Способ переработки замороженного блочного мяса и волчок для измельчения парного или охлажденного мяса в смеси с замороженным

 

Изобретение относится к области измельчения. Сущность способа переработки замороженного блочного мяса заключается в том, что блочное мясо сначала разрезают на части, а потом размораживают в оборудованном решетками и примыкающими к ним вращаемыми ножами в режущем узле волчка при совместном с парным или охлажденным мясом измельчении, причем на заключительном этапе измельчения мяса в каждой из совокупностей циклически повторяемых стадий процесса кусочки сырья вращают проходящими лопастями ножа и по завершению возвратно-поступательных продвижений к решетке большую часть из них подают в ином, чем в предыдущем цикле положении, при этом ткани сырья разогревают под воздействием знакопеременных нагрузок, а кусочки мяса с еще неразмороженными сердцевинами на первых порах размораживания измельчают соскабливанием приповерхностных слоев о кромки отверстий установленной на выходе режущего узла решетки. Мясо может быть дополнительно разогрето под воздействием знакопеременных нагрузок на предварительных этапах его измельчения в режущем узле волчка. В используемом волчке ножи выполнены односторонними, а решетки установлены с образованием промежутков между обращенными друг к другу тыльными сторонами примыкающих к ним ножей, при этом лопасти ножа, взаимодействующего с расположенной на выходе режущего узла решеткой, снабжены продольными зубьями, чередующимися со впадинами. На каждой или на части лопастей ножа, взаимодействующего с расположенной на выходе режущего узла решеткой, по крайней мере один из зубьев может быть выполнен остроконечным. Продольными зубьями могут быть снабжены лопасти всех ножей, примыкающих к передним по ходу движения сырья сторонам решеток. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способам измельчения мяса и устройствам для их осуществления.

Широко применяется способ переработки замороженного блочного мяса, включающий размораживание, разрезание блоков на части и поэтапное размельчение полученных частей в режущем узле волчка, составленном из неподвижных решеток и примыкающих к ним вращаемых многолопастных ножей. Блочное мясо размораживают в специальных камерах, процесс размораживания длителен, энергоемок, требует нескольких перевалочных операций.

Известен способ измельчения мяса, включающий подачу кусочков сырья по прямолинейным траекториям к режущему органу, составленному из неподвижной решетки с отверстиями и примыкающего к ней снабженного лопастями ножа, вдавливание тканей сырья в отверстия решетки с удерживанием их от перемещений до завершения отрезания режущими кромками лопастей ножа, а также возвратно-поступательное продвижение остатков от кусочков измельчаемого сырья при прохождении лопастей ножа после завершения каждого такого отрезания [1] Совокупность указанных приемов и действий имеет циклический характер.

Известно, что измельчаемое в волчке мясо нагревается. Нагрев происходит за счет теплоты, выделяющейся при трении ножей о решетки, а также при трении кусочков мяса друг о друга. Теплота выделяется и при совершении полезной работы, то есть при измельчении мяса. Для компенсации отрицательных последствий нагрева мясо охлаждают как до, так и после его измельчения в волчке.

Известен предназначенный для поэтапного измельчения мяса волчок [2] с патрубком для выгрузки улавливаемых режущим узлом примесей в виде кусочков костей, хрящей и сухожилий. Режущий узел этого волчка включает несколько установленных в горловине корпуса решеток и зажатых между ними вращаемых многолопастных двухсторонних ножей.

Лопасти каждого из ножей этого волчка разделяют пространство между решетками на обособленные секторы. Любая частица в пределах таких секторов может перемещаться только по винтовым траекториям. Действительно, при работе волчка на любую такую частицу одновременно действуют две силы: это, во-первых, сила, направленная параллельно оси режущего узла, которая обусловлена действием развиваемого шнеком волчка давления. Во-вторых, это тангенциально направленная сила, передаваемая через содержимое секторов от лопастей вращаемого ножа. Результирующая сила заставляет кусочки сырья как бы ввинчиваться в полость горловины волчка. Кусочки сырья, прижатые к поверхности впереди по ходу движения сырья расположенной решетки, не могут перемещаться по винтовым траекториям, так как решетки являются преградой на пути их движения вдоль оси режущего узла. Подталкиваемые позади расположенным сырьем, перемещаемым по винтовым траекториям, такие кусочки вынуждены перекатываться по поверхности решетки. При этом приповерхностные слои кусочков сырья неоднократно вдавливаются в отверстия решетки, острые кромки которых разрывают ткани и отделяют их от кусочков соскабливанием. При высоком содержании в сырье жестких или твердых составляющих, таких как кусочки замороженного мяса, сопротивление слоя продукта, измельчаемого соскабливанием о кромки отверстий решетки, возрастает настолько, что ножи не выдерживают нагрузки и ломаются. Именно по этой причине режущими узлами известных волчков нельзя измельчать неразмороженное мясо.

Достигаемый технический результат состоит в увеличении влагоемкости измельченного продукта, в повышении качества продуктов питания, приготовленных из переработанного по предлагаемому способу мяса, а также в снижении себестоимости таких продуктов питания.

Указанный технический результат достигается тем, что блочное мясо сначала разрезают на части, а потом размораживают в режущем узле волчка при совместном с парным или охлажденным мясом измельчении, причем на заключительном этапе измельчения в каждой из совокупностей циклически повторяемых стадий процесса кусочки сырья поворачивают проходящими лопастями ножа и по завершению возвратно-поступательных продвижений к решетке большую часть из них подают в ином по сравнению с предыдущим циклом положении, при этом ткани сырья разогревают под воздействием знакопеременных нагрузок, а кусочки мяса с еще неразмороженными сердцевинами на первых порах их размораживания измельчают соскабливанием приповерхностных слоев о кромки отверстий установленной на выходе режущего узла решетки.

Указанный технический результат достигается также и тем, что мясо разогревают под воздействием знакопеременных нагрузок не только на заключительном, но и на предварительных этапах его измельчения в режущем узле волчка.

Для достижения указанного технического результата используют волчок, в котором ножи выполнены односторонними, а решетки установлены с образованием промежутков между обращенными друг к другу тыльными сторонами примыкающих к ним ножей, при этом лопасти ножа, взаимодействующего с расположенной на выходе режущего узла решеткой, снабжены продольными зубьями, чередующимися со впадинами.

Указанный технический результат достигается еще и тем, что на каждой или на части лопастей ножа, взаимодействующего с расположенной на выходе режущего узла решеткой, по крайней мере, один из зубьев выполнен остроконечным.

Кроме того, для достижения указанного технического результата продольными зубьями снабжены лопасти всех ножей, примыкающих к передним по ходу движения сырья сторонам решеток.

На фиг. 1 показан продольный разрез горловины волчка, предназначенного для совместного измельчения замороженного и парного или охлажденного мяса; на фиг.2 поперечный разрез А-А показанного на фиг.1 волчка; на фиг.3 - поперечное сечение Б-Б промежуточной решетки и лопастей примыкающего к ней одностороннего ножа; на фиг.4 вид спереди на нож, примыкающий к расположенной на выходе режущего узла решетке; на фиг.5 разрез В-В показанного на фиг.4 ножа; на фиг. 6 поперечное сечение по Г-Г лопасти показанного на фиг.4 ножа; на фиг. 7 поперечное сечение по Г-Г лопасти показанного на фиг.4 ножа, один из зубьев с обратной стороны которой выполнен остроконечным.

Волчок включает примыкающие к стенке 1 горловины его корпуса приемную 2, промежуточную 3 и расположенную на выходе режущего узла решетку 4, предназначенную для осуществления заключительного этапа измельчения мяса. Все решетки имеют вид круговых колец с отверстиями для прохода измельчаемого продукта. Диаметр отверстий в установленной на выходе режущего узла решетке 4 не должен превышать 3 мм. Однако здесь может быть установлена решетка с отверстиями 8-12 мм, если при измельчении мяса необходимо получать относительно крупные кусочки (так называемый шрот). Диаметр отверстий промежуточной решетки 3 должен составлять 25-35 мм, если диаметр горловины корпуса равен 160-200 мм. Площадь отверстий в приемной решетке 2, которые могут быть и не круглыми, должна быть как можно большей. Каждая из решеток 2, 3 и 4 выполнена с продольным пазом, который совместно с закрепленной в стенке 1 горловины корпуса шпонкой 5 предназначен для исключения возможности проворачивания решеток при работе волчка. Сквозь круглые центральные отверстия решеток 2, 3 и 4 проходит ножевой вал 6, выполненный, например, как продолжение вала подающего шнека 7. Передней опорой ножевого вала 6 служит подшипник скольжения, расположенный по оси прижимной втулки 8, примыкающей к тыльной стороне решетки 4. В прижимной втулке 8 предусмотрены окна для прохода выгружаемого из волчка измельченного полупродукта. Между решетками 2, 3 и 4 зажаты правосторонние 10 и 11 и левосторонние 12 и 13 многолопастные ножи, насаженные на ножевой вал 6 для совместного вращения. Между ступицами ножей 10, 12 и 11, 13 расположены передняя 14 и задняя 15 распорные втулки, надетые на ножевой вал 6. Весь набор режущего инструмента затянут гайкой 9, навинчиваемой на горловину волчка. Создаваемое этой гайкой усилие через прижимную втулку 8, решетку 4, правосторонний нож 10, переднюю распорную втулку 14, левосторонний нож 12, промежуточную решетку 3, правосторонний нож 11, заднюю распорную втулку 15 и второй левосторонний нож 13 передается к приемной решетке 2, вследствие этого прижимаемой к торцу кольцевой проточки в стенке 1 горловины корпуса волчка. Задаваемое гайкой 9 усилие обеспечивает прилегание режущих кромок лопастей ножей 10-13 к решеткам 2-4 при сохранении параллельности рабочих поверхностей режущего инструмента. В стенке 1 горловины корпуса волчка предусмотрено отверстие, в котором закреплен патрубок 16, предназначенный для выгрузки улавливаемых режущим инструментом неудобоваримых включений. Концы лопастей ножей 10 и 11 отогнуты в направлении, противоположном направлению их кругового движения. Лопасти ножей снабжены режущими пластинами 17, закрепленными посредством винтов 18. Лопасти ножей 11-13, примыкающих к приемной 2 и промежуточной 3 решеткам, имеют обтекаемую форму (фиг.1 и 3). Обратная сторона лопастей ножа 10, предназначенного для осуществления заключительного этапа измельчения мяса, выполнена с продольными зубьями 19, чередующимися со впадинами 20 (фиг.1, 2, 5 7). По одному из вариантов выполнения ножа 10 по крайней мере один из зубьев (например, зуб 21) выполнен остроконечным (фиг.7). По другому варианту выполнения волчка зубья 19 и впадины 20 имеются на обратных сторонах лопастей обоих правосторонних ножей 10 и 11. Горловина корпуса волчка выполнена удлиненной, что необходимо для размещения в ней режущих пар на заданном расстоянии друг от друга. Приемная решетка 2 от торца шнека 7 должна быть удалена на такое расстояние, чтобы объем пространства между ними не превышал объем впадины между витками шнека 7 на его длине, соответствующей шагу шнека у его разгрузочного конца. Шириной задней распорной втулки 15, зажатой между ступицами правостороннего 11 и левостороннего 13 ножей, должна превышать величину , где S площадь одного из отверстий приемной решетки, м². Ширина пространства между тыльными сторонами лопастей ножей 2 и 3, примыкающих к расположенной на выходе режущего узла волчка решетке 4 и промежуточной решетке 3, зависит от производительности волчка. Объем этого пространства определяется соотношением (0,00075-0,00175)tQ/ρ, где t промежуток времени, равный 1 ч; Q - производительность волчка, т/ч; r плотность измельчаемого мяса, т/м³. При меньшем объеме этого пространства придется часто выгружать его содержимое ввиду опасности перегрева измельчаемого продукта накапливаемыми кусочками включений. При излишне большом объеме этого пространства неоправданно увеличивается гидродинамическое сопротивление режущего узла.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Замороженное блочное мясо, имеющее, например, температуру минус 4-6^oC, разрезают на части без предварительного размораживания. Полученные кусочки загружают потоком в приемный бункер волчка (на чертеже не показан). Одновременно в приемный бункер волчка непрерывным потоком подают куски парного или охлажденного до 4-15^oC мяса. Кусочки замороженного и куски парного или охлажденного мяса в волчок подают, например, с помощью загрузочных конвейеров (на чертежах не показаны). Размеры загружаемых в волчок кусков мяса определяются конструкцией волчка и, как правило, рекомендованы инструкцией по его эксплуатации. Поперечные размеры кусочков замороженного мяса не должны в поперечнике намного превышать величины . Вместе с загружаемым сырьем в волчок попадают оставшиеся после жиловки мяса примеси в виде костных срезов, обрезков хрящей и сухожилий. После включения приводов загрузочных конвейеров включают привод вращения подающего шнека 7 (на чертеже не показан). Ножевой вал 6 начинает вращать ножи 10-13. Витки шнека 7 захватывают куски мяса и продвигают их вдоль горловины корпуса волчка к его режущему узлу. На этапе подачи сырья к режущему узлу волчка куски парного или охлажденного мяса используют в качестве носителя кусочков замороженного мяса, а также в качестве субстанции, посредством которой в горловине корпуса волчка создают избыточное давление, необходимое и достаточное для преодоления гидравлического сопротивления режущего узла.

Кроме того, парное или охлажденное мясо используют в качестве нагретого теплоносителя, обеспечивающего подвод теплоты к размораживаемому мясу. Процесс размораживания мяса начинают сразу же после его загрузки в волчок. Кусочки замороженного мяса под действием развиваемого шнеком 7 давления вдавливают в парное или в охлажденное мясо. Тут же начинается самопроизвольный процесс переноса теплоты от более нагретых тканей парного или охлажденного, к тканям кусочков замороженного мяса. Температура пограничных слоев кусочков замороженного мяса растет, а температура примыкающих к ним слоев парного или охлажденного мяса падает. В пределах действия витков подающего шнека 7 сырье к режущему узлу перемещают по винтовым траекториям. Однако непосредственно к приемной решетке 2 сырье подают по прямолинейным траекториям, ибо после того, как куски сырья выйдут из зацепления с витками шнека 7, на них перестают действовать тангенциально направленные силы. Под действием развиваемого шнеком 7 давления сырье прижимают к решетке 2, часть тканей сырья входит в отверстия этой решетки и выпирает наружу с ее обратной стороны. Острые кромки отверстий решетки 2 впиваются в ткани сырья, что позволяет удерживать его от перемещений вплоть до отрезания выпирающих с тыльной стороны решетки 2 частей сырья. В процессе разрезания сырья на части участвуют как режущие кромки лопастей левостороннего ножа 13, так и кромки отверстий приемной решетки 2. При этом на части могут быть разрезаны попадающие под лезвия ножа 13 и удерживаемые решеткой 2 кусочки замороженного мяса, а также поступающие с сырьем неудобоваримые примеси. Совокупность вышеуказанных приемов и действий осуществляют периодически, повторяя их при каждом проходе лопасти ножа 13. При этом сырье измельчают параллельными потоками по числу отверстий решетки 2. В результате осуществления первого этапа измельчения получают смесь кусочков замороженного и парного или охлажденного мяса с включениями кусочков костей, хрящей и сухожилий. После заполнения этой смесью пространства между приемной 2 и промежуточной 3 решетками начинают второй этап измельчения сырья, осуществляемый при взаимодействии правостороннего ножа 11 с обращенной к нему передней стороной промежуточной решетки 3. В пределах пространства между лопастями ножей 13 и 11 кусочки сырья вперед перемещают по прямолинейным траекториям: ведь в этой области на них не действуют тангенциально направленные силы. Под напором потока сырья измельчаемые кусочки прижимают к промежуточной решетке 3. Ткани сырья вдавливают в отверстия этой решетки, а кромки ее отверстий вонзают в сырье. Размещенное в отверстиях решетки 3 сырье уже не может перемещаться вплоть до завершения его отрезания, которое осуществляют взаимодействующими кромками лопастей правостороннего ножа 11 и кромками отверстий решетки 3. Примыкающие к решетке 3 части от кусочков сырья, остающиеся у нее после завершения таких отрезаний, оказываются размещенными в клиновидных зазорах, образованных надвигающимися лопастями ножа 11 и впереди по ходу кругового движения лопастей этого ножа расположенным сырьем, сцепленным с этой решеткой. Лопасти ножа 11 отодвигают такие остатки от решетки 3 навстречу потоку сырья, одновременно поворачивая их на угол, соответствующий углу наклона лобовых участков лопастей ножа к плоскости резания. Возвратное продвижение кусочков сырья продолжается до тех пор, пока они не будут отодвинуты от решетки на расстояние, соответствующее толщине лопасти ножа 11. В конце прохода лопастей ножа 11 кусочки сырья разворачивают в пространстве в направлении, обратном первоначальному их развороту, а после прохода лопастей кусочки подхватывают потоком сырья, то есть их снова подают к решетке 3 по прямолинейным траекториям. Повороты кусочков сырья при их продвижении по лобовым участкам лопастей ножа 11 и в конце прохода лопастей этого ножа компенсируют друг друга, так что к решетке 3 кусочки сырья подают той же стороной, что и до начала их возвратно-поступательного продвижения. Однако в ходе таких продвижений кусочки сырья могут самопроизвольно поворачиваться вокруг каких-то других осей вращения, ибо любой движущийся навстречу потоку сырья кусочек в пространстве будет занимать такое положение, чтобы его продвижение требовало минимального расхода энергии. Твердые ткани замороженного мяса и обрезки костей, хрящи и сухожилия при осуществлении второго этапа измельчения сырья разрезают на части кромками отверстий решетки 3 и кромками лопастей ножа 11 точно так же, как и ткани мяса, лишь бы эти составляющие сырья находились в отверстиях решетки 3 в моменты таких отрезаний. Совокупность элементарных действий, составляющих второй этап измельчения сырья, имеет циклический характер. Количество таких циклов при измельчении каждого конкретного кусочка сырья невелико (не более двух-трех), что объясняется сравнительно большим диаметром режущих отверстий решетки 3. Продавливаемые сквозь отверстия решетки 3 кусочки сырья могут быть разрезаны на части при осуществлении третьего этапа измельчения, но только лишь в том случае, если к моменту подхода лопастей ножа 12 они не проскочат решетку 3, а будут удерживаться в ее отверстиях и попадут под лезвия этого ножа.

Перенос теплоты теплопроводностью от более нагретых тканей парного или охлажденного мяса к поверхности кусочков замороженного мяса продолжается при транспортировке сырья шнеком 7 к режущему узлу волчка, при осуществлении первых трех этапов измельчения сырья, а также во время подачи измельчаемого сырья к расположенной на выходе режущего узла решетки 4. Пока еще этот процесс затрагивает лишь пограничные слои находящихся в тепловом контакте кусочков мяса и на первых порах протекает интенсивно, так как, во-первых, участники теплообмена оказываются плотно прижатыми друг к другу и, во-вторых, ввиду того, что по мере измельчения сырья резко возрастает площадь поверхности контакта, а также, в-третьих, вследствие того, что на начальном этапе размораживания сохраняется высокий температурный напор разность температур между поверхностями участников теплообмена. В результате размораживаемые кусочки мяса поглощают значительное количество теплоты. Однако интенсивность теплообмена вскоре уменьшается, ибо по обе стороны границ раздела нагретых и холодных кусочков сырья образуются создающие значительное сопротивление потоку теплоты пограничные слои, в пределах которых, как известно, температура изменяется по экспоненциальному закону. В ходе осуществления первых трех этапов измельчения мяса проявляются новые источники теплоты. Теплота выделяется в процессе совершения полезной работы собственно измельчения сырья. Теплота высвобождается при проявлении так называемого внешнего трения - механического сопротивления, возникающего в местах контакта лопастей ножей 13, 11 и 12 с примыкающими к ним рабочими поверхностями решеток 2 и 3, а также в местах взаимного контакта кусочков сырья при их встречных продвижениях в областях лопастей ножа 11. Выделяющаяся теплота поглощается кусочками размораживаемого мяса и кусочками мяса-теплоносителя, от которых к первым она передается теплопроводностью.

Полученными в результате осуществления первых трех этапов измельчения кусочками сырья заполняют пространство между промежуточной решеткой 3 и расположенной на выходе режущего узла решеткой 4, после чего сырье к решетке 4 подают исключительно по прямолинейным траекториям. К решетке 4 сырье поступает уже не таким, каким оно было в начале измельчения в режущем узле волчка. Сердцевины кусочков размораживаемого мяса пока еще остаются твердыми, но их наружные слои уже разморожены. Приповерхностные ткани поступающих к решетке 4 кусочков мяса-теплоносителя имеют гораздо более низкую температуру, чем их глубинные слои. Четвертый, заключительный этап измельчения мяса в целом протекает непрерывно, но измельчение каждого кусочка мяса имеет циклический характер. Можно считать, что каждый цикл начинается с того, что под действием развиваемого шнеком 7 давления кусочки сырья подают к решетке 4 по прямолинейным траекториям. Затем сырье прижимают к боковой поверхности решетки 4, в результате чего мягкие ткани вдавливают в ее отверстия. Кромки отверстий решетки 4 впиваются в мясо и удерживают его от перемещений до завершения отрезания находящихся в отверстиях тканей. Отрезание сырья производят взаимодействующими режущими кромками лопастей правостороннего ножа 10 и впереди по ходу кругового движения лопастей ножа 10 расположенными участками кромок отверстий решетки 4. При этом срезают пограничные слои кусочков размораживаемого мяса и мяса-теплоносителя. Срезание пограничных слоев позволяет в значительной степени интенсифицировать передачу теплоты на последующих стадиях размораживания мяса. Теплота, выделяющаяся в местах контакта лопастей вращаемого ножа 10 и рабочей поверхности решетки 4, а также теплота, высвобождающаяся при совершении работы резания мяса, распределяется между отрезанными частицами, пока еще находящимися в отверстиях 4, и кусочками сырья, остающимися у рабочей поверхности этой решетки. При отрезании вдавленных в отверстия решетки 4 тканей мяса остающиеся у решетки части кусочков сырья вынуждены изгибаться и скользить по лобовым поверхностям втискивающихся под них лопастей ножа 10. Однако изгибаться могут лишь эластичные кусочки сырья. Кусочки сырья с твердыми сердцевинами, будучи прижатыми к поверхности решетки 4, под действием надвигающихся лопастей ножа 10 будут поворачиваться вокруг осей, параллельных их режущим кромкам. В этой связи четвертый этап измельчения мяса осуществляют двумя различными способами. От эластичных кусочков мяса, которые изгибаются при проходах лопастей ножа 10, срезают слои вдавливаемого в отверстия решетки 4 сырья взаимодействующими кромками лопастей ножа 10 и отверстий решетки 4. Твердые и жесткие кусочки мяса с еще неразмороженными сердцевинами измельчают путем соскабливаний приповерхностных слоев с кромки отверстий решетки 4. Такие соскабливания происходят тогда, когда кусочки, будучи прижатыми к поверхности решетки 4, вынуждены проворачиваться на ней под действием надвигающихся лопастей ножа 10. Оказавшись в клиновидных зазорах между движущимися по кругу лопастями ножа 10 и впереди по ходу их движения расположенным сырьем, сцепленным с решеткой 4, остатки от кусочков сырья после таких отрезаний и соскабливаний начинают продвигаться от решетки 4 навстречу потоку сырья. В ходе встречного продвижения кусочки сырья разворачиваются в пространстве на угол, соответствующий углу наклона к поверхности решетки 4 лобовых участков лопастей ножа 10. Кусочки сырья поворачиваются по часовой стрелке, если ножи, как показано на фиг. 2, вращают по часовой стрелке. Встречное продвижение кусочков сырья продолжается до тех пор, пока они не минуют вершины зубьев 19, выполненных на обратных сторонах лопастей ножа 10, после чего кусочки переваливают через зубья 19 и под напором потока сырья съезжают по ним во впадины 20. С этого момента времени кусочки сырья входят в зацепление с лопастями ножа 10 и на них начинают действовать два рода сил: тангенциально направленные силы, передаваемые кусочкам сырья от перемещаемых по кругу лопастей ножа 10, и силы, направленные параллельно оси горловины корпуса волчка, которые обусловлены развиваемым шнеком 7 давлением. Так как эти силы приложены к разным частям каждого конкретного кусочка сырья, последние вынуждены поворачиваться в направлении, противоположном направлению кругового движения лопастей ножа 10. Итак, кусочки сырья, вращаясь против часовой стрелки, перекатываются через проходящие лопасти ножа 10 до тех пор, пока они не выйдут из зацепления с системой зубьев 19 и впадин 20. При перекатывании через лопасти ножа 10 кусочки сырья неоднократно изгибаются в различных направлениях, что приводит к воздействию на ткани сырья знакопеременных нагрузок. В результате такого воздействия начинает проявляться внутреннее трение, непосредственно превращающее в теплоту механическую энергию, сообщаемую тканям сырья в ходе их деформирования. Известно, что внутреннее трение связано с двумя видами явлений: неупругостью и пластической деформацией. При осуществлении предлагаемого способа будут иметь место оба эти явления.

Внутреннее трение, связанное с неупругостью, проявляется при перекатывании кусочков размораживаемого мяса через систему зубьев 19 и впадин 20. Внутреннее трение, связанное с пластической деформацией, проявляется при перекатывании через систему зубьев 19 и впадин 20 тех оставшихся эластичными кусочков сырья, которые получены при измельчении парного или охлажденного мяса. Теплота, выделяющаяся вследствие проявления неупругости кусочков размораживаемого мяса, будет разогревать их изнутри. Теплота, выделяющаяся при пластической деформации упругих кусочков мяса, будет передана кусочкам размораживаемого сырья от разогреваемых таким образом кусочков мяса-теплоносителя путем теплопроводности. Если крайние зубья 21 на обратных сторонах лопастей ножа 10 выполнены заостренными, как это показано на фиг. 7, то механизм перекатывания кусочков сырья через эти лопасти несколько изменяется. В этом случае на последней стадии перекатывания через лопасти ножа 10 кусочки сырья будут захватываться впившимися в них заостренными вершинами зубьев 21. Лопасти ножа 10 будут протаскивать зацепленные кусочки сырья за собой в направлении своего кругового движения. Это обстоятельство позволит несколько изменить угол поворота перекатываемых через лопасти ножа 10 кусочков сырья на завершающей стадии цикла. Кроме того, заостренные зубья 21 позволяют концентрировать действующие на ткани сырья знакопеременные нагрузки. При подъеме по лобовым поверхностям лопастей ножа 10 кусочки сырья, размеры которых соизмеримы с размерами впадин 20 между зубьями 19, поворачивают в одном направлении, а при перекатывании через систему зубьев 19 и впадин 20 их вращают в обратном направлении. Протяженность пятна контакта любого кусочка сырья при его перекатывании через систему зубьев 19 и впадин 20 превышает таковую на пути его подъема по лобовым участкам лопастей ножа 10. Поэтому к моменту завершения перекатывания через лопасти ножа 10 каждый кусочек сырья по отношению к рабочей поверхности решетки 4 оказывается сориентированным не той стороной, которой он был прижат к ней до начала возвратно-поступательного продвижения. В ходе встречного с потоком сырья движения и при перекатывании через систему зубьев 19 и впадин 20 лопастей ножа 10 кусочки сырья будут разворачиваться не только вокруг осей, параллельных режущим кромкам лопастей этого ножа, но и вокруг иных осей вращения. Такие дополнительные развороты будут складываться из серий элементарных поворотов, обусловленных тем, что кусочки сырья будут стремиться занять в пространстве такие положения, которые обеспечат наименьшее сопротивление их продвижению в среде кусочков измельчаемого сырья. Характер возвратно-поступательных продвижений через систему зубьев 19 и впадин 20 мелких кусочков сырья будет несколько иным: такие кусочки будут вести себя как сателлиты более крупных, находящихся в зацеплении с лопастями ножа 10. Поэтому мелкие кусочки сырья по завершению возвратно-поступательных продвижений к решетке 4 могут быть поданы в том же положении, что и в предыдущем цикле.

По завершении перекатывания через лопасти ножа 10 кусочки сырья подхватываются потоком направляемого к решетке 4 сырья, то есть их снова подают к этой решетке по прямолинейным траекториям. С момента повторной подачи кусочков сырья к решетке 4 начинается новый цикл четвертого этапа их измельчения. В отверстия решетки 4, как правило, вдавливают другие, еще не срезавшиеся в предыдущих циклах пограничные слои кусочков мяса. Удерживаемые в отверстиях решетки 4 ткани снова будут отрезаны взаимодействующими кромками лопастей ножа 10 и кромками отверстий решетки 4. Остатки от кусочков сырья вновь будут вовлечены в возвратно-поступательное продвижение. На перекатываемое через лопасти ножа 10 сырье снова станут воздействовать знакопеременные нагрузки, а по завершении таких перекатываний большая часть кусочков сырья к решетке 4 будет доставлена в ином, чем в предыдущих циклах положении. Цикличность элементарных стадий процесса измельчения мяса с разворотом кусочков в каждом из последующих циклов и с изменением их положения в пространстве позволяет организовать поэтапное срезание пограничных слоев с размораживаемых кусочков мяса и с кусочков мяса-теплоносителя. Это интенсифицирует последующий теплообмен теплопроводностью, так как в тепловой контакт раз за разом будут вступать обновляемые в результате таких отрезаний поверхности, что обеспечивает максимально возможный температурный напор. Многократные перекатывания кусочков мяса через систему зубьев 19 и впадин 20 лопастей ножа 10 вследствие воздействия знакопеременных нагрузок приводят к интенсивному разогреву кусочков мяса не только снаружи, но и изнутри. В результате кусочки размораживаемого мяса, которые вначале представляли собой твердые тела, окаймленные снаружи эластичными тканями, вскоре превращаются в системы, составленные из отдельных твердых зерен, связанных между собой мостиками из размороженных тканей. Такое рыхлое сырье измельчается намного интенсивнее, особенно с того момента, когда размеры зерен становятся соизмеримыми с размерами режущих отверстий в решетке 4. Полуразмороженные кусочки мяса будут измельчаться уже не соскабливанием, а путем отрезаний вдавленных в отверстия решетки 4 тканей взаимодействующими кромками отверстий решетки 4 и лопастей ножа 10.

Так как лопасти ножа 10 отогнуты назад, в ходе осуществления возвратно-поступательных продвижений кусочки сырья будут раз за разом смещаться по направлению к стенке 1 горловины корпуса волчка. При этом кусочки сырья будут перемещаться по пилообразным траекториям, проекция которых на плоскость резания имеют вид ломанных спиралей. Если отдельные кусочки мяса не будут измельчены к моменту их подхода к стенке 1 горловины корпуса волчка, то их измельчение на время будет прекращено. Такие кусочки накапливаются за зоной действия лопастей ножа 10. Поступающие сюда новые кусочки сырья будут проталкивать уже здесь имеющиеся вдоль стенки 1 горловины корпуса волчка навстречу потоку сырья. Встречное движение кусочков сырья будет продолжаться до тех пор, пока они не будут захвачены потоком направляемого к решетке 4 сырья и не будут возвращены в зону действия режущей пары решетка 4 лопасти ножа 10 для доизмельчения. В ходе такого встречно-возвратного продвижения кусочков сырья продолжается процесс теплообмена, что ускоряет измельчение сырья после повторных подач его в зону действия лопастей ножа 10. Если отдельные кусочки сырья не будут доизмельчены при повторной подаче в зону резания, они снова будут выведены за пределы зоны действия лопастей ножа 10 и будут снова вовлечены в возвратно-поступательное движение вдоль стенки 1 горловины корпуса волчка.

В любой момент времени у решетки 4 будут сосуществовать и кусочки мяса с еще неразмороженными сердцевинами, и кусочки полуразмороженного мяса, и эластичные кусочки, полученные при разрезании на части парного или охлажденного мяса, и, наконец, кусочки неудобоваримых включений. Спектр поперечных размеров подлежащих измельчению и накапливаемых составляющих такой смеси укладывается в ряд, границы которого определяются диаметрами режущих отверстий в решетках 3 и 4.

В случае если лопасти ножа 11 выполнены с системой зубьев 19 и впадин 20, при встречно-возвратных продвижениях через лопасти ножа 11 также будет иметь место разогрев кусочков сырья не только снаружи, но и изнутри под действием возникающих знакопеременных нагрузок. Однако такой разогрев не будет столь эффективным, как при осуществлении четвертого этапа измельчения мяса ввиду большого диаметра режущих отверстий в решетке 3 и малого, вследствие этого, количества встречно-возвратных продвижений кусочков сырья через лопасти ножа 11.

Измельченное мясо выдавливают из отверстий решетки 4 новыми порциями вдавливаемого в них сырья. Измельченный продукт проходит сквозь окна прижимной втулки 8 и выгружается из волчка.

В ходе осуществления первых трех этапов измельчения сырья на части разрезают не только куски или кусочки мяса, но и вносимые к ним примеси. Полученные кусочки включений, имеющие в поперечнике до 10-25 мм, не могут быть разрезаны на части в ходе осуществления четвертого этапа измельчения мяса, если режущие отверстия решетки 4 имеют диаметр, равный или меньший 3 мм. В такие отверстия не могут быть вдавлены ткани костей, хрящей и сухожилий, так как для этого не хватит давления, развиваемого шнеком 7. Однако мягкие ткани, сросшиеся с такими включениями, вдавливают в отверстия решетки 4 и срезают либо взаимодействующими кромками этих отверстий и кромками лопастей ножа 10, либо соскабливают о режущие кромки отверстий решетки 4. Очищенные от мягких тканей кусочки включений накапливают в пространстве между решетками 4 и 3, непрерывно перемещая их встречно-возвратно в потоке подаваемого к решетке 4 сырья. При этом в зонах действия лопастей ножа 10 кусочки включений перемещают по пилообразным траекториям при проходах этих лопастей по направлению к стенке 1 горловины корпуса волчка, затем вдоль этой стенки навстречу потоку сырья и, наконец, совместно с потоком сырья их возвращают обратно к решетке 4. В ходе таких перемещений кусочки включений разогревают вследствие проявления как внешнего, так и внутреннего трения. Выделяющуюся теплоту используют для размораживания мяса. Накопленные в горловине корпуса волчка кусочки включений время от времени выгружают через патрубок 16, для чего открывают соответствующую запорную арматуру, установленную на этом патрубке. При этом включения выгружают совместно с кусочками мяса. При необходимости из выгруженной массы выбирают кусочки включений, а оставшееся мясо возвращают в волчок для доизмельчения.

В рассмотренном примере осуществления предлагаемого способа в режущем узле волчка предусмотрено четыре этапа измельчения мяса. Однако количество таких этапов может быть увеличено до шести или даже восьми, если горловина корпуса волчка будет иметь диаметр 250-300 мм. В этом случае кусочки сырья целесообразно разогревать под действием знакопеременных нагрузок не только на заключительном, но и еще на одном-двух или даже на трех этапах предварительного измельчения в режущем узле волчка.

Соотношение между количествами загружаемого в волчок замороженного и парного или охлажденного мяса зависит от производительности волчка, от размеров кусочков размораживаемого мяса в исходном состоянии, от температуры компонентов сырья, от вида измельчаемого сырья, от его жирности. Поэтому такое соотношение для каждых конкретных условий придется подбирать опытным путем.

Совместное измельчение замороженного и парного или охлажденного мяса позволяет существенно снизить температуру получаемого полупродукта. Это достигается, во-первых, за счет очень эффективного охлаждения режущего инструмента. Во-вторых, температура полупродукта оказывается пониженной за счет высокого содержания в нем частичек полуразмороженного мяса. Низкая температура полупродукта позволяет использовать парное мясо без его предварительного длительного и дорогостоящего охлаждения, а также создает условия для стабилизации условий созревания мяса. Высокая эффективность охлаждения режущего инструмента исключает возможность высокотемпературного нагрева поверхностных слоев частичек мяса на заключительном этапе его измельчения, что позволяет поднять влагоемкость фарша, используемого при производстве вареных колбасных изделий.

Предложенный способ обеспечивает существенное сокращение времени переработки мяса, что позволяет улучшить качество приготовленных из него продуктов питания.

Внедрение предложенного способа переработки замороженного блочного мяса, особенно на предприятиях большой единичной мощности, позволяет существенно снизить себестоимость производимой продукции за счет повышения производительности труда, упрощения обслуживания машин, ликвидации нескольких перевалочных операций, сокращения продолжительности производственного процесса, исключения необходимости осуществления отдельной операции - размораживания больших количеств блочного мяса, уменьшения площадей производственных помещений, предназначенных для размораживания мяса, снижения расхода электроэнергии.

Предлагаемый способ переработки замороженного блочного мяса можно полностью механизировать и автоматизировать.

Формула изобретения

1. Способ переработки замороженного блочного мяса путем размораживания, разрезания блоков на части и поэтапного их измельчения решетками и вращаемыми многолопастными ножами режущего узла волочка, обеспечивающего по крайней мере на двух этапах цикличность протекания элементарных стадий процесса, включающих подачу кусочков сырья к решетке по прямолинейным траекториям, вдавливание тканей сырья в отверстия решетки, удерживание размещенных в этих отверстиях тканей при их отрезании взаимодействующими кромками лопастей ножа и отверстий решетки и замыкающее циклы осуществляемое при проходах лопастей ножа возвратно-поступательное продвижение сырья, остающегося у решетки после таких отрезаний, отличающийся тем, что разрезанные на части блоки мяса размораживают в режущем узле волчка при совместном с парным или охлажденным мясом измельчении, на заключительном этапе которого в каждой из совокупностей циклически повторяемых стадий процесса кусочки сырья вращают проходящими полостями ножа и по завершению возвратно-поступательных продвижений большую часть из них к решетке подают в измененном по сравнению с предыдущим циклом положении, при этом ткани сырья разогревают под действием знакопеременных нагрузок, а с кусочков мяса с еще неразмороженными сердцевинами соскабливают приповерхностные слои кромками отверстий, установленной на выходе режущего узла решетки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мясо дополнительно разогревают под действием знакопеременных нагрузок на предварительных этапах измельчения в режущем узле волчка.

3. Волчок для измельчения парного или охлажденного мяса в смеси с замороженным, включающий режущий узел с патрубком для выгрузки разрезанных на части вносимых с сырьем примесей костей, хрящей и сухожилий с решетками и примыкающими к ним вращаемыми многолопастными ножами, отличающийся тем, что ножи выполнены односторонними, а решетки установлены с образованием промежутков между обращенными друг к другу тыльными сторонами примыкающих к ним ножей, при этом лопасти ножа, взаимодействующего с расположенной на выходе режущего узла решеткой, снабжены продольными зубьями, чередующимися со впадинами.

4. Волчок по п.3, отличающийся тем, что на каждой или на части лопастей ножа, взаимодействующего с расположенной на выходе режущего узла решеткой, по крайней мере один из зубьев выполнен отстроконечным.

5. Волчок по п.3 или 4, отличающийся тем, что лопасти всех ножей, примыкающих к передним по ходу движения сырья сторонам решеток, снабжены продольными зубьями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6