Техника будущего: новые технические решения технологических задач

Устройство для масси­рования мяса (Пат. № 95114757 РФ, А22 С9/00) может быть использовано при производстве мясных соленых изделий на стадии посола.

На рис. 25.17 изображено устройство для массирования мяса, общий вид; на рис. 25.18 – положения вращения емкости при различных углах поворота: а – 0°, б – 90°, в – 180°, г – 270°. Устройство для массирования мяса вклю­чает раму 1, емкость 2, закрепленную на горизонтальном валу 3, установленного в опорах вращения 4, герметичную крышку 5 для загрузки и выгрузки сырья, привод и пульт управления 6.

Емкость 2 имеет форму правильного тетраэдра и закреплена гранями 7 и 8 на горизонтальном валу 3, причем ось вращения тетраэдра проходит через его центр тяжести параллельно одной из граней.

Привод устройства состоит из электро­двигателя 9, муфты 10, червячного редуктора 11, клиноременной передачи 12 и расположен внутри одной из стоек рамы 1.

Пульт управления 6 выполнен в виде отдельного блока, состоит из реле времени, кнопок управления, сигнальных ламп и пусковой аппаратуры (не показано) и смонтирован на стойке рамы 1.

Продолжительность массирования мяса задается с помощью реле времени в пределах 0…180 мин. Дополнительно устройство снабжено блоком конечных выключателей, с помощью которых обеспечивается остановка емкости 2 в требуемых положениях, например в положении загрузки или выгрузки сырья.

В начале работы в емкость 2, установленную в положении загрузки (крышкой вверх) и с открытой крышкой 5, загружают предварительно нашприцованное рассолом мясо, добавляют в емкость 2 недостающее количество рассола (до 15 % к исходной массе сырья), закрывают герметично крыш­кой 5, с помощью реле времени на пульте управления 6 задают необходимый интервал обработки, например 60 мин. Затем нажатием кнопки «Пуск» на пульте управления 6 включают привод устройства. Вращение от электродвигателя 9 через муфту 10, червячный редуктор 11, клиноременную передачу 12 и вал 3 передается емкости 2 с частотой вращения 12 об/мин.

Во время вращения емкости 2 относительно горизонтального вала 3 сырье, например куски мяса массой 0,5…1,0 кг, поднимаются гранями вверх на высоту несколько больше угла естественного откоса и далее падают или перекатываются вниз, соударяясь друг о друга и о стенки емкости 2, достигая нижнего положения, затем вновь поднимаются вверх, и далее процесс повто­ряется и проводится непрерывно на протя­жении всего цикла работы. В процессе обработки сырье одновременно с вертикаль­ным перемещением в объеме емкости 2 за счет вращения емкости 2 относительно горизонтального вала 3 совершает горизон­тальное перемещение за счет изменения наклона и расположения граней емкости 2 относительно собственной оси вращения. В результате совместного наложения вертикальных и горизонтальных перемеще­ний сырье совершает сложное пространствен­ное движение по объему емкости 2, в результате которого обеспечивается интен­сивность и равномерность обработки сырья со всех сторон.

По окончании процесса обработки сырья, например 60 мин, автоматически программ­ным устройством подается сигнал на оста­новку емкости 2 и далее с помощью конечного выключателя фиксируется в поло­жении загрузки. Затем открывают крышку 5 и сырье самотеком из емкости 2 выгружается в напольную тележку (не показана), которая предварительно устанав­ливается под ней.

После выгрузки сырья нажатием соответ­ствующей кнопки на пульте управления 6 емкость 2 возвращается в положение загруз­ки.

Далее цикл работы устройства повторя­ется.

Устройство для массирования мяса отличается тем, что емкость выполнена в форме тетраэдра, а ось вращения проходит через его центр тяжести.

Устройство для массирования костных отрубов (Пат. № 5055192/13 РФ, А22 С9/00) может быть использовано в мясной промышленности, а именно при производстве мясных соленых продуктов на стадии посола.

На рис. 25.19 изображено устройство для массирования костных отрубов; на рис. 25.20 – положения вращающегося барабана при 5 различных углах поворота; а – 0°, б – 90°, в – 180°; на рис. 25.21 – траектория движения костных отрубов в ходе массирования. Устройство для массирования костных отрубов включает раму 1, вращающийся полый барабан 2, имеющий форму призмы, закрепленный торцовыми гранями 3 и 4 на валу 5, установленном в подшипниках 6, крышку 7 для загрузки и выгрузки продукта, привод и пульт управления 8, вращающийся полый барабан 2, имею­щий форму призмы, выполнен в виде неравнобокой призмы, у которой боковые грани 9 расположены под углом 15…20° к оси враще­ния вала 5. Торцовые грани 3 и 4 барабана 2, имеющие вид неравносторонних много­угольников, закреплены на валу 5 асиммет­рично одна относительно другой, причем ось вращения вала 5 совмещена с центрами симметрии этих граней.

Привод устройства состоит из электро­двигателя 10, муфты 11, червячного редукто­ра 12 и цепной передачи 13.

Пульт управления 8 устройства включа­ет реле времени, кнопки управления, сигнальные лампы и пусковую аппаратуру (не показан). Реле времени позволяет задавать продолжительность массирования в преде­лах 0…180 мин. Кроме того, устройство снаб­жено блоком конечных выключателей, с помощью которых обеспечивается останов­ка вращения барабана 2 в требуемых поло­жениях, например в положении загрузки или выгрузки. Привод и пульт управления устройства смонтированы на раме 1.

В полый барабан 2, установленный в положении крышкой 7 вверх, загружают предварительно нашприцованные рассолом костные отруба, например окорока, до­бавляют недостающее количество рассола (до 15 % к исходной массе), закрывают гер­метично крышкой 7 и задают с помощью реле времени необходимый интервал продолжительности обработки, например 30 мин. Затем нажатием кнопки «Пуск» на пульте управления 8 включают привод уст­ройства. Вращение от электродвигателя 10 через муфту 11, червячный редуктор 12, цепную передачу 13 и вал 5 передается бараба­ну 2 с частотой вращения 12 об/мин.

В ходе вращении барабана 2 продукт, например окорока, находящийся внутри, поднимается боковыми гранями 9 вверх на высоту несколько выше угла естественного откоса, затем падает или перекатывается вниз, попадая на одну из нижних боковых граней 9 барабана 2, расположенную отно­сительно горизонтальной оси под углом 15…20°, и далее, скользя и перекатываясь по ней, перемещается вдоль барабана 2 до упо­ра о торцовую грань 3 или 4 или близкому к этому положению. Затем вновь поднимает­ся боковыми гранями 9 вверх, падает или перекатывается вниз, попадает на наклон­ную боковую грань 9 и, скользя по ней, вновь перемещается вдоль барабана 2 в на­правлении, обратном первоначальному, осуществляя таким образом сложное про­странственное движение, траектория кото­рого показана на рисунке. В результате такого движения продукту обеспечивается равно­мерность обработки со всех сторон и одно­временно повышается интенсивность процесса массирования.

В устройстве траектория сложного дви­жения продукта достигается: во-первых, благодаря перемещениям в вертикальном направлении за счет враще­ния барабана 2 относительно горизонталь­ного вала 5; во-вторых, благодаря попеременным перемещениям влево и вправо вдоль барабана 2 за счет наклонно расположенных боковых граней 9 относи­тельно оси вращения вала 5, угол наклона которых составляет 15…20°. Изменение их наклона на противоположное обеспечива­ется торцевыми гранями 3 и 4, имеющими форму неравносторонних многоугольников, закрепленных на валу 5 асимметрично один относительно другого, причем ось враще­ния вала 5 совмещена с центрами симметрии этих граней. За время одного оборота барабана 2 наклон боковых граней 9 меня­ется на противоположный кратно количест­ву сторон торцевой грани многоугольника. По окончании времени обработки продукта, например 30 мин, программным уст­ройством подается сигнал на остановку барабана 2, в результате которого произво­дится его фиксация в положении выгрузки, осуществляемая с помощью одного из конечных выключателей блока управления. Далее открывают крышку 7 и продукт само­теком под действием силы тяжести выгру­жается в заранее установленную под барабан 2 емкость, например напольную тележку (не показана).

После выгрузки продукта нажатием со­ответствующей кнопки на пульте управле­ния 8 барабан 1 устанавливается в положение загрузки.

Далее цикл работы устройства повторя­ется.

Устройство для массирования костных отрубов отличается тем, что торцевые грани барабана выполнены в виде неравносторонних многоугольников и расположены асимметрично одна от­носительно другой, причем ось вращения вала совмещена с центрами сим­метрии этих граней.

Способ смешивания пищевых продуктов и устройство для его осуществления (Пат. № 4895449/13 РФ, А22 С5/00) предназначено для смешивания пищевых продуктов, преимущественно мяса, в процессе посола или массирования.

На рис. 25.22 изображен барабан и соответствующие узлы по изобретению. Устройство для переработки пищевых продуктов содержит вращающийся барабан 1, установленный на опорах 2 и 3, приклепленных к раме 4. Продольная ось барабана 1 наклонена преимущественно под углом в диапазоне 10…15° относительно горизонта­ли.

Барабан 1 имеет стенку 5 из нержавею­щей стали, отделанной обработанными стеклянными шариками. Стенка 5 барабана состоит из четырех сегментов 5а, 5b, 5с и 5d.

Сегмент 5а имеет форму расширяюще­гося наружу конуса от закрытого торца 6 барабана, переходя в центральный сегмент 5b большего, относительно постоянного, ди­аметра. Сегменты 5с и 5d постепенно сужи­ваются от сегмента 5 к меньшему диаметру у открытого конца 7 барабана. Закрытый торец 6 барабана 1 имеет прикрепленную 40 к нему изнутри коническую стенку 8. Внут­ренняя камера 9 образована конической стенкой 8 и закрытым торцом 6. Цилиндри­ческое отклоняющее кольцо или муфта 10, описанные подробно ниже, расположены в центре конической стенки 8. В отклоняю­щее кольцо 10 входит вал 11, установлен­ный в подшипниковом узле 12 на опоре 3. Двигатель 13, описанный в патенте США № 4657771, может быть гидростатического типа, он непосредственно вращает вал 11.

На другом конце барабана 1 имеется дорожка 14, проходящая по окружности наружной поверхности сегмента 5d стенки барабана, которой он опирается на ролики 15, установленные в верхней части опоры 2. Экран 16 закрывает до­рожку 14. При включении двигателя 13 вал 11 вращается в подшипниковом узле 12, а дорожка 14 бежит по роликам 15, при этом барабан 1 вращается, осуществляя задан­ную переработку пищевых продуктов.

Открытый конец 7 барабана 1 уплотня­ется дверцей 17, выполненной в виде круг­лой плиты. Круглый усиленный фланец 18 вокруг наружной части дверцы 17 примыка­ет к конической кромке (не показана), вы­полненной на фланце (не показан), приваренном к открытому торцу 7 барабана.

Труба 19, выступающая из прохода (не пока­зана) в центре дверцы, имеет переднюю секцию 20, к которой крепится рычаг 21. Рычаг 21 проходит над поверхностью двер­цы 17 и вокруг фланца 18 до шарнира вокруг подвески на монтажной конструкции (не по­казана), расположенной сбоку барабана у стенки сегмента 5d. Таким образом, дверцу 17 можно открывать, используя рычаг 21, обеспечивая при этом доступ внутрь бара­бана 1, или дверцу можно закрывать, уплотняя барабан. Бункер 22 расположен непосредственно под дверцей. При необхо­димости в качестве привода рычага 21 мож­но использовать поршневой механизм с пневмосистемой, который монтируется на конструкции, на которой установлен рычаг управления дверцей. Конструктивные осо­бенности и принцип действия дверцы 17, включая устройство усиливающего фланца 18 на дверце, армирующего фланца вокруг открытого конца 7 барабана и рычага двер­цы, а также его монтажную конструкцию, описаны в патенте США № 4657771.

Вакуумный насос 23, установленный на раме 4 под барабаном 1, используется для создания разрежения внутри барабана с по­мощью гибкой вакуумной трубки 24. Гибкая вакуумная трубка 24 подсоединена одним концом к всасывающему концу насоса 23, а другим концом через угольник 25 – к враща­ющейся муфте 26, установленной на конце трубы 19. Наличие муфты 26 позволяет ба­рабану 1 вращаться относительно вакуум­ной трубки 24. При необходимости клапан (не показан) можно установить в трубе 19 для регулирования прохода через трубу при создании разрежения в барабане, а также для изоляции внутренней части барабана от вакуумного насоса.

На внутренней поверхности барабана 1 имеется пара спиральных лопастей 27 и 28, проходящих внутри барабана по длине от закрытого торца 6 через сегменты 5а…5d до открытого конца 7 барабана, Когда барабан функционирует, отдельные куски пищевого продукта 29, например куски мяса, загружают в барабан вместе с определенным коли­чеством солящего агента, такого как рассол. При вращении барабана 1 лопасти 27 и 28 перемещаются таким образом, что­бы осуществить необходимое перерабаты­вающее продукт действие. Лопасти, расположенные одна против другой, имеют скошенную переднюю кромку под опреде­ленным углом относительно сегментов 5а…5b стенки барабана, которая при вращении барабана в первом направлении заставляет куски пищевого продукта внутри барабана стремиться к закрытому концу 6 барабана, а вращение барабана в противоположном направлении заставляет продукты переме­щаться в сторону открытого конца 7 бараба­на. Когда дверца 17 на конце 7 барабана открыта, то вращение барабана в направле­нии, при котором пищевые продукты пере­мещаются в сторону открытого конца барабана, приведет к выгрузке продуктов через открытый конец барабана в бункер 22, откуда пищевой продукт можно подать в соответствующее устройство для его удале­ния.

Основной особенностью изобретения является наличие средства, предназначен­ного для регулирования температуры внут­ри барабана 1 во время переработки продукта. Для этого лопасти 27 и 28 имеют двустенную конструкцию с полой внутрен­ней частью, по которой проходит жидкость, регулирующая температуру. Любой темпе­ратурный перепад между жидкостью и внутренней частью барабана является результатом теплопередачи через ребра, обеспечивая при этом регулирование тем­пературы во время переработки пищевых продуктов за счет изменения температуры жидкости.

Двойная стенка лопасти 27 показана на рис. 25.22. Лопасть 27 выполнена из двух пла­стин 31 и 32, приваренных к стенке 5 бара­бана на расстоянии друг от друга параллельно. Трубчатый элемент 33 при­креплен к верхней части двух пластин 31 и 32, образуя камеру между двумя пластина­ми. Трубчатый элемент 33 выполняет роль подающей трубы для жидкости, регулирую­щей температуру, которая поступает из ре­зервуара 34 у приводного конца барабана 1 и проходит к открытому концу 7 барабана, где эта жидкость возвращается через камеру между пластинами 31 и 32 в резервуар 34.

Для того, чтобы в максимальной степе­ни использовать теплообменные свойства лопасти 27 (а также лопасти 28) имеются ряды перегородок 35, приваренных точеч­ной сваркой в местах 36 к пластинам 31 и 32. Перегородки 35 воздействуют на поток ре­гулирующей температуру жидкости, протекающей внутри лопасти, создавая вихревые зоны, равномерно рас­пределяющие жидкость на внутренней поверхности пластин 31 и 32, тем самым обеспечивая более равномерную теплопе­редачу к наружным поверхностям пластин. На рис. 25.23 видно устройство перегородок 35. Трубчатый элемент 33 расположен в вер­хней части лопасти 27, а стенка 5 барабана – в нижней ее части. Как легко представить, в местах 37 имеет место вихревое движение жидкости. Лопасть 28 имеет аналогичную конструкцию.

На рис. 25.23. (Продолжение) представлено соединение тракта подвода жидкости, регулирующей температуру, выполненного в виде трубча­того элемента, с трактом возвратного тече­ния, образованным перегородками 35, прикрепленными к пластинам 31 и 32. Подающий тракт 33 суживается в сторону стенки 5 у открытого конца 7 барабана. Эта сужи­вающая конфигурация показана на рис. Как показано на рис. в месте перед пересечением патрубка 33 со стенкой 5 барабана 1 имеется несколько отверстий 38, расположенных между внут­ренней полостью тракта и пространством между пластинами 31 и 32. Перегородки отодвинуты от этой небольшой секции ребер для образования камеры 39, в которой собирается жидкость, выходящая из подаю­щего тракта 33. От этого места жидкость возвращается по ребру в резервуар 34. На рис. 25.23. показано устройство элементов системы регулирования температуры, определяющей подачу жидкости от привод­ного конца барабана 1 к лопастям 27 и 28. В приводном конце имеется вал 11, на кото­рый опирается барабан, также имеется подшипник 12, закрепленный на опоре 3, в котором вращается вал. Для вращения вала имеется двигатель 13. Конец вала 11 соеди­нен с трубопроводом 40 через вращающую­ся муфту 41. Эта муфта позволяет валу 11 вращаться соосно трубоп­роводу, который остается неподвижным. В центральной части трубопровода 40 имеет­ся полость 42, через которую проходит труба 43. Эта подающая труба 43 вставлена в Г-образный канал 44 в задней части трубоп­ровода. Канал 44 заканчивается входным проходом 45, который соединен с впускной трубой 46, отходящей от резервуара 34. Внутренняя поверхность полости 42 и наружная поверхность подающей трубы 43 об­разует кольцевой канал 47, который предназначен для возвратного потока. Кольцевой канал 47 соединен каналом 48 с выходной трубой 49, которая введена в ре­зервуар 34.

Способ смешивания пищевых продуктов, преимущественно мяса, отличается тем, что подачу осуществляют в барабан, снабженный средством для подвода и отвода теплоносителя и пол­ыми спиральными лопастями для его циркуляции, при этом в процессе сме­шивания поддерживают заданную тем­пературу путем контактирования с эти­ми лопастями. Устройство для смешивания пи­щевых продуктов отличается тем, что оно снабжено средством подачи и удаления теплоносителя, включающим средство контроля температуры, служащее для поддержа­ния заданной температуры теплоносите­ля, спиральные лопасти соединены со средством контроля температуры и выполнены полыми, по меньшей мере, из двух сообщающихся секций для цирку­ляции теплоносителя, причем одна из секций служит для непрерывной подачи теплоносителя, а другая – для его возврата.

Устройство отличается тем, что секция лопасти, служащая для возврата теплоносителя снабжена перегородками и приспособлением для соединения со средством контроля тем­пературы; отличается тем, что оно снабжено датчиками температуры, взаимосвязанными со средством контроля температуры.