Мясорыхлитель

Процесс рыхления мяса заключается в нанесении на поверхность порционных кусков насечек в виде прерывистых бороздок в целях разрушения соединительных тканей продукта.

Принципиальное устройство исполнительного механизма мясорыхлителей одинаково (рис 4.2.)

Рис 4.2. Принципиальное устройство мясорыхлителя.

В рабочей камере (1) прямоугольной формы расположены два ножевых блока (2), каждый из которых представляет собой набор дисковых фрез и дистанционных шайб, установленных на горизонтальном валу (3). Ножевые блоки вращаются навстречу друг другу, что обеспечивает захватывание и протягивание продукта через режущий узел.

Для предотвращения наматывания продукта на ножевые блоки предусмотрены две очистительные гребенки (4), пластины которых проходят между фрезами.

В верхней части рабочей камеры имеется прямоугольное загрузочное окно, а в нижней - окно для выгрузки готового продукта.

Мясорыхлитель работает следующим образом, порционный кусок мяса вручную закладывают в вертикально расположенное загрузочное окно рабочей камеры. Достигнув вращающихся ножевых блоков, продукт захватывается зубцами дисковых фрез и многократно надрезается с обеих сторон. При прохождении куска мяса между ножевыми блоками его толщина уменьшается, но при этом поверхность его увеличивается в несколько раз.

На предприятиях общественного питания применяются мясорыхлители с индивидуальным приводом, а также в виде сменных механизмов к универсальным кухонным машинам.

Производительность мясорыхлителей рассчитывается по общей формуле для определения производительности машин непрерывного действия и зависит от частоты вращения пакетов фрез.

Применительно к мясорыхлителям:

где v - окружная скорость ножа, ;

частота вращения ножа, c^-1;

r - радиус ножа в месте приложения силы, м;

S - межцентровое расстояние рабочих валов, м;

l - длина обрабатываемого куска, м;

ψ - коэффициент неравномерности подачи мяса (ψ = 0,2).

Потребная мощность электродвигателя:

где M - момент надрезания продукта, Н ·м;

ω - угловая скорость ножа, рад/с ;

, где

η - КПД передаточного механизма ( = 0,95). Момент надрезания продукта:

М=Р·r (Н·м)

где Р - сила, необходимая для надрезания продукта одновременно с двух сторон, Н:

Р=2·z·q·b

где q - удельное сопротивление резанию,Н/м ;

q =500... 800 Н/м - для парного мяса,

q = 2300... 3000 Н/м - для мороженного мяса.

z - число ножей на одном валу, одновременно надрезающих мясо;

b - длина режущей кромки одного зубца, м.

После подстановки числовых значений формула примет вид:

Задание

1. Описать принцип работы режущего узла мясорезательной машины.

2. Определить производительность и мощность привода мясорыхлителя.

Варианты выполнения задания

Таблица 4.1

№ варианта	Обрабатываемый продукт	r, м	S, м	B,м	n, с-1	q, н/м	l, мм	z, шт
1	Мороженное мясо		0,044	0,0055	1,5	2650	80	16
2				0,006		2600	85	18
3		0,03		0,0065	1,4	2550	90	20
4				0,007		2500	95	22
5			0,05	0,0055	1,33	2450	100	16
6				0,006		2400	105	18
7		0,035		0,0065	1,25	2350	110	20
8				0,007		2300	115	22
9	Парное мясо		0,07	0,0055	1,4	800	120	18
10				0,006		750	115	20
11		0,025		0,0065	1,33	740	110	22
12				0,007		700	100	24
13			0,06	0,0075	1,25	650	95	20
14				0,007		600	90	22
15		0,024		0,0065	1,33	700	85	24
16				0,006		800	80	18
17	Мороженное мясо		0,046	0,007	1,4	2700	90	20
18				0,006		2800	100	22
19		0,026		0,0065	1,5	2900	110	18
20				0,006		3000	120	20
21	Парное мясо		0,048	0,007	1,25	800	110	26
22				0,0065		750	100	28
23		0,028		0,006	1,45	550	90	20
24				0,0055		500	80	22

Практическая работа №5

Машины для измельчения мяса

На предприятиях общественного питания для мелкого измельчения мяса в целях получения фарша применяются мясорубки.

Конструкция мясорубки, за исключением привода (рис 5.1.) принципиально одинаково для всех существующих моделей.

Рис. 5.1. Кинематическая схема мясорубок: I - МИМ-82; II - МИМ-105М;

III -МИМ-105

Мясорубка устроена следующим образом (рис. 5.2.). Внутри корпуса мясорубки (1) расположена рабочая камера, представляющая собой пустотелый цилиндр, внутренняя поверхность которого имеет винтовые ребра (3), препятствующие проворачиванию мяса при транспортировании его вращающимся шнеком (2) от загрузочной воронки к режущему узлу.

Вращающийся шнек мясорубки выполняет две функции: транспортирование сырья внутри рабочей камеры и уплотнение его перед режущим узлом для создания давления продукта, достаточного для проталкивания его через элементы режущего узла в процессе измельчения, но без отжима содержащейся в продукте жидкой фазы (сока). Поэтому шнек выполнен с переменным шагом.

Рис. 5.2. Принципиальное устройство мясорубки.

Режущий узел мясорубки состоит из неподвижной подрезной решетки (4), вращающихся ножей (5) и неподвижных ножевых решеток (6) и (7) с отверстиями разных диаметров.

Неподвижная подрезная решетка (4) представляет собой конструкцию, состоящую из наружного и внутреннего колец, соединенных тремя перемычками, заточенными с одной стороны (рис. 5.2.). Режущая кромка перемычек расположена под острым углом к радиусу.

Неподвижные ножевые решетки выполнены в виде дисков с круглыми отверстиями и устанавливаются в расточке корпуса мясорубки, удерживаясь от проворота шпонкой.

Рис. 5.3. Режущие инструменты мясорубок:

а) подрезная решетка; б) вращающийся двусторонний нож; в) ножевая решетка.

Решетки имеют центральные отверстия, сквозь которые свободно проходит хвостовик шнека. Хвостовик выполнен в виде квадрата либо цилиндра с двумя параллельными лысками. На хвостовик надеваются двусторонние ножи, имеющие соответствующие отверстия в своей ступице.

Для обеспечения плотного прилегания шлифованных плоскостей ножей и решеток инструменты режущего узла стягиваются в один пакет зажимной гайкой (9) через упорное кольцо (8) (рис. 5.2.).

В зависимости от степени измельчения мяса в мясорубку устанавливаются разные наборы режущих инструментов.

Для производства мясного (рыбного) фарша применяют различные модели мясорубок, которые можно подразделять на 3 группы:

1 - бытовые - производительностью до 10 кг/ч ;

2 - для предприятий общественного питания - производительностью 10.. .500 кг/ч

3 - промышленные (волчки) - производительностью свыше 500 кг/ч

Производительность мясорубки зависит от частоты вращения шнека и общей площади отверстий последней ножевой решетки:

П=900·π²·n·d₀²·z₀·(r_н+ r_в)·ρ·tgβ·cosα·k_n·ψ, (кг/ч)

где n – частота вращения шнека, с^-1;

d₀ - диаметр отверстий последней ножевой решетки, м;

z₀ - количество отверстий в решетке, шт.;

r_н, r_в - соответственно наружный и внутренний радиусы шнека, м;

ρ - плотность продукта, ^кг/_м³;

ψ - коэффициент заполнения отверстий решетки продуктом, ψ = 0,6...0,7;

k_n - коэффициент проворачивания продукта вместе со шнеком, k_n = 0,35...0,4;

β- угол подъема винтовой нарезки последнего витка шнека, β = 9° ...12°;

α - угол профиля последнего витка шнека, α= 0° для нормальной работы мясорубки.

Для определения потребляемой мощности удельную силу сопротивления срезу можно посчитать по формуле:

, Н/м²

где - напряжение среза продукта, Н/м:

= 0,3...0,4 кН/м - для дефростированного мяса,

= 3...4 кН/м - для мороженного мяса.

Общая удельная сила, н/м²:

Р₀=Р₁+ Р₂+…+ Р_z

где Р₁, Р₂,… ,Р_z - удельная сила сопротивления первой, второй и z-ой решеток, установленных в мясорубке, Н/м²

Скорость продавливания продукта через решетки:

V=π·n·( r_н+ r_в)· k_n·tgβ·cosα, (м/с)

где n - частота вращения шнека, с^-1;

r_н, r_в - соответственно наружный и внутренний радиусы шнека, м;

Мощность, необходимая для работы шнека:

(Вт)

где D - внешний диаметр шнека, м.

Для расчета мощности, необходимой для измельчения продукта, определяется площадь сечения отверстий в каждой решетке:

где d₀ - диаметр отверстий в решетке, м;

- количество отверстий в соответствующей решетке, шт.

Средняя площадь сечения решеток:

где z_p- количество решеток в мясорубке, шт.

Мощность, необходимая для измельчения продукта:

(Вт)

где А - удельная энергоемкость, затрачиваемая на перерезание слоя продукта одной режущей парой на единице площади поверхности, Па:

А = 95... 110 кН/м² [(95... 110) ·кПа] - при разрезании продукта одной режущей парой при частоте вращения ножа 2,83…4,33 с^-1;

частота вращения ножей (шнека), с^-1

t— количество плоскостей резания;

γ - количество перьев на ноже;

r_ср - средний радиус ножа, м:

где r_max, r_min- соответственно максимальное и минимальное расстояние от оси вращения до крайних точек лезвия, м.

Мощность для привода мясорубки:

где - КПД передаточного механизма.

Задание

1. Описать конструкцию режущего узла мясорубки.

2. Определить производительность и мощность для привода мясорубки.

Варианты заданий

Таблица 5.1

№ варианта	n, мин-1	zр	d01, d02, d03 мм	z01, z02, z03 шт	rн, м	rв, м	rmin, м	ρ кг/м3	τ кН/м	β°	A кН/м2	№ схемы
1	170	3	3;5;9	84;32;10	0,026	0,0125	0,016	1000	0,3	9	95	I
2	180	3	5;9;18	40;12;3	0,026	0,0125	0,016	890	0,3	9	96	I
3	190	3	2;5;9	200;32;10	0,026	0,0125	0,016	980	0,35	10	97	I
4	200	3	2;4;9	260;65;14	0,04	0,019	0,02	900	0,35	10	98	I
5	250	3	3;5;9	250;90;28	0,04	0,019	0,02	950	0,4	11	99	II
6	220	3	3;5;16	200;72;7	0,04	0,019	0,02	970	0,4	11	100	II
7	280	3	5;9;18	130;40;10	0,05	0,024	0,022	1000	3	12	101	II
8	240	3	3;9;16	265;30;9	0,05	0,024	0,022	1000	3	12	102	II
9	250	3	4;9;18	160;32;8	0,05	0,024	0,026	1000	3,5	11	103	II
10	245	3	3;9;18	290;32;8	0,05	0,024	0,026	900	3,5	11	104	II
11	260	3	5;9;16	130;40;13	0,05	0,024	0,026	900	4	10	105	II
12	225	3	2;5;16	450;76;7	0,04	0,018	0,02	1000	4	10	106	III
13	230	3	3;6;9	210;76;24	0,04	0,018	0,02	1000	3,6	9	107	III
14	205	3	2;5;9	320;52;16	0,04	0,018	0,02	960	3,8	9	108	III
15	200	3	3;5;9	140;50;16	0,04	0,018	0,02	850	3,5	10	109	III
16	180	3	2;5;16	250;40;4	0,04	0,018	0,02	1000	4	10	110	III

Проверить соответствие площадей сечений отверстий и решеток.

Практическая работа №6

Изучение характеристик машин для порционной резки

продуктов-слайсеров.

Машины для нарезки гастрономических товаров широко используются на предприятиях торговли, а также на предприятиях общественного питания для нарезки всех видов колбас (вареных, полукопченых, сырокопченых), мясной деликатесной продукции (ветчины, карбонада, шейки, шинки и т.п.), копченых рыбных балыков сыра и других продуктов на ломтики различной толщины.

Общим в этих машинах является наличие отрезного вращающегося дискового ножа, ось которого неподвижно закреплена в корпусе машины, а подача продукта в зону резания осуществляется либо механизмом, обеспечивающим маятниковое движение продукта на вращающийся нож и гравитационную (под действием силы тяжести) его подачу на толщину отрезаемого ломтика, либо механизмом, создающим возвратно-поступательное движение продукта на вращающийся нож и принудительную шаговую его подачу на толщину отрезаемого ломтика.

Указанные принципиальные конструктивные схемы имеют машины типа МРГ-300А и МРГУ-370.

Машина МРГ-300Л (рис.6.1а) состоит из следующих основных частей: корпуса, электродвигателя, передаточного механизма дискового ножа, опорного столика, механизма регулировки толщины отрезаемых ломтиков, сменного загрузочного лотка и загрузочного приспособления.

Схема работы машины следующая. Вращающий момент (рис. 6.1б) от электродвигателя (13) передается двум червячным редукторам. Редуктор (14) с пятизаходным червяком передает дви­жение дисковому ножу (6), а редуктор (15) с однозаходным червяком через четырехзвенный шарнирный механизм (16) - рычагу (8) с загрузочным лотком (10) путем преобразования вращательного движения выходного вала червячного редуктора (15) в маят­никовое движение рычага и загрузочного лотка.

Загрузочный лоток (рис. 6.1а) состоит из основания (10), подвижной опоры (9) и фиксатора (11). К рычагу (8) лоток крепится зажимами (7). Машина комплектуется двумя загрузочными лотками: универсальным лотком и лотком прямого реза. Универсальный лоток позволяет производить нарезку под углом к плоскости ножа, а лоток прямого реза - под прямым углом к плоскости ножа (для продуктов больших габаритов - до 150x150 мм). Под загрузочным лотком (в исходном состоянии) находится опорный столик (5), на который под действием силы тяжести опирается продукт. Плоскость опорного столика параллельна плоско­сти дискового ножа, а расстояние между этими плоскостями, рав­ное толщине отрезаемых ломтиков продукта, регулируется путем опускания или поднимания опорного столика с помощью регули­ровочного механизма, оснащенного лимбом (3) и рукояткой (4) установки заданной толщины ломтика.

Дисковый нож, закрытый кожухом (12), и опорный столик рас­положены над корпусом машины и наклонены под углом к ее устано­вочной плоскости, что облегчает продвижение продукта к опорному столику при небольших углах косого реза. Машина снабжена заточным приспособлением, состоящим из двух абразивных камней.

Машина МРГ-300А работает следующим образом. При включении машины загрузочный лоток перемешает продукт к вращающемуся дисковому ножу, при этом продукт скользит по опорному столику. Нож отрезает от продукта ломтик, который проходит через зазор между ножом и опорным столиком и падает на приемный лоток. Оставшаяся часть продукта опирается на поверхность кожуха (12) дискового ножа. При обратном движении загрузочного лотка продукт соскальзывает с поверхности кожуха ножа на опорный столик на расстояние, равное толщине отрезаемого ломтика, после чего процесс повторяется.

5

4

3

2

1

Рис. 6.1.

Машина для нарезки гастрономических товаров МРГ-300А.

а-внешний вид. б-кинематическая схема

1-пакетно-кулачковый выключатель;

2-корпус;

3-лимб;

4-рукоятка;

5-опорный столик;

6-дисковый нож;

7-зажим;

8-рычаг;

9-подвижная опора;

10-основание лотка;

11-фиксатор подвижной опоры;

12-защитный кожух;

13-электродвигатель;

14 и 15-червячные редукторы;

16-четырехзвенный шарнирный механизм;

17-регулятор толщины ломтиков.

Слайсер нельзя использовать для нарезки замороженных продуктов, мяса и рыбы с костями, непищевых продуктов.

Слайсер следует непрерывно использовать не более 15 мин. Нельзя руками дотрагиваться до лезвия ножа и движущихся частей, а также использовать нож после многочисленных заточек, если диаметр ножа уменьшился на 10 мм. Лезвие ножа нуждается в заточке 1 раз в год при регулярном использовании.

Необходимо периодически протирать нож и внутреннюю часть ограждения спиртом.

Качество нарезки слайсеров характеризуется внешним видом ломтиков, которые должны быть одинаковой толщины с гладкой поверхностью среза и не иметь следов деформации, смятие при минимальном количестве отходов.

Производительность слайсера зависит от массы продукта загружаемого в лоток и времени цикла.

Формула для определения производительности имеет следующий вид:

, [кг/ч]

где m-масса продукта, загружаемого в лоток, кг;

t_з-время необходимое для подачи продукта в загрузочный лоток и закрепление в нем, с;

t₀-время, необходимое для нарезания продукта, с.

, [с]

где l-длина подаваемого продукта, мм;

δ-толщина отрезаемых ломтиков, мм;

n-число резов в минуту (в машинах МРГ-300А и МРГУ-370 n=45 мин^-1)

Усилие направленное на разрезание продукта режущей кромкой ножа, Н:

Р=q₀·b, [Н]

где q₀-удельное сопротивление продукта резанию на единицу длины лезвия ножа, Н/м;

b-длина режущей кромки ножа, м (принимается равной ширине нарезаемого продукта)

Задание

1. Описать устройство машины для нарезки гастрономической продукции.

2. Определить производительность слайсера.

3. Определить усилие резания ножа.