CC BY
29
8. Podgornyj Yu. I., Martynova T. G., Skeeba V. Yu., Kosilov A. S., Chernysheva A. A., SkeebaP.Yu. Experimental determination of useful resistance value during pasta dough kneading // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2017. Issue 87. Doi: 10.1088/1755-1315/87/8/082039.
9. Сокольчик П.Ю., Сташков С.И., Малимон М.В. Прогноз и управление качеством гетерогенных сыпучих смесей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология, Пермь, 2013. С. 64-83.
10. Соколова О.В. Постановка задачи математического моделирования процесса получения смеси сыпучих материалов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 3. С. 417-419.
Парамонова Маргарита Сергеевна, аспирант, rita.paramonova. 92@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MATHEMATICAL MODEL OF THE PROCESS OF PRODUCING A MIXTURE OF BULK
MATERIALS
M.S. Paramonova
The paper presents a mathematical model _ for the _ formation of a new criterion _ for assessing the quality of the resulting mixture for an efficiently used unit of mixed production, which allows to take into account the functional deviations o f all the mixed components, taking into account the proportion of each component in the mixture.
Key words: production of mixtures, deterministic formation of uniformity of the mixture, criteria for assessing the quality of mixtures, mixing apparatus, quality of mixed products.
Paramonova Margarita Sergeevna, postgraduate, rita.paramonova. 92@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.979; 621.9
АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И МОЩНОСТИ КУТТЕРА ДЛЯ ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЯСНОГО СЫРЬЯ
Е.И. Артёмова, К.С. Осипова, Е.В. Пантюхина
Рассматриваются вопросы повышения производительности и мощности куттера для тонкого измельчения мясного сырья в производстве колбасных изделий на основе анализа влияния на указанные параметры куттера его конструктивных и кинематических параметров и параметров измельчаемого сырья.
Ключевые слова: куттер, измельчение мясного сырья, тонкое измельчение, производительность, мощность.
Мясная отрасль занимает 25,5% пищевой промышленности и включает в себя производство колбасных изделий, мясных консервов и полуфабрикатов. Самую большую долю этой отрасли занимает производство различных видов колбасных изделий. Одной из основных операций процесса получения колбасных изделий является измельчение мясного сырья, которое представляет собой процесс уменьшения размеров частиц до заданной степени.
Для мясной отрасли пищевой промышленности при получении колбасных изделий характерно три вида измельчения: крупное, среднее, тонкое. Крупное измельчение применяют только при производстве сырокопченых колбас и реализуют в мясоре-зательных машинах и специально настроенных шпигорезках [1]. Среднее измельчение мясного сырья применяют при производстве полукопченых, варено-копченых, сыровя-леных и кровяных колбас, а также студней и зельцов. Для этого вида измельчения применяют волчки и шпигорезки с соответствующей настройкой рабочих органов [2, 3, 4]. Для тонкого измельчения мясного сырья в процессе производства вареных и ливерных колбас, сосисок, сарделек, паштетов и мясных хлебов, фаршированных колбас используют куттеры, в которые загружают мясное сырье, предварительно измельченное в волчке. В результате куттерования значительно улучшаются структура и консистенция фарша, повышаются его вязкость и липкость.
Основными показателями куттера являются производительность и мощность.
Производительность куттера (кг/ч) определяется по выражению
П = 60 • -, (1)
г
где т - масса 1 порции мясного сырья, загружаемая в рабочую камеру, определяемая по выражению
т = V •р • ф,
в котором V - объем рабочей камеры (от 120 л до 250 л); р - плотность мясного сырья (говядина, свинина, курица); ф - коэффициент заполнения рабочей камеры мясным сырьем; г - длительность цикла измельчения.
Мощность куттера для тонкого измельчения мясного сырья определяется по выражению
N = #1 + N2 , (2)
П
где N1, N2 - мощности, необходимые на разрезание мясного сырья ножами и преодоление трения о поверхность ножей соответственно; ^ - КПД привода.
Мощность, необходимая на разрезание мясного сырья ножами
Щ = дь • / • г • ю • /ср, (3)
где дь - удельное сопротивление мясного сырья резанию; I - длина режущей кромки лезвия ножа; г - количество ножей; ю - угловая скорость вращения ножей; / -
средняя длина режущей кромки лезвия ножа, равная половине I.
Мощность, необходимая на преодоление трения о поверхность ножей, определяется по формуле
N2 = V -р-ф- % -ц- /ср ю, (4)
в которой % - ускорение силы тяжести; ц - коэффициент трения между мясным сырьем и поверхностью ножей.
Тогда с учетом (3) и (4) получим выражение для определения мощности куттера
N =ю^ /ср •(дь • / • г •+V •рф я •тО
п
В среде МаШсаё 15 построим графики зависимости производительности (рис., а) и мощности (рис., б) куттера для тонкого измельчения различных видов мясного сырья (говядина р1 = 1130 кг/м3, свинина р 2 = 1070 кг/м3, курица рз = 1020 кг/м3) от объема рабочей камеры в диапазоне V = 0,120..0,250 м3.
Графики зависимости производительности куттера от объема его рабочей камеры показывают следующее. Например, при объеме рабочей камеры V = 0,120 м3 для мясного сырья из говядины производительность куттера составляет 581 кг/ч; при измельчении мясного сырья из свинины производительность составляет 550 кг/ч; при измельчении куриного сырья - П = 525 кг/ч. При объеме рабочей камеры 0,250 м3, получим значение производительности при измельчении мясного сырья из говядины П = 1211 кг/ч, из свинины - П = 1146 кг/ч, из куриного сырья - 1093 кг/ч (см. рис, а).
График зависимости производительности (а) и мощности (б) куттера от объема рабочей камеры при различных значениях плотности измельчаемого мясного сырья: 1 — говядина; 2 — свинина; 3 — курица
Графики зависимости мощности куттера от объема его рабочей камеры показывают следующее. Например, при объеме рабочей камеры V = 0,120 м3 для мясного сырья из говядины мощность привода куттера составляет 47,3 кВт; при измельчении мясного сырья из свинины мощность составляет 46,8 кВт; при измельчении куриного сырья - N = 46,5 кг/ч. При объеме рабочей камеры 0,250 м3, получим значение мощности при измельчении мясного сырья из говядины N = 55,8 кВт, из свинины - N = 55,0 кВт, из куриного сырья - 54,3 кВт (см. рис, б).
Проанализировав производительность куттера, можно сделать вывод о том, что произошло увеличение производительности с 581 до 1211 кг/м3 для говядины; с 550 до 1146 кг/м3 для свинины; с 525 до 1093 кг/м3 для курицы и в среднем составило 48% при повышении объема рабочей камеры со 120 до 250 л.
Проанализировав мощность привода куттера, можно сделать вывод о том, что произошло ее увеличение с 47,3 до 55,8 кВт для говядины; с 46,8 до 55 кВт для свинины; с 46,5 до 54,3 кВт для курицы и в среднем составило 15% при повышении объема рабочей камеры со 120 до 250 л. При этом значительное увеличение производительности (в среднем на 48 %) приводит к незначительному повышению мощности привода (в среднем на 15%), что свидетельствует о рациональности изменений объема рабочей камеры куттера для измельчения мясного сырья.
Список литературы
1. Ивашов В. И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности: учеб. СПб.: ГИОРД, 2010. 736 с.
2. Артёмова Е.И. Вопросы измельчения мясного сырья в волчках непрерывного действия // Материалы Международной (заочной) научно-практической конференции // под общ. ред. А.И. Вострецова. Кишенев: Бёкига «Ыееи1», Нефтекамск: РИО НИЦ «Мир науки», 2018. С. 12-15.
3. Артемова Е.И, Осипова К.С., Пантюхина Е.В. Вопросы повышения производительности волчков для среднего измельчения мясного сырья // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2018. Вып. 11. С. 612-617.
4. Артемова Е.И, Пантюхина Е.В. Вопросы повышения мощности привода волчков для среднего измельчения мясного сырья // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2018. Вып. 12. С. 465-468.
Артёмова Екатерина Игоревна, магистрант, kat. art1 @mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Осипова Ксения Сергеевна, магистрант, ksjunja-pershina@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Пантюхина Елена Викторовна, канд. техн. наук, доцент, elen-davidova@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет.
ANALYSIS OF THE PERFORMANCE AND CAPACITY OF THE CUTTER FOR FINE GRINDING OF RA W MEA T
E.I. Artyomova, K.S. Osipovа, E. V. Pantyukhina
The issues of increasing the productivity and power of the cutter for fine grinding of raw meat in sausage production are considered on the basis of analyzing the impact on these parameters of the cutter of its design and kinematic parameters and parameters of the crushed raw materials.
Key words: meat cutter, grinding meat raw materials, fine grinding, performance,
power.
Artyomova Ekaterina Igorevna, masters, kat. art1 @,mail. ru, Russia, Tula, Tula state university,
Osipova Ksenia Sergeevna, masters, ksjunja-pershina@rambler.ru, Russia, Tula, Tula state university,
Pantyukhina Elena Viktorovш, candidate of technical science, docent, elen-davidova@,mail. ru, Russia, Tula, Tula state university
