салака), среди которых известны следующие изделия:
– устройство для удаления плавников Н2-ИРА 380 (в составе устройства
имеется узел, обеспечивающий снятие чешуи при производстве продукции на
предприятиях малой мощности);
– станок для отрезания плавников А8-ИТ2Р;
– станок для разделывания рыбы на тушку А8-ИТ2;
– рыборезка универсальная В5-ИР2-УМ, ИРУ-30;
– модульное устройство для разделывания рыбы конструкции
ОАО НПО “Севтехцентр”;
– устройство для потрошения и зачистки брюшной полости рыб
Н2-ИРА 180;
– приспособление для удаления внутренностей у рыб АС1.4041;
– устройство для филетирования рыбы Н2-ИФА 201, 220;
– станок для филетирования рыбы А8-ИФ4-Р, Н29-ИФВ;
– приспособление филетировочное ИУФ.
Проведенные экспериментальные работы позволили выявить видовой и
размерный состав рыб, обработка которых возможна на серийных образцах
этих машин. Наряду с этим сделан вывод о необходимости внесения существенных изменений в их конструкцию для возможно более широкого их использования в этом качестве. Однако, в конечном итоге, указанное направление
сочтено экономически нецелесообразным, поскольку машина, охватывающая
такой обширный размерный и видовой диапазон рыб, получалась сложной и
дорогостоящей.
158
Основным результатом этих работ явился вывод о возможности и целесообразности использования узлов и механизмов, входящих в состав этих машин
(Н2-ИРА 110, Н2-ИРА 115), для механизации первичной обработки рыбы и
необходимости внесения в них конструктивных изменений, связанных со спецификой сырья.
Разделочно-филетировочные агрегаты (Н2-ИРФ 101-105), при меньшем
охвате по видам и размерным диапазонам обрабатываемых рыб по сравнению с
универсальными, отличаются еще большим энергопотреблением, водопотреблением, массой и габаритами. Однако возможность осуществления на них разделывания рыбы на филе является бесспорным преимуществом перед группой
универсальных машин.
Как показывает анализ, конструкция, сформированная механическим соединением ближайших аналогов, получается недопустимо громоздкой, излишне металлоемкой и достаточно расходной, как в плане потребления электроэнергии, так и воды.
На основании вышеизложенного возможно сформулировать общие недостатки существующего технологического оборудования для первичной обработки рыбы, выявленные в процессе его эксплуатации на судах и предприятиях
рыбной промышленности, а также в процессе модернизации апробированных
конструкций.
В оборудовании устаревших типов с автоматически настраивающимися
рабочими органами применены механические системы настройки, в которых
подача команд и их выполнение осуществляется при помощи рычагов, кулачков, зубчатых механизмов и копиров. Как указывалось выше, опыт эксплуатации таких систем показывает их невысокую надежность, шумность и низкую
долговечность. Сложная кинематика машин с механическими системами
настройки, насыщенность промежуточными механизмами, необходимость подрегулировки квалифицированным персоналом не позволяет считать данное
направление перспективным для будущих разработок. Отсутствие же измерительных приспособлений и механизмов настройки принципиально не позволяет
159
выполнять экономичное разделывание и филетирование рыбы. Если рабочие
органы не имеют автоматической настройки на размеры обрабатываемой рыбы,
то либо срезается лишнее мясо, либо осуществляется неполное разделывание.
Многие конструкции машин не обеспечивают надёжную фиксацию тушек вследствие неудачной формы захватов, что приводит к увеличению потерь
при разделывании и повышению брака. Предпринятые попытки решить эту
проблему за счёт применения створок, разрезанных на несколько самостоятельных парных секций, привели к усложнению кинематических схем на основе копировально-кулачковых приводных механизмов. При фиксации рыбы за
хвостовой плавник часто срывается хвостовой захват. Увеличение площади захвата приводит к ненадёжному отделению костей от мяса
Прямолинейное отсекание головы, даже косым резом, приводит к механическому повреждению ценного пищевого сырья – печени и икры. Отсутствие
возможности настройки головоотсекающего ножа во многих машинах обусловливает нецелесообразность обработки на них рыб тресковых пород. Конструкция дисковых ножей допускает резание по прямой линии, в то время как жаберная щель рыбы имеет криволинейную форму. При этом в отходы поступает
ценное мясо приголовка рыбы. Серьезным недостатком является применение
контактного измерительного органа. Это существенно снижает точность
настройки режущих инструментов вследствие различной консистенции сырья,
так как механический щуп неизбежно продавливает ткань рыбы. Сложная кинематика механизмов настройки приводит к низкой производительности
устройств.
Машины, осуществляющие гидравлическое удаление внутренностей,
требуют установки индивидуального гидронасоса. Вследствие невысокого КПД
гидронасосов и потерь в гидролинии расход энергии, затрачиваемой на выработку единицы продукции, является значительным. Питание гидросистем от
судовой сети не даёт необходимого напора для вымывания внутренностей, кровяной почки и снятия чёрной плёнки. Не обеспечивается точное совмещение
гидронасадков с брюшной полостью рыб, в связи с чем резко снижается эффек-
160