Подрібнення твердих матеріалів шляхом Різання

Різання – процес подрібнення матеріалу з наданням йому певної форми, розмірів та якості поверхні.

Різання – важливий технологічний процес у харчових виробництвах. Різанню піддається як висхідна сировина для одержання харчових продуктів, так и кінцеві продукти: маса для цукерок в кондитерській промисловості, тісто в хлібопекарному виробництві, цукровий буряк у виробництві цукру, овочі та фрукти при консервуванні та сушінні, м’ясо у виробництві м’ясопродуктів і т. д.

Ці матеріали мають різноманітні фізико-механічні властивості, що зумовлює розмаїття методів різання, видів ріжучих інструментів, швидкостей різання.

Пристрої для різання харчових матеріалів підрозділяються на групи:

• за призначенням (для різання крихких, твердих, пружно-в’язкопластичних та неоднорідних матеріалів);

• за принципом дії (періодичного, безперервного, комбінованого);

• за видом ріжучого інструмента;

• за характером руху ріжучого інструмента (с обертальним, зворотно-поступальним, плоско-паралельним, поворотним, вібраційним)

• за характером руху матеріалу при різанні.

Класифікація за видом ріжучого інструмента пристрої для різання виглядає таким чином

• пластинчасті

• дискові

• струнні

• гільйотинні

• роторні

• струминні (рідинні та пневматичні)

• ультразвукові

• лазерні.

Чотири види ріжучих інструментів представлені на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 – Види ріжучих інструментів: а – ротор; б – гільйотинний ніж; в – дисковий ніж; струна.

На цукрових заводах отримують при різанні бурякову стружку жолобчастої або пластинчатої форми. В консервному виробництві різанню піддають різноманітні овочі та фрукти.

Дія різалок базується на відносному русі ріжучих пристроїв – ножів і матеріалу. Цей відносний рух може здійснюватися різними способами. Ріжучим органом в різалках є ніж.

О сновними типами різалок для плодів та овочів є дискові та відцентрові. Дискова різалка для буряків зображена на рисунку 2.2.

Дискова різалка складається із диска 1, що обертається в горизонтальній площині, з прорізями та розміщеного над ним нерухомого барабану 2. У прорізях диска встановлюються рами з ножами 4. Диск обертається на вертикальному валу з частотою обертання 70 об/хв. Барабан через завантажувальний бункер 3 заповнюється буряками. При обертанні диску буряк під дією сабо ваги притискується до ножів та ріжеться в стружку, форма якої залежить від форми ножів.

Рисунок 2.2 – Схема дискової різалки: а – ножова рама

У відцентровій ріжучій машині (рисунок 2.3), яка використовується для подрібнення буряків в жолобчасту або пластинчасту стружку, ножі 1 встановлені в прорізях стінок нерухомого вертикального циліндру 2. При обертанні втулки 4 з лопатями 3 буряки захоплюються ними, притискається до ножів, подрібнюється в стружку, яка після цього викидається з-під площини ножа у простір між корпусом і кожухом 5.

Р исунок 2.3 – Схема відцентрової різалки

На рисунку 2.4 представлена роторна різалка для виробів кондитерської промисловості.

Рисунок 2.4 – Схема роторного ріжучого пристрою

Маса для цукерок у вигляді джгутів 3 із матриці 1 формуючої машини потрапляє на приймальний лоток 2 і подається по ньому до ріжучого пристрою. Ріжучий пристрій складається із набору роторів, що вільно обертаються на валу. До роторів прикріплені ножі. Для кожного джгута є свій ротор. Поступальний рух джгутів призводить до обертання роторів. Відрізані цукерки 5 потрапляють на конвеєрну стрічку 6.

На рисунку 2.5 зображені два типи машин для різання замороженого та не замороженого м’яса, хліба, картоплі, буряку та інших продуктів. Такі машини отримали назву вовчків.

а б

Рисунок 2.5 – Типи вовчків: а – без примусової подачі матеріалу; б – з примусовою подачею матеріалу

Конструкція вовчків, які застосовуються у промисловості, подібна конструкції м’ясорубки, що добре відомі в побуті. У вовчках використовуються ріжучі інструменти трьох типів: нерухомі підрізні ножі, ножові решітки та рухомі плоскі ножі.

Різання здійснюється парою ріжучих інструментів – плоским ножем, який обертається, та ножовою решіткою. Матеріал подається шнеком, притискається до ножової решітки, частинки матеріалу вдавлюються в отвір решітки, а плоскі ножі з лезами, що безперервно обертаються і притиснуті до решітки, відрізають частинки матеріалу.

Частота обертання шнеку для тихохідних вовчків 100-200 об/хв., а для швидкохідних – більше 300 об/хв.

Крім машин для різання різних матеріалів, в харчових технологіях використовуються терткові машини. Вони призначені для подрібнення картоплі на крохмале-патокових заводах і плодів при виробництві соків.

Робочим органом терткової машини для картоплі (рисунок 2.6) є барабан 1 із зубчатими пилками 2, які обертаються із швидкістю близько 50 м/с.

С тупінь подрібнення регулюється двома притискними колодками 3 і 4. Робоча поверхня верхньої колодки набрана із сталевих стержнів, а нижньої – із пилок. Картопля, яку подали в машину, притискається до корпусу барабана, що обертається, і пилки його починають терти картоплю. Остаточне стирання відбувається між барабаном і колодками. Подрібнений матеріал видаляється через решітку

Рисунок 2.6 – Схема терткової машини для картоплі