Модернизация бытовой электрической мясорубки Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 664

Ю.Л. Маткин, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-24-38,

А.В. Сапункова, асп., (48731) 6-42-43, sapunkova@plastic-uzl .ru (Россия, Тула, ТулГУ)

МОДЕРНИЗАЦИЯ БЫТОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МЯСОРУБКИ

Предложена конструкция модернизированной бытовой электромясорубки. Приведены результаты экспериментального исследования, анализ полученных данных.

Ключевые слова: вибрационное воздействие, модернизация, мясорубка, экспериментальное исследование.

Для современных мясоперерабатывающих предприятий по-прежнему актуальной является задача дальнейшего совершенствования технологических процессов и соответствующего оборудования с целью снижения его энергоёмкости, потерь сырья, повышения производительности, улучшения качества выпускаемой продукции [1]. Машины для измельчения мяса и мясных продуктов составляют около половины всего действующего оборудования в мясной промышленности.

Перспективным направлением оптимизации процесса измельчения мясного сырья является использование машин, в которых основная технологическая операция измельчения осуществляется на фоне вибрационного воздействия [2].

Предложенная конструкция модернизированной бытовой электрической мясорубки (рис. 1) включает в себя электропривод, рабочий орган и вибрационную насадку. В корпусе 2 мясорубки расположен подающий шнек 10, соединенный с приводом и получающий от него вращение. На выходном конце вала подающего шнека установлены нож 8 и неподвижная решетка первой ступени 7, плотное прилегание режущей поверхности ножа и кромки решетки обеспечивается за счет стягивающего кольца 6. В зазоре между внутренней поверхностью корпуса 2 и лопастями режущей поверхности ножа 8 на выходном конце вала шнека установлено закаленное кольцо (кулачок) 9 с прерывистой поверхностью.

Вибровоздействие на фарш решеткой второй ступени осуществляется с амплитудой 2 мм. Вибрация создается за счет продольного перемещения решетки второй ступени относительно решетки первой ступени, данный эффект достигается по средствам синхронного скольжения четырех кронштейнов по внешней поверхности ребристого кулачка и двух пар пружин, работающих на растяжение. Для синхронной работы всех четырех кронштейнов было изготовлено центрирующее кольцо 11, которое обеспечивает центровку кронштейнов по оси корпуса машины.

В процессе модернизации конструктивным изменениям подвергся нож, перья которого были ошлифованы на 4 мм. Данное изменение стан-

дартного ножа было вызвано необходимостью размещения кулачка между корпусом мясорубки и гранями перьев ножа.

6 5

Рис. 1. Общий вид рабочего органа электромясорубки усовершенствованной конструкции:

1 - хомут; 2 - корпус; 3 - пружина; 4 - кронштейн;

5 - решетка второй ступени; 6 - стягивающее кольцо;

7 - решетка первой ступени; 8 - нож; 9 - кулачок; 10 - шнек; 11 - кольцо

Рис. 2. Общий вид электробытовой мясорубки с вибрационной насадкой:

1- корпус с электроприводом и редуктором;

2 - рабочий орган мясорубки; 3 - вибронасадка

Отличительной особенностью модернизации данной бытовой электромясорубки является, то, что в конструкцию стандартной мясорубки не были внесены даже малейшие изменения. Комплект вибронасадки (рис. 3) состоит из кронштейнов, решетки второй ступени, центрирующего кольца, комплекта пружин и хомута, устанавливаемого на горловину рабочего органа.

Рис. 3. Комплект вибронасадки в сборе:

1- хомут; 2 - кольцо; 3 - кронштейн; 4 - решетка второй ступени;

5 - пружина

Измельченный на модернизированной электромясорубке фарш был подвергнут лабораторному исследованию пенетрационным методом. Также был проведен сравнительный анализ образцов, измельченных на мясорубке с вибронасадкой и без нее.

Для более полного исследования влияния вибрационного воздействия на мясной фарш в процессе измельчения сырья использовали свинину трех видов: нежирную, маложирную, жирную.

Средние значения пенетрации и предельного напряжения сдвига, полученные в ходе лабораторного исследования, приведены в таблице.

Образец №1. Фарш из нежирной свинины, измельченный на электрической мясорубке с использованием вибронасадки.

Образец №2. Фарш из маложирной свинины, измельченный на электрической мясорубке с использованием вибронасадки.

Образец №3. Фарш из жирной свинины, измельченный на электрической мясорубке с использованием вибронасадки.

Образец №4. Фарш из нежирной свинины, измельченный на электрической мясорубке без использования вибронасадки.

Образец №5. Фарш из маложирной свинины, измельченный на электрической мясорубке без использования вибронасадки.

Образец №6. Фарш из жирной свинины, измельченный на электрической мясорубке без использования вибронасадки.

Пенетрация и предельное напряжения сдвига

№ Образ- ца Время пенетрации, с а С о ф

0 2,5 5 10 50 100 150 180 200

2 Величина пенетрации, к *10 м

1 0 2,62 2,8 2,9 3,13 3,2 3,24 3,25 3,26 1669,1

4 0 2,38 2,62 2,74 2,94 3,03 3,09 3,13 3,14 1799,5

2 0 3,1 3,29 3,37 3,58 3,68 3,73 3,75 3,75 1253,7

№ Образ- ца Время пенетрации, с а С о ф

0 2,5 5 10 50 100 150 180 200

2 Величина пенетрации, к *10 м

5 0 3,16 3,34 3,47 3,7 3,8 3,85 3,87 3,87 1177,1

3 0 3,66 3,81 3,9 4,1 4,17 4,21 4,22 4,22 989,98

6 0 3,96 4,09 4,18 4,35 4,4 4,44 4,44 4,44 894,3

Пересчет пенетрации мясного фарша на предельное напряжение сдвига 0q (Па), характеризующее консистенцию фарша, осуществлен по формуле

0 - Km 0о ^^, к2

где K - константа, которая для конуса с углом при вершине 2а =45° равна 4,1 Н/кг; m - масса конуса, кг; к - глубина погружения конуса в течение 180 с, м.

Для наглядного сравнения полученных экспериментальных данных на рис. 4 представлены графики зависимости глубины погружения инден-тора от времени для всех образцов в зависимости от жирности свинины.

Сравнение полученных результатов экспериментального исследования позволяет сделать вывод о том, что вибрационное воздействие при рациональных режимах способствует улучшению структурообразования фарша и созданию более связанного белкового каркаса. Об этом свидетельствует показатель величины предельного напряжения сдвига исследуемых образцов № 2, 3, 5, 6. Плотность фарша образцов, полученных без применения вибронасадки, ниже, чем тот же показатель у образцов, полученных с использованием вибронасадки.

В образцах № 5, 6 (без вибронасадки) отдельные белковые частицы и их агрегаты не связаны в общую структуру и расположены разрозненно, в то время как в образцах № 2, 3 (с вибронасадкой) пространственный белковый каркас более плотный и составлен белковыми частицами, тесно связанными друг с другом.

Глубина погружения, см

| 3,5

I 3 12,5 О

а 1,5

X

5 1 Ю 1

£ 0,5

-1— 25

—г-50

—I—

75

—I— 100

125 150

Время погружения индентора, с

а

—I—

175

■проба № 1 •проба № 4

200

Время погружения индентора, с б

проба № 2 проба № 5

проба № 3 проба № 6

Время погружения индентора, с в

Рис. 6. Зависимость глубины погружения индентора от времени для образцов: а - №1 и №4; б - №2 и №5; в - №3 и №6

4

0

0

Однако в ходе экспериментального исследования была выявлена неожиданная тенденция по образцам № 1 и № 4 (нежирная свинина). По результатам 10 замеров отмечено, что плотность фарша, приготовленного с использованием вибрационной насадки ( 0q=1669,1 Па), ниже, чем фарша, приготовленного без вибрационной насадки ( 0q=1799,5 Па), т.е. получен обратный результат по сравнению с образцами фарша из свинины II и III категорий.

Таким образом, результаты проведенного исследования подтверждают перспективность выбранного направления совершенствования оборудования для измельчения мясного сырья, а также необходимость дальнейшего изучения влияния вибрационных воздействий на вязкопластичные системы.

Список литературы

1. Урьев Н. Б., Талейсник М. А. Пищевые дисперсные системы. Физико-химические основы интенсификации технологических процессов. М.: Агропромиздат, 1985. 736 с.

2. Универсальная шнековая мясорубка с насадкой: пат. 2194576 Рос. Федерация. № 2001110020/03; заявл. 12.04.01; опубл. 20.12.02.

U. Matkin, A. Sapunkova

The upgrading of a household electric mincer

The design of an upgraded household electric mincer is suggested. The results of the experimental survey and analysis of the received data are produced.

Key words: vibratory exposure, upgrading, a mincer, an experimental survey.

Получено 28.12.10 г.

УДК 532.57:681.12

М.Н. Ершов, асп., ershov@lcard.ru (Россия, Тула, ТулГУ)

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Рассмотрены актуальные задачи, требующие измерения уровня жидких продуктов, преимущества, недостатки и ограничения наиболее распространенных методов измерения уровня.

Ключевые слова: измерение уровня, поверхность жидкости, парогазовая смесь, поплавок, бесконтактный датчик, измерительный преобразователь уровня.

Многообразие задач, связанных с необходимостью измерения уровня жидких продуктов, характерно для различных областей науки и техники. Измерение уровня требуется в большинстве производственных процес-