Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса. обзор литературы 7
1. 1. Актуальность механизированной обвалки при производстве мяса 7
1. 2. Современный уровень развития оборудования для обвалки туш убойных животных 12
1.2.1. Оборудование для ручной обвалки мяса 12
1.2.2. Оборудование для механизированной обвалки мяса 22
1.2.2.1. Оборудование для обвалки мяса штамповкой 26
1.2.2.2. Оборудование для обвалки и жиловки мяса методом прессования...33
1.2.2.3. Оборудование для обвалки мяса методом соскабливания и отрыва мякотной ткаї ш от кости 55
1.3. Выводы 68
Глава2. Методы разделки полутуш сельскохозяйственных животных и особенности строения мясо костного сырья 70
2.1. Принципиальная схема разделки крупного рогатого скота, свиных полутуш и бараньих туш 70
2.2. Строение мясо костного сырья 81
CLASS Глава 3. Организация эксперимента и метода исследования 9 CLASS 5
3.1. Осгювпыс направления проведения эксперимента и объект исследования 95
3.2. Оборудование и методика исследования 96
3.3. Механические характеристики мяса 101
3.4.Определение механических характеристик мышечной ткани при испытании на растяжение 104
3.5. Общий подход к математическому описанию графиков зависимости деформации образцов мяса от прикладываемого напряжения 111
3. 5. 1. Деформация реберного мяса свиной грудинки при растяжении 111
3. 5. 2. Отрыв рёберного мяса свиной грудинки от кости 119
3. 6. Микроструктурпые исследования рёберного мяса свиной грудинки после обработки образцов па растяжение 127
3. 6. 1. Исходное сырьё без механического воздействия ]27
3.6.2. Свинина после максимального механического воздействия 128
Глава 4. Технологический процесс обработки сырья 124
4. 1. Обвалка свиных полутуш 133
4. 2. Основные требования к конструкции и характеристикам аппарата 137
4. 3. Разработка конструкции аппарата для обвалки мяса методом отрыва мякотиой ткани от кости 138
4. 4. Разработка инженерной методики расчёта установки для механической обвалки рёберного мяса свиной грудинки методом отрыва 142
4.4. 1. Определение коэффициентов 143
4. 4. 2. Определение удельного расхода энергий 144
4. 5. Технологический расчёт установок для механической обвалки методом отрыва 145
4. 6. 1. Расчёт производительности установок 145
4. 6. 2. Расчёт мощности двигателя установок 145
Основные выводы и результаты 147
Литература 148
Приложения 159
- Современный уровень развития оборудования для обвалки туш убойных животных
- Строение мясо костного сырья
- Механические характеристики мяса
- Основные требования к конструкции и характеристикам аппарата
Введение к работе
Одним из современных этапов развития пищевой промышленности
*ф является развитие отраслей, перерабатывающих сельскохозяйственное сырьё, в
которых одно из ведущих мест занимает переработка мяса.
Можно отметить следующие ступени развития мясной промышленности:
Увеличение объема производства, концентрация-и специализация;
Повышение качества пищевых продуктов, их питательной ценности;
Техническое перевооружение производства; <Щ 4. Оснащение поточными линиями;
5. Комплексная переработка сырья;
^ 6. Повышение производительности труда;
7. Увеличение выпуска мяса и мясных продуктов в расфасованном виде и т. д.
Это достигается повышением эффективности производства, внедрением результатов научных исследований в производство, обеспечением постоянного научно-технического прогресса.
Одна из проблем, от решения которой зависит развитие мясной промышленности, является совершенствование процессов производства готовых изделий из мяса. В свою очередь, одтшм из основных, наиболее трудоёмких процессов при производстве готовых изделий из мяса является обвалка. В настоящее время на перерабатывающих предприятиях используется ручная обвалка па столах. Механизация процесса обвалки является одной из важнейших задач технического перевооружения.
В Российской Федерации с каждым годом увеличивается количество перерабатываемого крупного рогатого скота, свинины, баранины, птицы, поэтому механизация обвалки имеет большое значение для развития мясной промышленности. Следовательно, данная работа внесет свой вклад в эту
w проолему.
13 развитых зарубежных странах, в том числе в Дании, Австралии, Новой
Зеландии, Голландии, США, Франции, ведутся работы по решению данной
технической проблемы, по это носит единичный характер, кроме того, пет
сведений о научном подходе к решению данной задачи.
В Российской Федерации исследований по обвалке с целью получения нативпой мышечной ткани не проводилось. Отечественными, учёными были научно обоснованны и разработаны методы дообвалки мяса прессованием. Основоположниками механических процессов разрушения мышечной ткани были Пслсев А.И., Горбатов Л. В. Конкретными процессами механического воздействия па мясо с целью дробления, резания, прессования занимались: Бабакин Б. С, Геворкян Б.А., Ивашов В .PI., Ильиных В.В., Илюхин В. В., Казисв З.Б., Клименко М.П., Кулишсв Б.В., Кратосутский Г. И., Лимонов Г.Е., Максимов АЛО., J Іозпьшюв Л.і ї.
Из вышеизложенного можно сформулировать и цель работы — исследование процесса обвалки мяса методом отрыва мякотной ткани от кости, разработка аппарата и рабочих органов для этой цели. В соответствии с целью решались следующие задачи:
"> выбор схемы и способа обвалки мяса;
создание экспериментального стенда для проведения исследований;
экспериментальное изучение прочностных характеристик мышечной ткани рёберной коробки, а также деформационных свойств комплекса «мясо - кость» при разрыве;
в разработка рекомендаций практического использования результатов аналитических и экспериментальных исследований;
* предложение технологических схем процесса механизированной обвалки
мяса реберной части свиных полутуш.
Механизации процесса обвалки мяса является актуальным и перспективным научно-техническим направлением развития отрасли, так как
для ручной обвалки характерна очень высокая трудоемкость работ и низкая эффективность ручного труда. 13 результате механизации обвалки мяса возникает возможность облегчения ручного труда, увеличение выхода продукта, повышение его качества и производительности труда. Кроме того, механизация обвалки мяса приведет к снижению себестоимости продукта, а так как себестоимость продукта является одним из важнейших факторов, влияющих на прибыль в обратной зависимости, то результатом этого будет увеличение прибили предприятия, что положительно скажется на его производственно-хозяйственной деятельности. Ещё необходимо отметить, что механизация обвалки мяса улучшав'!' гигиену продукта, так как соприкосновение продукта с руками человека сокращается, - а это в свою очередь приведет к улучшению качества мяса и увеличению его срока храпения. Механизация обвалки позволяет значительно сократить процент производственного травматизма, что скажется на условиях труда и его производительности.
Таким образом, разрабатываемый процесс механизированной обвалки мяса убойных животных имеет много преимуществ. И эта работа в будущем даст возможность выполнения операций по обвалке с помощью различных механизированных систем, созданных па основе тех параметров процесса, которые будут определены экспериментальным путем в этой работе.
С учетом выше приведённых факторов, механизация процесса обвалки, является одним из наиболее перспективных и актуальных научно-технических направлений и заслуживает подробнейшего исследования.
Современный уровень развития оборудования для обвалки туш убойных животных
Высокая трудоёмкость работ и низкая эффективность ручного труда при убое животных во все времена вынуждала человека разрабатывать различные орудия и приспособления, которые позволили бы частично облегчить ручной труд или полностью устранить его. Некоторые попытки механизации были совершены и в отношении операций по обвалке и обработке туш. Обвалка - это отделение мяса от костей. В большинстве случаев в нашей стране и за рубежом эти технологические операции выполняются вручную острозаточенньши специальными промышленными ножами или механизированным режущим инструментом. Ручная обвалка - трудоёмкий процесс, который может выполняться высококвалифицированными рабочими. От качества выполнения процесса зависит количество мышечной ткани, остающейся на костях. По статистике на костях после ручной обвалки остается в среднем 7,6% к массе говяжьих костей и 5,4% к массе свиных. С позвоночниками теряется до 13%. Для уменьшения трудоёмкости, исключения ручного труда, повышения выхода и качества обваленного мяса создают технологические средства с использованием механических, биохимических и холодильных процессов. Подобные машины и аппараты уже достаточно широко применяются или находятся в стадии разработки.
Ручную обвалку производят в горизонтальном положении на столах и конвейерах или в вертикальном - па специальных установках специальными промышленными ножами и механизированными инструментами. Для облегчения и ускорения процесса используют приспособления и манипуляторы, которыми удаляют из каркаса крупные кости.
Промышленные ножи для обвалки рис. 1, состоят из клинка 1, рукоятки 2, которая крепится к клинку заклепками 3. Клинки ножей изготавливают из инструментальной стали У10А или из легированных сталей, например, 95X18, 9ХС. Для рукояток используют твёрдое дерево (бук) или твёрдые полимерные материалы (полиэтилен, полипропилен и тлі.)- Форма клинка и его лезвия зависят от вида операции, для которой нож предназначен. На рис. 1. показаны ножи для обвалки мяса: а - со спишю-рёберной части; 6-е задней и лопаточной части, в - с грудной и хвостовой части, г - универсальный обвалочный, д, е - жиловочные. В поперечном сечении клинок ножа выполнен в виде клина, угол заточки ножа 16 - 18, рукоятка ножа выполнена по требованиям эргономики для облегчения работы обвальщика, в передней части рукоятки имеется упор 4, препятствующий соскальзыванию руки. Ножи затачиваю ! и шлифуют на абразивных кругах. Для правки ножей применяют муссаты (рис. 2), состоящие из стального стержня 3, пластмассовой или деревянной рукоятки 2, имеющей спереди ограничитель, и крепежного кольца І. Стержни муссатов имеют диаметр 1.0 -- 12 мм, длину 300 - 350 мм, их изготавливаю ! из сталей У12Л, У13, У13А. Поверхность стержня может быть гладкой, рис. 2 а, иди иметь насечку рис. 2 б. Изготавливают муссаты с алмазным напылением или с нанесением твердосплавного слоя электрофизическими методами на поверхности стержня.
Для облегчения или ускорения некоторых технологических операций используют специальные ножи с криволинейными лезвиями. Так, на приспособлении, показанном на рис. 3, предназначенном для удаления рёбер из грудинки или корейки, применяется нож с U — образным лезвием 10. Присиособлеіше состоит из перфорированной стальной пластины 2, которую прикрепляют к столу обвальщика струбцинами 9 и гайками 8. На пластине установлена цилиндрическая направляющая 3, по которой перемещается втулка 6. К втулке винтом 5 привинчен зажим 4, имеющий два зазубренных рычага и рукоятку 1. Рабочий укладывает предварительно подготовленную грудинку или корейку на пластину рёбрами вверх и прижимает ее рычагами прижима так, чтобы ребро оказалось между рьічаїов. Затем берёт за рукоятку нож, вводит лезвие под ребро и вырезает его. Затем передвигает упор и повторяет операции.а - для обвалки спинно-рёберной части; б - для обвалки задней и лопаточной части; с для обвалки грудной и хвостовой части; г - универсальный обвалочный нож; д, е жиловочные ножи; 1 клинок; 2 - рукоятка; 3 -заклёпка; 4 упор.1 - рукоятка прижима; 2 перфорированная пластина; 3 - направляющая, 4 -прижимы; 5 винт; 6 - втулка; 7 рукоятка ножа; 8 - гайка; 9 - струбцина; 10 -нож.
Механизированный инструмент, рис. 4, с кольцевыми ножами используют для зачистки костей после обвалки, снятия пластов шпика с поверхности полутуш и отрубов. Механизированный инструмент с электрическим приводом, рис. 4 а, состоит из собственно ножа 1 и электродвигателя 3, соединенного с ножом гибким валом 4. Электродвигатель подвешивают за скобу 2 к несущим конструкциям цеха. Режущий элемент ножа, рис. 4 б, имеет вид стального кольца 2 с односторонней заточкой, образующей кольцевое лезвие 3. На торце кольца нанесён зубчатый венец 1, который входит в зацепление с шестерней, установленной в корпусе ножа. Вал шестерни соединён с гибким валом.
Механизированный инструмент с пневматическим приводом, рис. 4 в, состоит из корпуса 4, в котором закреплён кольцевой режущий элемент 3. В рукоятке ножа 1 установлена пневматическая турбинка, приводящая во вращение шестерню, которая входит в зацепление с зубчатым венцом кольца. К рукоятке присоединяют шланг от иневмосистсмы. Расход воздуха регулируют вентилем 2.
Во время работы кольцевой режущий элемент приводится во вращение, рабочий держит нож за рукоятку и подаёт его в направлении резания, снимая слой мяса или шпика. Механизированные инструменты изготавливают с различным диаметром кольцевых режущих элементов. Для зачистки костей после ручной обвалки применяются ножи диаметром 50...75 мм, для пластования шпика- 120...200 мм. Мощность привода в этом случае меняется от 100 до 150 Вт.
Горизонтальную обвалку производят па столах с обвалочными досками, которые изготавливают из твердых пород дерева или полимерных материалов (твердый полиуретан, полиамид, фторопласт и др.). Обвалочные
Рис. 4. Механизированные инструменты с кольцевыми ножами.а - с электроприводом: 1 нож; 2 подвес; 3 электродвигатель; 4 - гибкий вал; б - схема режущего элемента: 1 - зубчатый венец; 2 - кольцо; 3 - лезвие; в - с пневмоприводом: 1 рукоятка; 2 вентиль; 3 - режущий кольцевой элемент; 4 - корпус.
Строение мясо костного сырья
Для эффективного решения задач по механизации обвалки требуется произвести выбор геометрических и кинематических параметров и оптимизировать их при условии удовлетворения требований качества. Разработка оборудования для механизированной обвалки, отвечающего всем требованиям современной техники и технологии, должна базироваться нанаучных исследованиях непосредственно самого процесса обвалки. В первомслучае разрабатываются экспериментально установленные зависимостипараметров. Во втором случае происходит их сравнение с теоретическими.
Методика проведения эксперимента заключалась в следующем: сырьём дляэксперимента служили мясо свиное, а также рёберные кости свинины в незамороженном виде. Далее рассмотрим подробно, что представляет собойсырьё для проводимых экспериментов.
Рёбра - это длинные изогнутые кости: на концах, обращенных к позвонкам, находится головка, шейка и бугорок. У жвачных шейка более длинная, рёбра вертикально сильно расширены (рис. 48). Ребра участвуют в образовании боковых стенок грудной клетки, придают ей соответствующую форму, служат опорой и защитой для органов грудной полости. Они выполняют функцию рычагов движения для мышц грудной клетки, обеспечивая процесс вдоха и выхода [11]. В костях различают компактное (плотное) и губчатое вещества, которые построены из пластинчатой костной ткани (рис. 49). Компактное костное вещество располагается на периферии костей, под надкостницей. В длинных трубчатых костях оно наиболее сильноа) - грудная кость крупного рогатого скота; б) - 1, 7 и 13-е рёбра (медиальная сторона); в) - 1, 8 и 14-е рёбра (латеральная сторона); г) - 1, 9 и 18-е ребра (латеральная сторона); 1 - рукоятка грудной кости; 2 - сегмент грудной кости; 3 - мечевидный хрящ; 4 - тело грудной кости; 5 - реберные хрящи; 6 рёберная (суставная) вырезка; 7 - соколок; 8 - вентральный гребень; 9 мечевидный отросток; 10 - бугорок лестиничной мышцы; 11 - шейка ребра; 12- головка ребра; 13 - бугорок ребра; 14 - сосудистый желоб; 15 - мышечныйжелоб; 16 - угол ребра; 17 - тело ребра; 18 - желоб головки; 19 - стериальныйконец ребра.а) - общий вид остеона; 1 - гаверсовые пластинки с фибриллами; 2 - костные клетки; б) - участок пластинчатой костной ткани (на поперечном разрезе): I -остеон; II - вставочная пластинка; III - внутренняя генеральная (основная) пластинка; 1 - кровеносный сосуд; 2 - костные пластинки остеона; 3 - костные клетки; 4 - внутренняя генеральная пластина; 5 - питательный канал; 6 -гаверсов канал; 7 - костномозговая полость; 8 - губчатое вещество; 9 -компактное вещество; 10 - надкостница; 11 - кровеносные сосуды.развито в области диафизов. В коротких костях оно располагается тонким слоем равномерно; в плоских костях образует наружную и внутреннюю пластинки, соединённые перекладинами. Губчатое костное вещество лежит под компактным веществом в эпифизах, трубчатых, длинных изогнутых и во всех коротких костях. Во многих пластинчатых костях губчатое вещество отсутствует. Компактное вещество состоит из костных пластинок. Они располагаются в определенном порядке, образуя сложные системы. Различаются три слоя: наружный слой общих пластин, средний (остеоновый) и внутренний слой общих пластин, окружающий костномозговую полость. В наружных общих пластинах залегают прободающие каналы, по которым из надкостницы входят сосуды и нервы, питающие кость [11]. Остеоновый слой образован концентрическими костными пластинками в виде трубок, вставленных одна в другую вокруг канала, в котором проходят сосуды и нервы. Остеоны - это структурная единица компактного вещества трубчатой кости. Между ними расположены вставочные пластинки. Внутренние общие пластинки ориентированы параллельно поверхности костномозгового канала, выстланного тонкой и нежной оболочкой - эндостом. Пластинки состоят из межклеточного вещества, в котором различают бесструктурное вещество и волокнистую часть. Костные клетки располагаются между пластинками. Волокна в смежных пластинках идут перпендикулярно друг другу. Бесструктурное вещество состоит из слизеподобного (оссеомукоида) и белковоподобного (оссеальбумоида) органических соединений, вступивших в тесную связь с минеральной субстанцией. Волокнисто вещество ткани вместе с оссеомукоидом и оссеальбуимоидом составляет органическую основу кости оссеин. Волокнистая часть представлена обыкновенными клеедающими (коллагеновыми) волокнами. Кристаллы минерального вещества лежат между фибриллами коллагена и прочно прикреплены к ним. Длинные оси кристаллов параллельны осям фибрилл. Такое сочетание органических и минеральных включений придает особую прочность кости. Губчатое костное вещество имеет пористую структуру, которую можно видеть невооруженным глазом, оно образовано костными перекладинами, располагающимися по силовым линиям вжатия и растяжения. Эти перекладины образуются в процессе роста из остатков остеонов, вставочных и других пластинок. Благодаря губчатому строению повышается прочность и увеличивается поверхность костей при их минимальном весе. В ячейках губчатого вещества расположен костный мозг. Трубчатая кость у взрослых животных внутри заполнена костным мозгом
Механические характеристики мяса
Ткани, составляющие мясо принадлежат к природным биополимерам. Поэтому исследование их механических свойств на современном этапе проводится в основном в рамках представлений механики. Механические свойства в самом общем виде определяются деформациями, которые происходят под воздействием силы. Деформация полимеров вообще и тканей мяса как биополимеров в частности, представима в виде суммы трёх составляющих: упругой деформации - обратимой в фазе с напряжениями, остаточной - полностью необратимой и высокоэластичной - обратимой, но не в фазе с напряжениями [12, 13, 26, 34].
Упругая деформация связывается с изменением молекулярных расстояний: остаточная - с необратимыми перемещениями молекул на расстояния, большие, чем молекулярные размеры и высокоэластическая связывается с изменениями конфигурации полимерных цепочек.Рис. 60. Диаграмма растяжения мышечной ткани при комнатнойтемпературе.
Диаграмма растяжения мышечной ткани при комнатной температуре представлена на рис. 60 и имеет монотонный характер вплоть до разрушения. Её несколько необычный вид, связанный с отсутствием участка, где зависимость деформации от напряжения формально подчиняется закону Гука можно объяснить низкой точностью замеров деформаций в начальный период нагружения. На этом же участке показан её наиболее вероятный вид. Именно для большинства полимерных материалов характерна такая зависимость деформации от напряжения. Участок I на схематической кривой соответствует упругим деформациям, подчиняющимся закону Гука. Участок II характерен тем, что малым изменениям напряжения соответствует большой рост деформации, являющейся высокоэластической. На Ш участке незначительному изменению деформации соответствует резкое возрастание напряжения, что обусловлено изменением структуры материала (ориентация молекул). Как известно, изотропные полимеры могут быть условно разделены на три группы, в каждой из которых одна из перечисленных компонент деформации при данных условиях является преобладающей: жёсткие полимеры, проявляющие малые деформации и обладающие значительно более высоким модулем упругости, чем другие полимеры; мягкие эластичные полимерные материалы, обладающие способностью к очень большим (десятки и сотни процентов) обратимым деформациям; полимеры, обнаруживающие текучесть при воздействии внешних сил.
Следует иметь ввиду, что деление полимеров на эти группы является весьма условным, ибо в зависимости от режим нагружения и температуры соотношение компонентов деформации в полимере может меняться. Всё выше сказанное непосредственно относится к мясу, как биополимеру. Действительно, мясо при обычных температурах является пластическим телом, весьма близким, согласно приведенной классификации, к мягким полимерам. По мере понижения температуры, содержащаяся в мясе вода начинает вымерзать и резко изменяются её механические свойства. Так при температурах ниже криогидратных по своим механическим свойствам мясо можно отнести к достаточно жестким полимерам.
В интервале температур между криоскопической и криогидратной мясо обладает промежуточными свойствами между хрупкостью и пластичностью, т.е. в деформациях его в различных соотношениях между собой одновременно присутствуют все три рассмотренных выше компоненты.
Ранее отмечалась весьма большая роль установления количественных закономерностей деформации мяса для разработки и конструирования машин и оборудования для механической переработки. При этом следует особо подчеркнуть, что при установлении количественных закономерностей деформации необходимо использовать только те экспериментальные результаты, которые получены достаточно корректными методами, обеспечивающими однородность полей деформаций и напряжений. Заметим, что диаграммы растяжение - сжатие и другие результаты механических опытов, публикуемые в технологической литературе, далеко не всегда могут быть использованы в механике мяса именно в силу некорректности применяемых методик.
Для описания механических характеристик мышечной ткани при механическом воздействии необходимо построить диаграмму деформирования материала. В результате проведенных исследований на растяжение были получены зависимости напряжения от деформации. Ниже представлены диаграммы «деформация - напряжение» испытуемых образцов при разной скорости проведения эксперимента от 20 до 100 мм/ мин.. На диаграмме «деформация - напряжение» показаны все стадии, которые происходят с мясной тканью при разрыве, рассмотрим их на примере рис. 62 а .
На рис. 62 а показана экспериментальная зависимость деформации от напряжения при растяжении образца. Зависимость деформации мяса от напряжения имеет несколько выраженных зон, характеризующие особенности структуры. На рис. 62 а. показаны результаты разрыва образцов реберного мяса свиной грудинки после дефростации. Первая зона (0 є 10) деформация образца соответствует упругой деформации (напряжение прямо пропорционально приложенной деформации). Вторая зона (10 є 20 ) приближенно представляет площадку текучести, в которой напряжение практически постоянно. В третьей зоне (20 s 31) образец находится в состоянии линейного упрочнения. В четвертой зоне (31 є 40) происходит вторичное течение образца перед началом его разрыва. В пятой зоне (40 є 49) происходит первая стадия разрыва образца. При этом напряжение резко падает. В шестой зоне (49 є 100 ) происходит окончательный плавный разрыв образца без предварительного течения. отрыв рёберного мяса от кости. рис. 62 а показана экспериментальная зависимость напряжения от деформации при растяжении образца со скоростью 40лш/даш. При аналитической аппроксимации графика, показанного на рис. 62 а, разобьём его на шесть характерных зон, соответствующих определённым механическим состояниям образца. Напряжение в образце обозначается буквой т с индексом соответствующей зоны и определяется в кПа. Деформация образца обозначается буквой є с индексом зоны и определяется в десятичных дробях. Рассмотрим процесс деформирования по этим зонам.
Первая зона. Первая зона деформирования образца соответствует упругой деформации (напряжение прямо пропорционально приложенной деформации). Для этой зоны закон деформирования имеет следующий вид:где /с- неизвестный пока коэффициент пропорциональности. Для определения этого коэффициента нужно подставить в равенство (1) правые значения интервалов изменения величин єхи г,. Из полученного таким образом уравнения величина к = 779,2 кПа. График зависимости (1), построенный с помощью математической программы MATHCAD показан на рис. 67.
Основные требования к конструкции и характеристикам аппарата
Предшествующие разделы, содержащие теоретические и экспериментальные исследования, позволили определить и разработать конструкцию аппарата который обеспечивает требуемые качественные показатели готового процесса.
Данный аппарат должен обеспечивать выполнение следующих требований:1. Сократить использование ручного труда при обвалке мяса.2. Детали и узлы аппарата контактирующие с продуктом должны быть изготовлены из материалов, разрешенных к применению в пищевой промышленности.3. Узлы я детали конструкции аппарата должны удовлетворять требованиям унификации и стандартизации.4. Конструкция должна обеспечивать легкость сборки и разборки аппарата, замену рабочих органов, свободный доступ для обслуживания и санитарной обработки. Исключить возможность попадания смазочных материалов в сырье.5. Все электрические части и пусковая аппаратура должны быть заземлены и защищены от попадания воды и загрязнений.
В результате проведенных экспериментальных и теоретических исследований была разработана конструкция машины для обвалки мяса при одноосном растяжении - отрыве. Так как в мировой практике уже существует производство оборудования, осуществляющего обвалку данным способом, то было решено на основе некоторых моделей предложить рабочий орган машины. В результате наших экспериментов были разработаны рабочие органы, которые состоят из двух металлических захватов и специально изготовленной оправки для обвалки свиных рёбрышек методом отрыва. На ниже представленных рис. 90 - 93, показаны рабочие органы машины. Для лучшей работы и эффективности машины оправка для обвалки представляет из себя стальную пластину с отверстиями разного диаметра близкого к диаметру кости, так как обваливаемое сырьё отличается по размерам.
В качестве рабочих процессов в машинах используется разрыв соединительной ткани. Мышцы покрыты снаружи слоем соединительной ткани - элимизия, который соединяется с соединительно-ткаными мембранами, покрывающими кости. Прочность соединительной ткани при расслоении не велика, что позволяет небольшими силами производить отделение мышечной ткани по границе мышечная ткань - кость. Необходимую нагрузку для отделения создаётся за счёт натяжения мышц при закрепленной кости. Машина работает следующим образом. При помощи гидравлических цилиндров открываются зажимы машины. Свиная грудинка зачищенными концами рёбрышек вставляется в отверстия специальной оправки, зажимы закрываются, захватывая рёбрышки -происходит фиксация образца. После данных подготовительных операций, машина включается в работу. При включении оправка опускается вниз, увлекая за собой мякотную ткань. Начинается отрыв мяса от кости. После отрыва мяса со всей длины ребра машина останавливается, извлекаются рёбра из фиксаторов, подготавливается следующий отруб. Затем цикл повторяется.
Как упоминалось выше, в качестве рабочих процессов в машинах используется разрыв соединительной ткани. Мышцы покрыты снаружи слоем соединительной ткани - элимизия, который соединяется с соединительно-ткаными мембранами, покрывающими кости. Прочность соединительной ткани при расслоении не велика, что позволяет небольшими силами производить отделение мышечной ткани по границе мышечная ткань - кость. Необходимую нагрузку для отделения создаётся за счёт натяжения мышц при закрепленной кости. Показано, что в данных схемах разрушение соединительной ткани, которая является биополимером, описывается законом Буссе - Журкова в трактовке Пелеева А.И. применительно к снятию шкур методом разрыва подкожного слоя:где Т - продолжительность действия разрушающей нагрузки; (Т - сопротивление при разрушении, Н/см;В, а - постоянные коэффициенты, зависящие от вида разрушаемогоматериала.
Опыты по разрушению (разрыву) ряда мясопродуктов, состоящих в основном из коллагена, показали, что прочностную характеристику таких материалов можно определить по уравнению, подобному формуле Буссе -Журкова:где V - скорость процесса разрушения в м/мин;р — уделы-roe сопротивление при отрыве мяса с кости, Н/м
Для расчёта затрат энергии и производительности машины определим коэффициенты, входящие в уравнения 1 и 2.
