CC BY
37
УДК 637.02я73
Обоснование формы и размеров отверстий выходной решетки
волчка-измельчителя
Пеленко В.В., Малявко Д.П., Бобров С.В., Ольшевский Р.Г., Зуев Н.А.,
Тарабановский Ф.Б.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Институт холода и биотехнологий
Решена задача повышения эффективности волчков-измельчителей за счет обоснования формы и размеров отверстий выходной ножевой решетки
Ключевые слова: давление, удельная сила, периметр, площадь сечения
Rationale for the shape and size of the lattice openings grinder
Pelenko V, Malyavko D., Bobrov S., Olszewski R, Zuev N, Tarabanovsky F
The St.-Petersburg national research university of information technology, mechanics
and optics
Institute of Refrigeration and biotechnologies
The task of increase of efficiency of tops-grinding down is decided due to the ground of form and sizes of opening of output knife grate
Keywords: pressure, specific force, perimeter, area of section
Измельчение мясного сырья - процесс энергоемкий и необратимый. Измельчение в мясорубках сопровождается уменьшением размера частей обрабатываемого материала, увеличением площади поверхности, сжатием и перетиранием сырья, выделением сока, перемешиванием, трением кусков продукта о стенки корпуса, трением кусков между собой, трением о поверхность шнека, взаимным трением деталей режущего механизма, повышением температуры.
Измельчению сырья в мясорубках предшествуют процессы транспортирования и экструзии. Эти процессы предопределяют условия измельчения и качество готовой продукции. Экструзия применительно к мясорубкам представляет процесс выдавливания через отверстия измельчительных решеток по поверхностям которых вращаются прилегающие к ним режущие лезвия ножей. В мясорубках сырьё витками шнека транспортируется вдоль канала корпуса, уплотняется, проталкивается через систему измельчительных решеток и подрезается ножами.
Одним из параметров, определяющих качество сырья на выходе из волчка, а также энергоемкость процесса измельчения, является величина давления внутри корпуса волчка [1- 8]. Давление нагнетания и продавливания мяса через решетку зависит в первом приближении от физико-механических свойств сырья (удельная сила разрушения - Р, Н/м) и от суммарной длины режущих кромок отверстий выходной решетки, то есть от размеров, количества и формы этих отверстий.
Уравнение равновесия для единичного, продавливаемого через выходную решетку жгута мясного сырья запишется в виде:
Ь1 - периметр единичного отверстия (длина режущей кромки), м. Из уравнения (1) можно определить требуемое значение величины давления мясного сырья на решетку:
р*31-Р*Ьь
(1)
где
р - давление перед решеткой, Па ; Р - удельная сила разрушения мясного сырья, Н/м; - площадь сечения единичного жгута, м2;
р= Р*Ь1/
В случае круглой формы отверстий получим:
рк= Р*[лё/( лё2/4)]= Р*(4/ё).
(2)
где
Ь1к= пё; 31к= пё2/4;
ё- диаметр отверстия выходной решетки, м.
Из особенностей топографии расположения круглых отверстий на поверхности решетки следует, что такое же количество отверстий, при условии равнопрочности решетки, может быть выполнено в форме правильных шестиугольников с диаметром вписанной окружности, равным диаметру исходного отверстия «ё», и со стороной «а »=
В этом случае площадь продавливаемого через выходную решетку единичного жгута мясного сырья составит величину:
81Ш=(л/3/2>ё2. (4)
Режущий периметр шестиугольного отверстия определяется соотношением:
Ь1Ш=6а =2л/3*(1. (5)
Таким образом, требуемое давление перед решеткой для этого варианта исполнения отверстий составит, в соответствии с (2), значение:
рш= Р(2л/3 *(!)/( (л/3/2),а2) = Р .(4Л1). (6)
Идентичность выражений (3) и (6) свидетельствует об эквивалентном, равнонапряженном состоянии мясного сырья внутри корпуса волчка как для случая круглых отверстий в решетке, так и для отверстий шестиугольной формы, однако, в связи с увеличением суммарного проходного сечения шестиугольных отверстий, повышается производительность волчка:
Ош/Ок = (рУш 81шН>тв.)/( рук БцН™.) = 81ш / 81к = (л/3/2)*с12/ (тгс!2/4) = 2л/3/тг, или: Ош/Ок = 1,1026. (7)
Таким образом, варьируя формой (за счет перехода от круглой к шестиугольной) и размерами отверстий выходной решетки волчка, имеется возможность повысить его производительность без ущерба для качества мясного сырья на 9,3%.
Список литературы
1. Белобородов В.В., Полещук О.Б. Влияние новых особенностей решеток мясорубок на величину потребляемой ими энергии. В кн. Вопросы автоматизации технологических процессов в торговле и общественном питании Науч. тр. ЛИСТ им. Ф. Энгельса 1976, вып. 62. - С. 161-164.
2. Белобородов В.В. Полещук О.Б. К вопросу о распределении мощности между рабочими элементами мясорубки. Вопросы автоматизации технологических процессов в торговле и общественном питании. Науч. тр. ЛИСТ им. Ф. Энгельса. 1976, вып. 62. - С. 61-68.
3. Антипов С.Т., Кретов И.Т., Остриков А.Н., Панфилов В.А., Ураков О.А. Машины и аппараты пищевых производств. Кн. 1: Учеб. для вузов. -М.: Высш. шк., 2001. - С. 29-31.
4. Пат. 2203139. Россия. МПК 7 В 02 С 18/36. Решетка к устройству для измельчения мясного сырья. Антипов С.Т., Шахов С.В., Комиссаров С.С.
5.Комиссаров С.С. Исследование процесса измельчения мясного сырья в волчках и разработка ножевых головок. Автореф. канд. дисс.-Воронеж, 2003.18 с.
6. Полещук О.Б. Оптимизация работы мясоизмельчительных шнековых машин на основе изучения закономерностей переноса влаги в мясном фарше. Автореф. канд. дисс. Л.1988. - 16 с.
7. Акимов М.М., Туменов С.Н., Смирнов М.Б. Стенд для определения технологических параметров измельчаемого сырья Сб. научн. трудов. Семипалатинский гос. университет 2002. - С. 50-53.
8. Андрианов А.С. Повышение надежности измельчителей мяса (волчков) на основе анализа технологических и эксплуатационных воздействий. Автореф. канд. дисс. - М. 1982. - 18 с.
