Способ и устройство для разделения брикета замороженной рыбы на тушки без оттаивания



Способ и устройство для разделения брикета замороженной рыбы на тушки без оттаивания
Способ и устройство для разделения брикета замороженной рыбы на тушки без оттаивания

 


Владельцы патента RU 2495578:

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий (RU)

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ разделения брикетов замороженной рыбы на тушки без оттаивания предусматривает осуществление взрывов проволочек в воде вблизи перемещаемого конвейерным методом брикета рыбы. При этом возникает гидравлическое давление, достаточное для разрушения ледяных мостиков в брикете. Для осуществления способа предусмотрено устройство, содержащее ванну для воды с опорной сеткой конвейера для брикетов и подающими устройствами взрывающихся электродов-проволочек, соединенных с генератором импульсного высокого напряжения. В качестве отрицательного электрода используют неподвижно закрепленную вдоль конвейера металлическую ленту. Изобретение позволяет разделять брикеты замороженной рыбы на отдельные тушки рыб без их размораживания. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

 

Предполагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, конкретнее к технологическим процессам, способам и устройствам, использующим физический эффект электрогидравлического удара и может быть использовано для разделения брикета замороженной рыбы на тушки при минусовых температурах без их оттаивания. Как известно, перед продажей рыбу частично оттаивают для разрушения замороженного брикета [6, 7], а затем помещают мелким развесом в пакеты и замораживают повторно, что отрицательно влияет на качество продукта.

Известны, и уже применяются в технике, способы преобразования энергии электрогидравлического удара в механическую энергию [8], например, для дробления и измельчения материалов, штамповки металла и пластмасс, для очистки отливок, в сельскохозяйственной технике и др. (из кн. Юткина Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности, - Л.: Машиностроение, 1986 г.). В электрогидравлическом эффекте (ЭГЭ) используется энергия, накопленная в конденсаторной батарее. В результате электрического разряда или перегорания проволочки-предохранителя, происходящего в жидкой среде, формируется канал, представляющий собой парогазовую полость, расширение которой сопровождается волнами давления и скоростным потоком, образующим электрогидравлический удар, который разрушает ледяные мостики в замороженном блоке рыбы. Установки подобного типа за счет значительной энергии, накопленной в батареях импульсных конденсаторов, обеспечивают давление во фронте волны порядка 102-103 МПа, что превышает конструктивную прочность разрушаемого льда.

Важнейшей особенностью электроимпульсной технологии является высокая селективность разрушения хрупких материалов и сохранности от разрушения вязких материалов (при правильном подборе крутизны нарастания давления).

Электрогидравлическим установкам, основанным на использовании импульсного искрового разряда в жидкости, присущи некоторые характерные особенности. Это нестабильность и плохая воспроизводимость процесса, низкая эффективность преобразования энергии (10-15%) и существенное влияние на нее параметров жидкости, размеров электродов, их взаимного расположения и др., что ведет к непроизводительному расходу энергии, запасенной в емкости накопителя на создание условий для возникновения электрического пробоя рабочего промежутка.

Инициирование разряда взрывающимся проводником позволяет локализовать место пробоя вплоть до обеспечения в ряде случаев заданной геометрии разрядного канала, в несколько раз снизить рабочие напряжения. Кроме того, известно, что введение в разрядный канал элементов I группы периодической таблицы (например, меди) путем электрического взрыва проволочек (ЭВП) способствует повышению эффективного показателя адиабаты γэ, который определяет КПД процесса преобразования энергии, запасенной в накопителях, в работу по расширению канала [9].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому является устройство для размораживания брикетов рыбы с помощью электрогидравлического удара в жидкости[1], на что существует авторское свидетельство №1701235 от 1 сентября 1991 года. Оно представляет собой ванну-желоб с водой и опорной сеткой, ряд точечных электродов, подключенных к импульсному источнику напряжения. При подаче напряжения на положительный точечный электрод между ним и электродом-массой проскакивает искра, которая в жидкости вызывает электрогидравлический эффект. В дальнейшем, оттаивание отдельных тушек рыбы в воде интенсифицируется с помощью механических вибраторов, помещенных в поток жидкости с температурой +15°С. Недостатком этого устройства является быстрый электроэрозионный износ электродов, что изменяет эксплуатационные режимы и, для восстановления этих свойств необходимо периодически подвергать их замене. Кроме того здесь обработка ведется во всем объеме жидкости, что ведет к повышенному расходу мощности. Недостатком способа-прототипа является сложность управляемости величиной искры, ее частотой и мощностью, ограничение его сферы применения только для размораживания рыбы (но не разделения), так как на тушках оставалось достаточное количество льда.

Нами предложено использовать способ преобразования энергии электрогидравлического удара в механическую энергию путем осуществления взрыва проволочек регулируемого диаметра в жидкости вблизи двигающегося брикета рыбы. При этом из-за неравномерности структуры проволочки взрывообразный нагрев и ее расплавление происходит неоднообразно, а следовательно и фронт распространяющейся волны приобретает игольчатую форму [4]. Развитие способа состоит в том, что такая форма ударной волны более качественно дробит лед на мелкую крошку и не оставляет его на тушках рыбы.

Целью предполагаемого изобретения является создание условий для разделения брикета замороженной рыбы на тушки при минусовых температурах без их оттаивания и автоматического покрытия их водяной глазурью перед упаковкой. Подобных устройств для реализации требуемого способа разделения замороженных продуктов не обнаружено.

Таким образом, для достижения поставленной цели в предложенном устройстве возможно применение технологии направленных микровзрывов от пульсирующеподанных и сгоревших проволочек. Производят электрогидравлический удар непосредственно в расчетных точках под брикетом рыбы.

Из-за разных прочностных характеристик мышечной ткани рыбы и льда, а также избирательной концентрации выделения волновой мощности на поверхности рыбы, блок разделяется на отдельные тушки и колотый лед, при этом не наносится ущерб качеству самой рыбы. Это одно из главных преимуществ такого способа разделения смерзшихся продуктов перед другими. Известно, что при длительной дефростации рыбы в жидкой среде теряется часть белков и других веществ, ее объем увеличивается на 8-10% (появляется пористоволокнистая структура мышц), вследствие чего заметно снижается ее качество (таблица 1). Другое преимущество использования предложенной технологии - быстрота достижения желаемого результата: все технологические процессы разделения протекают менее чем за секунду. Кроме того, такое устройство установки позволяет использовать ее и для разделения других пищевых продуктов, например, смерзшихся ягод, овощей, грибов, некоторых блочных мясопродуктов и т.д. Для исключения попадания микровзвесей металла проволочки могут быть конструктивно помещены в упругую трубку, также заполненную жидкостью, а установка их в рабочее положение автоматизирована. Эксперименты показали, что если в качестве плавкого элемента применяется медная проволока диаметром 0,30 мм, то рассеяние энергии при разрушении одного элемента составляет около 200 Дж. Такое количество энергии выделяется за тысячные доли секунды, поэтому мощность, превратившаяся в ударную волну, достаточно велика для возможности разрушения хрупких тел (льда) и легко поддается регулировке.

Предлагаемое опытно-промышленное устройство изображено на схеме (Фиг.1.), которое состоит из ванны 1 с механизмом поддержания уровня воды из водопровода 2, конвейера ленточно-сетчатого 3, подающие устройства рабочих электродов-проволочек 4, заземленных электродов-отражателей 6, терморегулятора слива воды 7. Для формирования импульсов постоянного тока высокого напряжения заданной мощности и частоты следования и реализации взрыва проводников в жидкости используется накопитель энергии на базе конденсаторов типа КБГ-50. (Фиг.2)

Техническая характеристика установки:

- напряжение питания, постоянное, U=10000 В;

- емкость накопителя энергии С=0,1 мкФ на 40000 В;

- зарядное сопротивление R3=2 мОм;

- разрядник воздушного типа К;

- подаваемый электрод N с медной проволочкой диаметром 0,3 мм;

- количество разрядов в секунду - 2-3 (регулируется в зависимости от прочности блока рыбы).

Работает устройство следующим образом (Фиг.2):

Непосредственно на конвейер 3 подаются брикеты рыбы. После этого через отверстия сетчатого конвейера на блок воздействует волна электрогидравлического удара от сгоревшего проводника и после 2-3 ударов делит брикет на тушки рыбы 5, которые остаются на конвейере, а мелкоколотый лед всплывает и отбрасывается следующей волной к краям ванны, где утилизируется и частично тает за счет энергии поступающей из водопровода в ванну воды. Близость рабочего органа (электродов-проволочек) и обрабатываемого объекта, позволяет существенно повысить эффективность работы устройства и устранить недостатки известных устройств.

Постоянный ток высокого напряжения поступает от выпрямителя через зарядное сопротивление R на емкостной накопитель энергии С, который заряжается до определенного уровня энергии. При достижении зарядки вся накопленная энергия через шаровый разрядник К подается в нагрузку - медную проволочку N. Происходит процесс разряда и теплового взрыва проволочки в жидкости. Экспериментальная установка имеет рабочую ванну, выполненную в виде металлического ящика с защитной сеткой объемом 130 дм3, в центре которого смонтированы в изоляторах подающие устройства рабочих электродов-проволочек. Отрицательный электрод - неподвижно закрепленная металлическая лента вдоль конвейера, заземленная на корпус конвейера и ванны.

Продукт, помещенный в рабочую камеру, таким образом, подвергается дозированной электрогидравлической обработке. Внешне процесс наблюдается как незначительное (на 2-3 см) вспучивание воды на поверхности ванны. Скорость перемещения фронта ударной волны в воде от взрывающейся проволочки может достигать 4300 м/с (3, 4), но на расстоянии 0,05-0,1 м уже падает до 260-300 м/с, и, учитывая существенную массу воды, к поверхности приближается к нулю. Поэтому для определения оптимального расстояния между центром взрыва и перемещаемым на сетчатой ленте брикетом требуется расчет по известной методике [4]. Процесс разделения выполняется при движении брикетов в воде, т.е. конвейерным методом, и рыба может поступать сразу на упаковку без дополнительного замораживания. Особенностью разделения смерзшихся рыбных тушек по такой технологии является возможность последующей их ориентировки на виброконвейере и упаковки без фактического оттаивания. Рыба за счет отрицательной температуры тушки покрывается ледяной глазурью. Качество предпродажной обработки рыбы при этом очевидно выше.

Технический эффект в предполагаемом изобретении достигается за счет того, что применение взрывающихся проволочек требует сокращения расстояния между центром взрыва и перемещаемым на сетчатой ленте брикетом. Игольчатая форма ударной волны, характерная для этого способа, ведет к появлению мелкоколотого льда и отсутствию примороженных кусков льда на тушках рыбы, а также к снижению энергозатрат и увеличению межремонтных сроков данного устройства. Таким образом, импульсивный подвод энергии к проволочке позволяет при использовании источника энергии малой мощности выделить в объекте значительную мгновенную мощность. Частота и сила ударов синхронизируется со скоростью продвижения блоков рыбы и массой брикетов.

Весь процесс разделения тушек идет равномерно и по скорости превышает все известные способы (таблица).

Сравнительная характеристика различных методов дефростации
Показатель Дефростация в воздушной среде Дефростация в водной среде Паровоздушной смесью Микроволновый метод Инфракрасный метод Использование ЭГУ с дальнейшей дефростацией в воде (барботаж).
Время дефростации 1 блока массой 12 кг До 24 часов До 4 часов До 10 часов 20-40 минут Плюс 1-2 ч. Макс. 8-9 часов 5-8 минут
Потери сока До 15% До 5% До 4% До 4% До 4% 0,5…1,5%
Равномерность t сырья на выходе на поверхности на много выше на поверхности выше на поверхности выше почти равномерна перегрев поверхности полностью однородна
Санитарное состояние сырья Ухудшается: развитие микрофлоры Ухудшается: развитие микрофлоры Ухудшается: развитие микрофлоры Стабильное Стабильное Улучшается: частичная стерилизация сырья
Санитарное состояние помещения Ухудшается значительно: сильный запах Ухудшается незначительно: запах Ухудшается незначительно: запах Без изменений Ухудшается значительно: сильный запах Без изменений
Удобство эксплуатации (возможность механизации и автоматизации) ручное управление ручное управление частичная автоматизация частичная автоматизация частичная автоматизация возможна полная автоматизация
Эксплуатационные расходы Высокие Средние Высокие Средние Высокие Низкие
Стоимость Низкая Средняя Средняя Высокая Высокая Средняя
Средний срок окупаемости Нет данных До 12 месяцев До 10 месяцев Нет данных До 12 месяцев До 2-3 месяцев

Предложенное техническое решение позволяет осуществить переход к непрерывной расфасовке мороженной рыбы без размораживания или к ее филетированию через несколько минут размораживания в составе поточной линии непрерывного действия. Как видно из таблицы, такой эффект не достижим с применением известных способов.

Невысокие стоимость и энергопотребление установки и существующая методика техники безопасности в промышленности делает ее доступной для небольших предприятий.

Особенностью способа является высокая эффективность обеззараживания воды и рыбы от всех видов микроорганизмов, включая вирусы и споры (снижение живых микроорганизмов в 104-105 раз) [7].

Таким образом, предложен к использованию способ и устройство для преобразования энергии электрогидравлического удара в механическую энергию разделения мороженного брикета на тушки, которое обладает новизной и существенными отличиями от прототипа, обеспечивающими ему новые полезные свойства (управляемость механической энергии по частоте, скорости, мощности и форме ударной волны, возможность использования способа для обеспечения более качественного разделения замороженного блока рыбы на тушки).

Литература:

1. Антуфьев В.Т., Громцев С.А. Авторское свидетельство 1701235 от 01.09.1991 г. Способ размораживания брикетов рыбы и устройство для его осуществления.

2. Бурцев В.А., Калинин Н.В., Лучинский А.В. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. М.: Энергоатомиздат. 1990. 289 с.

3. Иваненков Г.В., Пикуз С.А., Шелковенко Т.А. и др. Обзор литературы по моделированию процессов электрического взрыва тонких металлических проволочек. Ч.2 Препринт 10.М.: ФИАН. 2004. 30 с.

4. Царенко П.И., Ризун А.Р., Жирнов М.В. и др. Гидродинамические и тепло-физические характеристики мощных подводных искровых разрядов. Киев: Наукова думка, 1984.

5. Патент ГДР №44490 кл. 53С от 3 января 1966 г. Устройство для расплавления (замороженных продуктов).

6. Стефановский В.М. Размораживание рыбы. М.: Агропромиздат, 1987. - 190 с.

7. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, 1986. - 250.

8. Семкин Б.В., Усов А.Ф., Курец В.М. Основы электроимпульсного разрушения материалов. - Апатиты: КНЦ РАН, 1995 г, 276.

1. Способ разделения брикетов замороженной рыбы на тушки без оттаивания путем погружения их в воду и воздействия электрогидравлическими ударами от высоковольтных электрических разрядов с образованием вокруг зоны разряда гидравлических давлений, достаточных для разрушения ледяных мостиков, отличающийся тем, что применен способ преобразования энергии электрогидравлического удара в механическую энергию путем осуществления взрыва проволочек в воде вблизи перемещаемого конвейерным методом брикета рыбы.

2. Устройство для разделения брикетов замороженной рыбы на тушки без оттаивания, содержащее ванну для воды с опорной сеткой конвейера для брикетов и электродами, соединенными с генератором импульсного высокого напряжения, отличающееся тем, что оно снабжено подающими устройствами взрывающихся электродов-проволочек и в качестве отрицательного электрода - неподвижно закрепленной вдоль конвейера металлической лентой, при этом частоту и силу взрывов электродов-проволочек синхронизируют с массой и скоростью движения брикетов рыбы.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к рыбной промышленности, в частности к приготовлению формованных рыбных продуктов (полуфабрикатов) из мороженой рыбы и солено-копченой продукции, имеющих размягчение мышечной ткани из-за нерестовых изменений и механические повреждения, с использованием овощных и пряных добавок.
Изобретение относится к способу изготовления готовых к приготовлению формованных пищевых продуктов из отдельных из глубоко замороженных кусков овощей, в том числе риса или картофеля, фруктов, мяса, птицы, дичи, рыбы или морепродуктов, изделий из теста, хлебобулочных изделий или сочетаний составляющих либо из всех этих составляющих.
Изобретение относится к области обработки гидробионтов и может быть использовано в производстве продукции из брюхоногих моллюсков. .

Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно: к технологии переработки рыбной икры, отделению икры от ястычной пленки. .

Изобретение относится к технике переработки мелкой рабы и отходов рыбоперерабатывающих производств с получением белково-минерального кормового компонента и неочищенных жиров.
Изобретение относится к технологии производства рыбных консервов, в частности к способу получения консервов "Сом обжаренный в томатном соусе". Осуществляют подготовку рецептурных компонентов, резку, пассерование в растительном масле и измельчение репчатого лука, заливку питьевой водой. Молотый шрот семян тыквы заливают питьевой водой и выдерживают для набухания. Смешивают перечисленные компоненты с томатным пюре, сахаром, солью, перцем черным горьким, перцем душистым, гвоздикой, кориандром и лавровым листом. Осуществляют варку и добавление уксусной кислоты с получением соуса. Выполняют резку, панирование в пшеничной муке и обжаривание в растительном масле сома. Фасуют сом и соус, герметизируют и стерилизуют. Способ позволяет снизить адгезию к стенкам тары получаемого целевого продукта.
Изобретение относится к технологии производства рыбных консервов. Способ предусматривает подготовку рецептурных компонентов, резку, пассерование в растительном масле и измельчение репчатого лука, заливку питьевой водой и выдержку для набухания молотого шрота семян тыквы, смешивание перечисленных компонентов с томатным пюре, сахаром, перцем черным горьким, перцем душистым, гвоздикой, кориандром и лавровым листом, варку и добавление уксусной кислоты с получением соуса, резку, выдержку в солевом растворе, панирование в пшеничной муке и обжаривание в растительном масле ряпушки, фасовку ряпушки и соуса, герметизацию и стерилизацию. Способ позволяет снизить адгезию к стенкам тары получаемого целевого продукта.
Изобретение относится к технологии производства рыбных консервов. Осуществляют подготовку рецептурных компонентов: измельчение репчатого лука, заливку питьевой водой и выдержку для набухания молотого шрота семян тыквы. Смешивают перечисленные компоненты с томатным пюре, сахаром, солью, перцем черным горьким, перцем душистым, гвоздикой, кориандром и лавровым листом. Осуществляют варку и добавление уксусной кислоты с получением соуса. Режут, панируют в пшеничной муке и обжаривают в растительном масле горбушу. Фасуют горбушу и соус. Осуществляют герметизацию и стерилизацию. Способ позволяет снизить адгезию к стенкам тары получаемого целевого продукта.
Изобретение относится к технологии производства рыбных консервов. Осуществляют подготовку рецептурных компонентов: резку, пассерование в растительном масле и измельчение репчатого лука, заливку питьевой водой и выдержку для набухания молотого шрота семян тыквы. Смешивают перечисленные компоненты с томатной пастой, питьевой водой, сахаром, перцем черным горьким, перцем душистым, гвоздикой, кориандром и лавровым листом. Осуществляют варку и добавление уксусной кислоты с получением соуса. Режут, выдерживают в солевом растворе, панируют в пшеничной муке и обжаривают в растительном масле луфарь. Осуществляют фасовку луфаря и соуса, герметизацию и стерилизацию. Способ позволяет снизить адгезию к стенкам тары получаемого целевого продукта.
Изобретение относится к технологии производства рыбных консервов. Способ предусматривает подготовку рецептурных компонентов: измельчение репчатого лука, заливку питьевой водой и выдержку для набухания молотого шрота семян тыквы. Затем перечисленные компоненты смешивают с томатным пюре, сахаром, солью, перцем черным горьким, перцем душистым, гвоздикой, кориандром и лавровым листом. Осуществляют варку и добавление уксусной кислоты с получением соуса. Режут, панируют в пшеничной муке и обжаривают в растительном масле пикшу. Фасуют пикшу и соус,, осуществляют герметизацию и стерилизацию. Способ позволяет снизить адгезию к стенкам тары получаемого целевого продукта.

Изобретение относится к рыбной промышленности. Система содержит блок по удалению головной части, включающий устройства по транспортировке и отсечению и удалению головной части рыбы во время ее движения, блок по удалению внутренностей, включающий устройство по транспортировке рыбы с предварительно отсеченной головной частью, направленной вперед в сторону движения, и устройство по удалению внутренностей рыбы, разрезающее брюшную полость и удаляющее внутренности. Также система содержит блок по передаче рыбы, размещенный между блоком по удалению головной части и блоком по удалению внутренностей, устройство, выявляющее затор рыбы в блоке по удалению внутренностей. Блок по удалению внутренностей включает в себя устройство по разрезанию брюшной полости рыбы с предварительно удаленной головной частью, устройство по отделению мембраны, вводимое в брюшную полость рыбы с разрезанной брюшной полостью и отделяющее мембрану, устройство принудительного сброса, вводимое в разрезанную брюшную полость рыбы и принудительно сбрасывающее из нее внутренности, исключая мембрану и кишки, а также устройство по удалению кишок, вводимое в разрезанную брюшную полость рыбы с удаленными внутренностями, исключая мембрану и кишки, оставшиеся в брюшной полости рыбы. Изобретение обеспечивает последовательное удаление головной части, внутренностей и кишок. 1 з.п. ф-лы, 17 ил.

Способ и устройство относятся к пищевой промышленности и предназначены для производства мелкой морской рыбы холодного копчения. Мелкую морскую рыбу выдерживают в коптильном растворе, состоящем из воды, жидкого дыма, натурального пищевого красителя. Подготовленную рыбу навешивают на металлические прутки и осуществляют подсушку под воздействием инфракрасного излучения в течение 12-14 минут. Подсушку осуществляют циклично в режиме 2 минуты - нагревание, 2 минуты - охлаждение 6-7 раз. Затем производят копчение в электростатическом поле высокого напряжения в течение 60-90 минут. Устройство состоит из металлической рамы и смонтированных на ней четырех секций сушильной установки с металлическими прутками для навешивания рыбы. Также устройство включает инфракрасные галогенные лампы с отражателями из нержавеющей стали и управляющее устройство. Управляющее устройство содержит трехпозиционный тумблер и диод, включенные в электрическую схему сушильной установки и позволяющие производить переключение установки и регулировку мощности ламп. Изобретение позволяет эффективно осуществлять подсушку и обеспечивает получение мелкой морской рыбы холодного копчения. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к переработке рыбы и может быть использовано в технологических линиях для подсушивания мелкой морской рыбы. Инфракрасное сушильное устройство включает корпус с двойными стенками, выполненными из нержавеющей стали с технологическими отверстиями для удаления влаги и подключения вытяжной вентиляции. В состав устройства входит осевой вентилятор, металлическая рама с тележкой, позволяющей устанавливать раму в корпус устройства, четыре секции сушильного устройства с отражателями из нержавеющей стали, инфракрасные галогенные лампы и металлические прутки для навешивания рыбы. Предусмотрено управляющее устройство, включающее таймер, реле времени, два датчика температур для контроля температуры в устройстве и непосредственно внутри подсушиваемого продукта с индикацией на табло управляющего устройства, а также трехпозиционный тумблер, который позволяет производить переключение установки в режим пониженной мощности. Изобретение позволяет сократить продолжительность подсушки и потребление электроэнергии, при сохранении высоких показателей качества подсушиваемого продукта. 3 ил.
Наверх