CC BY
10
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЯСА ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
М.А. Пидалин, магистрант А.В. Майоров, канд. техн. наук Марийский государственный университет (Россия, г. Йошкар-Ола)
DOI: 10.24411/2500-1000-2019-11251
Аннотация. Целью данной работы является рассмотрение процесса измельчения мяса возврартно-поступательным движение рабочих органов (решеток), ее преимущество и недостатки традиционных способов работы существующих механизмов. В работе рассмотрены воздействия факторов влияния на качество измельчения.
Ключевые слова: режущий механизм, измельчение, графики зависимости, эффективность, говядина.
В настоящее время процесс измельчения мясного сырья в фарш или шрот осуществляется в основном с помощью относительно медленно вращающихся ножей. Каждая точка режущей кромки имеет свою линейную скорость, поэтому невозможно добиться того, чтобы все полотно ножа одинаково хорошо измельчало мясное сырье. Структура фарша в сечении получается неоднородная, хорошо измельченная на периферии и хуже ближе к оси вращения. .Возвратно-поступательное, линейное движения решеток в плоскости, перпендикулярной продольной оси движения фарша, приводит к уплотнению и удалению из его структуры воздуха, а также существенно уменьшают силу трения о решетки,
Результаты исследования.
Придание режущему механизму возвратно-поступательного движения позволяет разработать новые виды мясореза-тельных аппаратов, которые должны
улучшить качественные показатели получаемой продукции с наименьшими энергозатратами. Наиболее просто это можно проверить путем сравнения качественных показателей измельченного сырья и готовой продукции, производительности и степени измельчения мяса, замера энергозатрат расходуемых на измельчение мясного сырья, на новом и традиционном измельчителе, тем более что экспериментальный аппарат легко трансформируется в обычный волчок
В качестве измельчаемого сырья была выбрана нежилованная говядина 1-го сорта. Технические параметры измельчителя и волчка были идентичными. Для экспериментальных исследований процесса измельчения мясного сырья с помощью возвратно-поступательного движения режущего органа, была сконструирована и изготовлена на базе МИМ-300 экспериментальная установка.
Рис. 1. График сравнительной производительности двух установок
Д - колебательное движение; о — вращательное движение
Из графиков видно, что при вибрационном измельчении производительность машины примерно на 18% больше произво-
дительности волчка МИМ-300, а это в свою очередь сказывается на энергетические параметры машин.
Рис. 2. Графики зависимости степени измельчения от частоты возвратно-поступательного движения решеток: 1 -средние размеры волокон; 2 - степень измельчения.
Как видно из графиков, первая кривая по своим параметрам очень близка к теоретическому графику, изображенному на рисунке 1. Из второго графика, построенного по зависимости:
■ _ D 1 ~ d
(1)
Отношение среднего характерного размера куска материала до измельчения Dcp к среднему характерному размеру куска материала после измельчения dcp видно, что с увеличением частоты колебательных движений решеток степень измельчения мясного сырья увеличивается Дальнейшее увеличение частоты колебательных движений приводит к стабилизации данного показателя
Средние размеры частиц после измельчения для вязко-пластичного материала, каким является мясо, рассчитываются по следующей формуле:
где n - общее число размерных классов; N¿- количество частиц продукта; d ¿ - диаметр частиц продукта, м.
Коэффициент неоднородности К частиц пробы измельчённого мяса (в %), по которому можно судить о качестве измельчения определяем из выражения:
К = ( q/L )*1 0 0, (3)
где q - среднеквадратичное отклонение размера частиц: L - среднеарифметический линейный размер частиц, м.
L = z t xVd t/21 (4)
(5)
q = \dlv-L2
(2)
Используя компьютерную систему опознания оптических изображений Leitz Tas Plus, были построены графики зависимости дисперсного состава измельченной говядины от частоты колебательного движения режущего механизма.
ГШ * ^ V i
4
Рис. 4. Микроструктура среза измельченного мяса при частоте: а - 5 Гц; б-10 Гц; в - 15 Гц
Как видно из представленных фото, при частоте колебательных движений в 5 Гц отмечается появление микротрещин, фрагментация мышечных волокон, сарколемма в основном сохранена.
При увеличении частоты колебательных движений до 10 Гц сарколемма четко выявляется не во всех мышечных волокнах, появляются отдельные фрагменты, расщепленность на лучках миофибрилл, микротрещины и выход мелкозернистой белковой массы.
Множественная фрагментация и белковая масса, появление частиц разного раз-
мера, деструктивные изменения мышечных волокон обнаруживаются при частоте колебательных движений от 15 и более Гц.
Заключение
На основании теоретических и экспериментальных исследований доказано преимущество процесса резания мясного сырья возвратно-поступательным способом. Установлена математическая зависимость между частотой. Определены усилия, напряжения и работа резания при измельчении мясного сырья возвратно-поступательным движением рабочих органов.
Библиографический список
1. Дидан А.В. Гистологические исследования мяса после механической обработки / А.В. Дидан, А.В. Моргунов, А.Н. Сидоряк // Живые системы и биологическая безопасность населения Материалы IV Международной научной конференции студентов и молодых ученых. - М.: МГУПБ, 2005. - С. 124.
2. Гапонкин, В.А. Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки / В.А. Гапонкин, Л.К. Лукашев, Т.Г. Суворова. - М.: «Машиностроение», 1990. - 448 с.
3. Сидоряк А.Н. Устройство для измельчения пищевых продуктов / А.Н. Сидоряк, О.В. Соловьев, О.И. Якушев // Патент РФ № 34402 БИПМ № 34, 10.12.2003.
STUDYING THE MEAT CRUSHING PROCESS RETURN-AND-TRANSFER MOVEMENT BY THE WORKING BODY
M.A. Pidalin, graduate student A.V. Mayorov, candidate of technical sciences Mari state university (Russia, Yoshkar-Ola)
Abstract. The purpose of this work is to review the process of grinding the meat of the return-translational movement of the working bodies (grids), its advantage and disadvantages of the traditional ways of working the existing mechanisms. The paper discusses the impact of factors influencing the quality of grinding.
Keywords: cutting mechanism, grinding, dependency graphs, efficiency, beef.
