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
дится в брюшную полость рыбы, где осуществляется отсасывание её внутрен-
, имеют сложную форму. Поэто
ностей. Между машиной и вакуумным насосом размещают сосуд-отделитель, в
котором из потока разреженного воздуха отделяются внутренности, скапливающиеся на дне сосуда. Главные недостатки этого способа – достаточно высокая
сложность конструктивного оформления и значительные затраты энергии. Для
крупной рыбы такой способ не подходит из-за малых усилий отрыва, для средней – не обеспечивает такого качества извлечения, как гидровымыв. В тушке
рыбы остается кровяная почка и черная плёнка. Однако рядом специалистов вакуумный способ потрошения признается более эффективным, поскольку исключается контакт рыбных отходов с технологической отработанной водой.
Следует отметить, что наилучший результат с точки зрения качества потрошения и зачистки брюшной полости даёт использование комбинированных
способов – гидромеханического и вакуум-механического. В ряде машин используется рыборазделочная головка, представляющая собой механический
комбинированный орган, осуществляющий разрезание брюшка, удаление внутренностей, распластывание брюшной полости и её зачистку. Такое приспособление включает серповидный плоский нож, распластыватель, выбрасыватель
внутренностей, зачистные щётки.
На филетирование поступает промытая потрошёная тушка. Филе отделяется режущими инструментами от позвоночной кости, грудных и хвостового
плавников. Основными рабочими органами при этом являются спаренные дисковые ножи. В результате резания дисковым ножом выполняется плоский рез,
а кости, которые необходимо удалить
му
реберные кости выпрямляют на опорных плоскостях с помощью прижимов,
пружинящих планок, заслонок и других оказывающих давление деталей.
Зазор между дисковыми ножами должен соответствовать толщине груд-
ных позвонков. В связи с этим необходимо регулирование зазора в зависимости от толщины филетируемой рыбы. Для эффективного срезания филе требуется две пары дисковых ножей. Одна пара срезает филе со стороны спинки,
другая пара – со стороны брюшка. Дисковые ножи осуществляют продольный
21
разрез рыбы с одновременным перемещением тушки и центрированием по
хребтовой кости.
В отрасли получили распространение многооперационные роторные и
линейные филетировочные машины. Чаще всего тушка совершает продольное
перемещение вперёд хвостом или головой в зависимости от консистенции тканей. Если прочность позвоночника и хвостового плавника мала, рыба перемещается головой вперёд ремнями, на которых закреплены пластинки, зубцы или
иглы. Хотя такие транспортирующие органы обеспечивают крепкую фиксацию
тушки, они зачастую повреждают кожу и ткани филе. Если прочность тушки
велика, то рыба перемещается хвостом вперед с фиксацией хвостового плавника зажимом.
Необходимым этапом получения готового филе является процесс снятия
шкуры. Исходным сырьем при этом является рыбное филе, полученное при
машинном филетировании. Несъедобная шкура снимается с филе, очищается и
используется в качестве сырья для изготовления пищевых продуктов и биологически активных добавок.
Процесс снятия шкуры оказывает существенное влияние на качество го-
тового филе. Снятие шкуры вручную является очень трудоёмкой операцией, в
связи с чем применяется машинное обесшкуривание. Большинство устройств
для снятия шкуры с рыбного филе работает по принципу вальцового прессования, при котором качающийся нож устанавливается в положение для резания,
благодаря чему достигается относительно хорошая эффективность отделения
шкуры от филе. Наряду с этим, гораздо реже используются устройства, включающие охлаждаемый барабан, к поверхности которого примерзает шкура филе, а затем равномерно отделяется от мяса режущим инструментом. Устройства
последнего типа не получили широкого распространения в связи с конструктивной сложностью, а также большим расходом электроэнергии.
Основными проблемами реализации технологического процесса снятия
шкуры с филе являются: обеспечение качества поверхности среза обесшкуренного филе; предотвращение отрыва мяса с поверхности филе; повышение про-
22
изводительности устройства для снятия шкуры с филе за счет увеличения
. При снятии шкуры с филе не должны
быстродействия исполнительных механизмов; снижение износа режущих инструментов в процессе обработки и сокращение времени простоев оборудования вследствие замены изношенных режущих инструментов; снижение расхода
электроэнергии в процессе обработки
допускаться разрывы сухожилий между шкурой и мясом, надрезы мяса, а также
образование на филе участков с остатками шкуры. Не должно допускаться механическое повреждение мяса филе, его смятие и раздавливание.
С целью оптимизации параметров качества филе при обесшкуривании
должна предусматриваться возможность изменения режима резания в зависимости от толщины и консистенции шкуры у обрабатываемого вида рыбы. В
связи с тем, что для некоторых видов рыб требуется удаление вместе со шкурой
подкожного слоя жира и тёмного мяса, также должна предусматриваться возможность изменения интенсивности и глубины врезания режущего инструмента в филе. Шкура должна сниматься с сохранением на филе серебристой плёнки. Кроме того, должно обеспечиваться эффективное снятие шкуры у тех видов
рыб, у которых между шкурой и мясом имеются толстые и прочные сухожилия.
Необходимым условием для обеспечения качества рыбного филе является
удаление из него остаточных костей. Данная операция является достаточно
трудоёмкой и травмоопасной, но практически всегда выполняется вручную.
Требуется разработка эффективных отечественных средств механизации и автоматизации процесса удаления костей из филе.
Экономически выгодным является изготовление порционированного филе, нарезанного на ломтики заданных размеров, формы и веса. Это разнообразие кусочков позволяет удовлетворить запросы более широких групп потребителей, по сравнению с выпуском однообразного филе.
Исходным продуктом при этом является рыбное обесшкуренное филе,
полученное при машинном филетировании рыбы и снятии шкуры. Готовым
продуктом являются ломтики филе, предназначенные для дальнейшей упаковки, замораживания, транспортировки и реализации потребителю. Процесс резки
23
филе оказывает существенное влияние на качество и потребительские достоинства готового продукта. Резка филе вручную является трудоёмким процессом, в
связи с чем существует соответствующее технологическое оборудование. Таким образом, определяющее значение имеют технологические возможности,
эффективность и качество работы оборудования для нарезки рыбного филе.
Основными проблемами реализации процесса порционирования филе являются: обеспечение высокой точности разрезания филе на кусочки заданной
формы, размеров и веса; обеспечение рационального разрезания филе при
условии максимально экономного использования ценного мяса за счет расчёта
оптимальной траектории движения режущих инструментов; увеличение качества готового продукта за счёт удаления кровяных пятен, жировых включений
и участков филе с несъедобным мясом. Проблемный характер имеет трудоёмкая и травмоопасная операция удаления костей из филе, что требует повышенного внимания и высокой квалификации персонала.
С целью экономного использования мяса в ходе технологического процесса должна рассчитываться оптимальная схема резания филе на ломтики, а
также вычисляться соответствующая этой схеме траектория движения режущих
инструментов.
Для обеспечения ресурсосбережения при первичной обработке рыбы требуется автоматическая настройка рабочих органов. В технологическом оборудовании могут настраиваться один или несколько механизмов. В системах автоматической настройки используются прямой и косвенный методы измерения
параметров тела рыбы. Традиционно измерение длины, высоты и толщины рыбы выполняется косвенным методом. Однако в настоящее время, благодаря
внедрению систем технического зрения и сканирующих устройств создана
техническая основа для широкого применения в технике прямого метода для
измерения параметров рыбы.
Выполнение ряда технологических операций, таких как сортировка сырья, порционирование рыбы и филе на ломтики заданного веса, обусловливает
24
необходимость непрерывного автоматического контроля весовых характеристик продукта.
Подход к автоматизации процессов обработки рыбы на основе измерения
весовых параметров сырья и продукции исследован в работе [398]. Весоконтрольное устройство позволяет обеспечить оценку эффективности технологических процессов первичной обработки рыбы. От правильности выбора весоконтрольной техники зависит экономичность производства, появляется возможность рационального использования сырья, обеспечивается автоматизированный учёт готовой продукции. Внедрение и использование на рыбоперерабатывающих производствах автоматизированной системы учёта и контроля позволяет количественно оценивать производство в любой момент времени, проводить анализ технологических потерь. Также обеспечивается косвенная оценка качества выпускаемой продукции за счёт сокращения потерь сырья при первичной обработке путем активного контроля за работой технологического оборудования, входящего в состав линий. Таким образом, весоконтрольные
устройства необходимы для сокращения отходов и повышения выхода продукции.
Наряду с этим наличие быстродействующих весоконтрольных средств в
мехатронном оборудовании создает практическую основу для реализации адаптивного управления при изменении условий внешней среды, существенно расширяет универсальность и приспособляемость пищевого оборудования, позволяет выполнять автоматическую перенастройку на различные виды сырья и готовой продукции.
25
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПЕРВИЧНОЙ
ОБРАБОТКИ РЫБЫ
3.1 Классификация технических средств первичной обработки рыбы
Основными производителями машин для первичной обработки рыбы являются фирмы Baader (ФРГ), Norden (Швеция), Arenco (Швеция), Fillestar
(Япония), Toyo (Япония), Nikko (Япония), VMK (Швеция), Trio (Норвегия),
Marel (Исландия), Norfo (Дания), Cretel (Бельгия), Modori (Италия), Clear
Springs Foods (США), Pisces Industries (США), ОАО НПО “Рыбтехцентр”
(Россия), “Севтехцентр” (Россия), “Дальрыбтехцентр” (Россия) и другие. За последние полвека в мире изготовлены и введены в эксплуатацию десятки тысяч
экземпляров различных изделий рыбоперерабатывающего машиностроения.
Наиболее полно проектная эволюция машин отражена в оборудовании
ведущего мирового производителя – фирмы Nordischer Maschinenbau Rud. Baader GmbH+Co.KG, история которой насчитывает сто лет [411, 412]. Необходимо отметить, что производители машин отдают предпочтение разработке агрегатированных машин, выполняющих как операции обезглавливания и потрошения, так и филетирования. Таким образом, многие из современных рыбоперерабатывающих машин являются одновременно машинами для обезглавливания, потрошения и филетирования рыбы, причем эта тенденция усиливается.
Все шире применяется агрегатирование оборудования с сортировочными, весоконтрольными и весосортировочными устройствами.
Основные технические характеристики наиболее распространенных моделей оборудования для первичной обработки рыбы приведены в отраслевых
справочных изданиях, каталогах, обзорных и реферативных
сборниках [334-341, 346 , 347, 371-373]. Значительная работа по систематизации
сведений о зарубежном и отечественном рыбоперерабатывающем оборудовании проведена сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского и
проектно-конструкторского института экономики, информации и автоматизи-
26
рованных систем управления рыбного хозяйства (ВНИИЭРХ). В этой связи
необходимо отметить работы В.А. Станкевича, А.А. Буйнова, А.В. Гудовича,
Н.Г. Судариковой, Е.Н. Орловой, Н.В. Козаровича, А.С. Федько, А.К. Процун.
Машины для первичной обработки рыбы в отрасли разделены на сложные многооперационные машины, предназначенные для обработки нескольких
видов рыб, и однооперационные машины, более универсальные и простые по
конструкции.
По роду действия машины для первичной обработки рыбы разделены на
машины периодического действия, непрерывно-циклического и непрерывнопоточного.
Применительно к поточным линиям существуют однопоточные и многопоточные машины. По принципу сочетания в производственном потоке различают отдельные машины и агрегатированные. Агрегатированные машины – это
две или более машины, объединенные для выполнения нескольких технологических операций или технологического процесса в определенной последовательности.
По характеру движения сырья относительно рабочих органов машины
для разделывания и филетирования рыбы разделены на три основные группы.
В машинах первой группы перемещение сырья осуществляется при помощи ремней различных конструкций: клиновыми с зубчатыми планками, резиновыми лентами с рифлениями различных типов, цепными конвейерами с
иглами.
В машинах второй группы рыба перемещается за хвостовой плавник с
помощью захватов по направляющим различных типов.
В машинах третьей группы перемещающим органом служит каретка,
прикрепленная к конвейеру. Рыба насаживается на каретку вскрытой брюшной
полостью, перемещается хвостом вперед, причем носок захвата упирается в конец брюшной полости.
По типу настройки рабочих органов машины для разделывания и филетирования разделены на машины без автоматической настройки рабочих органов
27
и машины с автоматической настройкой на размер обрабатываемой рыбы.
По виду обрабатываемых рыб машины для разделывания и филетирования разделены на пять основных групп: машины для тресковых пород, для морского окуня и окуневых, для сельди и сельдевых, для плоских рыб, для разделывания на клипфиск.
По типу системы автоматического управления (САУ) машины для разделывания и филетирования разделены на следующие три группы:
1. Машины с механическими позиционно-цикловыми
САУ (1-е поколение).
2. Машины с электромеханическими позиционно-аналоговыми
САУ (2-е поколение).
3. Машины с электронными системами числового программного управ-
ления (3-е поколение).
Отечественными проектно-конструкторскими организациями согласно
отраслевой классификации разработаны следующие виды оборудования для
первичной обработки рыбы:
– универсальные машины;
– машины для разделывания групп рыб;
– машины для разделывания видов рыб;
– машины для производства филе;
– машины головоотсекающие и порционирующие;
– машины для снятия “жучек” и наростов;
– машины для удаления плавников;
– машины чешуесъемные;
– машины шкуросъемные;
– машины шкерочные;
– машины для разделывания на балык и пласт;
– машины для переработки рыбы на фарш;
– универсальная машина с электронной настройкой рабочих органов.
Узлы отечественного оборудования для первичной обработки рыбы си-
28
стематизированы и проанализированы по следующим группам:
– узлы перемещения рыбы;
– узлы захвата и фиксации сырья;
– узлы выстава на экономичный рез;
– узлы отсекания голов;
– узлы удаления плавников;
– узлы надрезания брюшка;
– узлы удаления внутренностей;
– узлы зачистки брюшной полости;
– узлы отвода отходов;
– узлы филетировочные;
– узлы шкуросъемные;
– узлы для снятия чешуи;
– узлы защитные;
– узлы приводные;
– гидросистемы;
– кассеты, лотки;
– рабочие органы;
Рабочие органы оборудования разделены на следующие группы:
– выполняющие технологические операции обработки рыбы: ножи, фре-
зы, диски, щетки, распластыватели;
– осуществляющие захват рыбы: зажимы, прижимы, кассеты, захваты,
лотки, направляющие, расширители, гребенки, фиксирующие кольца, штоки;
– осуществляющие перемещение рыбы внутри машины: конвейеры опе-
рационные, органы сопровождения голов, роторы, толкатели, копиры, кулачки,
цепи.
Ножи разделены на следующие виды: дисковые ножи; фигурные ножи;
секторные ножи; ленточные ножи; серповидные ножи; чашечные ножи; пластинчатые ножи.
Устройства зачистки разделены на следующие виды: скребки; щетки;
29
шайбы; зачистные ролики; выталкиватели внутренностей; гидронасадки; вакуумные насадки; шнеки.
Рабочие органы, осуществляющие захват рыбы, разделены на следующие
виды: лотки; кассеты; зажимы; прижимы; захваты; направляющие; звенья конвейеров; захваты; ролики; центрирующие створки; фиксирующие кольца; прижимные штоки.
Механизмы настройки рабочих органов разделены на следующие виды:
обмеряющие рычаги; щупы; измерительные пластины; фотоэлектронные датчики; механизмы настройки кассет.
Исполнительные механизмы разделены на следующие виды: кулачковые;
рычажные; зубчатые; электромеханические; гидромеханические.
Передаточные механизмы оборудования разделены на следующие три
вида:
1. Зубчатые передачи:
а) цилиндрические зубчатые передачи.
б) передачи с коническими зубчатыми колесами.
в) червячные передачи.
г) планетарные и дифференциальные передачи.
2. Передачи с гибкой связью:
а) ременные передачи.
б) цепные передачи.
3. Передаточные механизмы специального вида: винтовые передачи.
Передаточные механизмы оборудования состоят из следующих элементов: редукторы; муфты; вариаторы. Монтажные механизмы оборудования состоят из следующих элементов: рамы; фермы; тумбы; стойки; кронштейны;
корпуса (литые, сварные).
30