CC BY
78
УДК 664. 85. 006
А.А. Тушко, ИТИБ, Находка;
В.Д. Солнцев, ТГЭУ, Владивосток
ВАКУУМНЫЕ НАСАДКИ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВНУТРЕННОСТЕЙ У РЫБ
Предложены конструкции трех вакуумных насадок. Они позволяют улучшить качество удаления внутренностей из брюшной полости рыбы и снизить затраты на проведение процесса. Описанные в статье конструкции насадок защищены авторскими свидетельствами.
Использование вакуумных процессов при механизации рыбообработки привлекает внимание как со стороны исследователей, так и разработчиков вакуумной техники [1, 2].
Одним из основных элементов вакуумной системы является конструкция вакуумной насадки. Применяемые в настоящее время вакуумные насадки имеют ряд недостатков, которые ухудшают качество удаления внутренностей из брюшной полости рыб и приводят к увеличению энергозатрат на осуществление данного процесса.
Нами предложен ряд конструкций насадок для удаления внутренностей при обработке маломерных рыб, в частности, сайры, мойвы, мелкой сельди, песчанки, наваги.
Одним из недостатков используемых насадок является то, что при отсутствии в зоне их действия обрабатываемой рыбы в нее засасывается воздух из окружающей среды, что приводит к снижению разрежения в ресивере и необходимости значительного завышения производительности вакуум-насоса, а следовательно, и расхода энергии на его привод.
Нами предложена конструкция вакуумной насадки, которая в основном позволяет устранить указанный недостаток. На рисунках 1, 2 приведена принципиальная схема насадки [3].
Ри?. I
Рис. 1. Вакуумная насадка. Вид спереди
Рш7.
Рис. 2. Вакуумная насадка. Разрез
Вакуумная насадка 1 имеет центральный канал 2, выполненный в форме сопла Лаваля, кольцевую полость 3 и наклонный канал 4, соединяющий кольцевую полость 3 с каналом 2. Оси наклонных каналов 4 расположены так, что они пересекают ось канала 2 вне насадки. Кольцевая полость насадки 3 с помощью штуцеров 5 подключена к системе подачи воды.
Устройство работает следующим образом. Когда перед насадкой 1 находится тушка, то из неё посредством вакуума извлекают внутренности, которые попадают в ресивер устройства. Струи воды, выходящие из наклонных каналов 4, способствуют лучшему удалению внутренностей. При отходе тушки рыбы от насадки 1 струи, выходящие из каналов, расположенных по ходу движения тушки, перекрываются последней, а струи из противоположных каналов (за тушкой) промывают освобожденную от внутренностей брюшную полость тушки. В тот момент, когда тушка прошла полностью насадку 1, вода, выходящая из каналов, из-за разрежения в насадке засасывается в неё, вследствие чего уменьшается количество засасываемого воздуха.
Количество засасываемой среды (внутренности, воздух, вода) определяется по формуле
где б - внутренний диаметр насадки, м; ц - коэффициент расхода; Ар - перепад давлений, кПа; р - плотность среды, кг/м3.
Плотность воздуха при нормальных условиях намного меньше плотности воды, следовательно, в тот момент, когда перед насадкой отсутствует тушка и в насадку вместо воздуха засасывается вода, её расход будет значительно меньше, чем расход воздуха. Кроме того, применение данной насадки позволяет совместить вакуум-отсос внутренностей с их гидровымывом и осуществить промывку брюшной полости после удаления из неё внутренностей.
Предложена конструкция вакуум-насадки для эффективного удаления внутренностей у различных пород рыб.
Конструкция данной насадки представлена на рис. 3.
Рис. 3. Конструкция вакуумной насадки Данная насадка включает в себя корпус, состоящий из левого 1 и правого 2 колец, имеющих с одной стороны резьбу разного исполнения. Кольца соединены между собой накидной гайкой 3. В отверстие конуса вставлена втулка 4 цилиндрической формы, а вовнутрь втулки 4 вставлена втулка 5, выполненная в виде однополостного гиперболоида. Обе втулки выполнены из эластичного материала, например резины. Втулки 4 и 5 концами с одной стороны жестко защемляются на кольце 1 посредством зажима 6. С другой стороны втулки 4 и 5 надеваются на кольцо 2 и защемляются через шланг посредством зажима 8.
Между двумя эластичными втулками 4 и 5 образуется полость. Она снабжена ниппелем 9, который крепится на корпусе насадки гайкой 10 и снабжен золотником 11 и колпачком 12.
Вакуумная насадка работает следующим образом.
При подключении насадки к вакуум-системе в ней создается разрежение. Эластичная втулка 5 под действием перепада давлений (в канале и в полости) сжимается до определенного размера, вследствие чего уменьшается диаметр минимального проходного сечения.
Прогиб втулки 5 можно приближенно определить по формуле Эйлера
Р ■ I3
8 =-------, (2)
12Е ■ J
где Р - сила, действующая на втулку в любой плоскости, проведенной через центральную ось втулки, Н; I - расстояние между точками защемления концов втулки, м; Е - модуль упругости материала, кПа; J - момент инерции минимального проходного сечения, м.
Действующая сила Р рассчитывается по формуле
Р =АР ■ Гсегм = АР 2 Л ■1 , (3)
где Л - толщина эластичной втулки, м.
При Ар = 40кПа и Л = 5 ■ 10-3 , I = 5 102 м величина силы численно равна 1,8 ■ 10-2 Н.
Прогиб втулки (м) при Е = 600 кПа
J = 0,1[(б + 2f )4 - б4 ]= 1,8 ■ 10~2 ,
где б - диаметр насадки (2,5 ■ 10-2м), t = 2,5 ■ 10-3м , численно равен
6.4 ■ 10-2 м.
При указанных данных диаметр проходного сечения уменьшается с 25 ■ 10-3 м до 12,2 ■ 10-3 м. Это оптимальный размер для удаления внутренностей у мелкой сельди.
При разделке другой рыбы, например, песчанки, необходимо создать избыточное давление в кольцевой полости. Для этой цели подключают через ниппель 9 насос и создают им требуемое давление. Для песчанки необходимо уменьшить диаметр проходного сечения до
7.4 ■ 10-3 м, для чего, согласно формуле Эйлера, требуется создать избыточное давление 15 кПа.
Конструкция предложенной насадки позволяет регулировать также размер проходного сечения путем изменения расстояния между точками защемления концов втулок 4 и 5.
Для этого необходимо посредством перемещения накидной гайки 3 отодвинуть одну половину от другой, т.е. добиться осевого перемещения колец 1 и 2 корпуса, вследствие чего эластичные втулки 4 и 5 растянутся. Так, при переходе с разделки мелкой сельди на
разделку песчанки надо сместить втулки на 5 -103 м (согласно формуле Эйлера).
Выполнение внутренней втулки по формуле однополостного гиперболоида способствует тому, что минимальное проходное сечение при изменении давления в полости и расстояния между концами защемления втулок находится всегда посередине втулки. Сечения, находящиеся на равном от середины расстоянии, равновелики.
Применение предлагаемой вакуумной насадки позволяет эффективно обрабатывать рыбу различного размерного и видового состава на одной универсальной рыборазделочной машине без значительных изменений и регулировок её узлов.
Кроме того, вследствие уменьшения подсоса воздуха через канал насадки уменьшается энергоемкость процесса.
В работе [2] указано, что для обеспечения эффективного удаления внутренностей из брюшной полости обезглавленной рыбы необходимо обеспечить зазор между торцом насадки и приголовным срезом тушки рыбы. Зазор с достаточной степенью точности можно определить из выражения
х = I2, (4)
40
где б - проходное сечение насадки, м; й - входной диаметр насадки, м.
Предложена конструкция насадки для регулирования указанного зазора. Регулированием зазора можно изменять усилие засасывания, что необходимо при переходе на обработку другой рыбы. Прямое воздействие всасывающего воздуха на весь торец приголовного среза рыбы, а не только на внутренности приводит также к срыву мяса с торцевой части среза тушки рыбы.
На рисунках 4 и 5 изображена предлагаемая вакуумная насадка.
Насадка состоит из корпуса 1 с внутренним каналом, который соединен с источником разрежения через трубопровод. Корпус 1 с одной стороны имеет резьбу, причем ближайшая к торцу резьбовая часть закруглена, а с другой - насечку для соединения с трубопроводом. На резьбовую часть навинчена гайка 4, на которой на шинах 5 цилиндрической формы укреплена воронка 6.
Фіґг. /
Рис. 4. Разрез вакуумной насадки Рис. 5. Вид вакуумной
насадки сверху
Образующая воронки 6 выполнена по форме входного сечения внутреннего канала 2 корпуса 1 и установлена с образованием кольцевого зазора 7 между её наружной поверхностью и корпусом. Кроме того, по периметру нижней части воронка 6 имеет прорези 8. Применение резьбового соединения корпуса с гайкой позволяет перемещать корпус относительно оси насадки, за счет чего можно регулировать зазор между корпусом и воронкой, перемещающейся вместе с гайкой.
При подключении насадки к источнику разрежения в ней создается вакуум, причем воздух засасывается (при условии отсутствия в начальный момент тушки рыбы) в её внутренний канал 2 с торца, а также через кольцевой зазор 7 и прорези 8 в воронке 6. При подходе тушки к насадке её торец перекрывает входное сечение воронки 6, и воздух будет засасываться только через кольцевой зазор и прорези 8. За счет этого засасывания создается скоростной поток воздуха, который воздействует на внутренности и удаляет их из брюшной полости.
Оптимальная величина зазоров для засасывания воздуха составляет от 1 до 3 мм, что легко регулируется путем перемещения гайки 4 при переходе на обработку другой рыбы. Кусочки мяса при наличии определенного зазора не вырываются с торца, так как при таких зазорах не создается достаточного для этого усилия.
Помимо качественной разделки рыбы различного видового и размерного состава значительно уменьшается процент отходов ценного пищевого сырья за счет сохранения приголовного кусочка, масса которого у каждой рыбы составляет в среднем 10-20 г. Данная вакуумная насадка позволяет улучшить качество извлечения
внутренностей из брюшной полости с 67 % до 97,2 %, по результатам экспериментальных исследований. Насадка позволяет сохранить ровный приголовный срез у тушек.
Библиографический список
1. Поспелов Ю.В. Машины, автоматы, поточные линии и их проектирование. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2002. 235 с.
2. Погонец В.И. Основы вакуумной разделки рыбы (теория -эксперимент - оптимизация). Владивосток: Дальнаука, 1976. 95 с.
3. А.с. № 703078. СССР. Устройство для удаления внутренностей у рыбы / Поспелов Ю.В., Иванченко И.С., Тушко А.А., Доронин А.Н.; опубл. в БИ, 1979. № 46. 8 с.
4. А.с. №1026744. СССР. Вакуум-насадка для удаления
внутренностей у рыбы / Поспелов Ю.В., Доронин А.Н., Тушко А.А.;
опубл. в БИ, 1983. № 25. 6 с.
5. А.с. №1026745. СССР. Вакуумная насадка для удаления
внутренностей у рыбы / Поспелов Ю.В., Погонец В.И., Тушко А.А.;
опубл. в БИ 1983. № 25. 5 с.
