RU2031583C1

RU2031583C1 - Method for grinding biological products

Info

Publication number: RU2031583C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Рогулев; О.А. Голубева
Original assignee: Мурманская государственная академия рыбопромыслового флота
Priority date: 1991-05-07
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: product is delivered for grinding in frosted state and ground by squeezing it through cooled die, keeping the product at a temperature below the ice-to-liquid phase transition. Grinding of products without defrosting and turning out ready product fit for long storage without subsequent refrigeration. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способу обработки рыбы, и может применено для измельчения биологических продуктов. The invention relates to the food industry, in particular to a method for processing fish, and can be used for grinding biological products.

В пищевой промышленности для биологических продуктов известны способы измельчения в барабанной ножевой дробилке и двухбарабанной дробилке, предусматривающие использование в качестве режущего инструмента ножа (Чупахин В. М. Оборудование предприятий и судов рыбной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1969, с.114-121). In the food industry for biological products, there are known methods of grinding in a drum knife crusher and a double-drum crusher, involving the use of a knife as a cutting tool (Chupakhin V.M. Equipment of enterprises and vessels of the fishing industry. - M.: Food industry, 1969, p. 114- 121).

Для измельчения сырого и вареного мяса, рыбы и другого сырья применяются волчки (Борисочкина Л.И. и Гудович А.В. Производство рыбных кулинарных изделий. - М. : Агропромиздат, 1989, с.202-209). Однако они не позволяют получить продукт необходимой степени измельчения. To grind raw and cooked meat, fish and other raw materials, tops are used (Borisochkina L.I. and Gudovich A.V. Production of fish food products. - M.: Agropromizdat, 1989, p.202-209). However, they do not allow to obtain a product of the required degree of grinding.

Для тонкого окончательного измельчения фарша используют куттеры. Режущий инструмент куттера - серповидный нож. Измельчение происходит при вращении чаши с продуктом и ножей. Однако, применяя куттеры, необходимо предварительно измельчить продукт (Борисочкина Л.И. и Гудович А.В. Производство рыбных кулинарных изделий и полуфабрикатов. - М.: Агропромиздат. 1985, с. 87-94). For fine final grinding of minced meat, cutters are used. Cutter cutting tool - sickle-shaped knife. Grinding occurs by rotating the bowl with the product and knives. However, using cutters, it is necessary to grind the product first (Borisochkina L.I. and Gudovich A.V. Production of fish food products and semi-finished products. - M.: Agropromizdat. 1985, p. 87-94).

Наиболее близким техническим решением является способ измельчения продукта в гомогенизаторе, заключающийся в том, что предварительно измельченный продукт нагнетается через узкую щель между седлом и клапаном гомогенизирующей головки. Давление продукта перед клапаном 20-25 МПа, после клапана - близко к атмосферному. (Оборудование пищеконцентратного производства, Справочник. - М.: Агропромиздат, 1989, с.96-100). The closest technical solution is the method of grinding the product in a homogenizer, which consists in the fact that the pre-ground product is pumped through a narrow gap between the seat and valve of the homogenizing head. Product pressure before the valve is 20-25 MPa, after the valve is close to atmospheric. (Equipment for food concentrate production, Handbook. - M.: Agropromizdat, 1989, p.96-100).

Однако известный способ имеет следующие недостатки. However, the known method has the following disadvantages.

В технологическом процессе обработки сырья операцией, предшествующей измельчению, является дефростация, хранится же продукт в замороженном состоянии. Это вызывает большие температурные перепады между термической обработкой и хранением и приводит к значительным дополнительным затратам электроэнергии. In the technological process of processing raw materials, the operation preceding grinding is defrosting, while the product is stored in a frozen state. This causes large temperature differences between heat treatment and storage and leads to significant additional energy costs.

Перед обработкой продукта в гомогенизаторе необходимо предварительное измельчение, что приводит к значительному увеличению длительности процесса обработки продукта и повышает энергопотребление. Before processing the product in the homogenizer, preliminary grinding is necessary, which leads to a significant increase in the duration of the product processing process and increases energy consumption.

Большое число операций в технологическом процессе требует наличия соответствующего числа необходимого оборудования, что приводит к увеличению потерь, а значит затрат энергии. A large number of operations in the technological process requires the presence of an appropriate number of necessary equipment, which leads to an increase in losses, and hence energy costs.

Целью изобретения является удешевление процесса за счет экономии электроэнергии. The aim of the invention is to reduce the cost of the process due to energy savings.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, состоящем из продавливания неизмельченного, охлажденного биологического сырья через охлаждаемые матрицы, используют режущие свойства внутриклеточного межклеточного льда в исходном биологическом материале, при этом температура продавливаемого материала поддерживают ниже температуры фазового перехода льда в жидкость. This goal is achieved by the fact that in the proposed method, consisting of forcing unrefined, chilled biological raw materials through cooled matrices, the cutting properties of intracellular intercellular ice in the initial biological material are used, while the temperature of the pressed material is kept below the temperature of the phase transition of ice into liquid.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает: отличие способа от известных состоит в том, что тонкое измельчение продукта осуществляется в одну ступень за счет использования режущих свойств внутриклеточного и межклеточного льда, при применении предлагаемого способа получают сокращение энергозатрат. Для осуществления известного процесса необходимого предварительное охлаждение продукта и постоянное охлаждение рабочих органов. При использовании предлагаемого способа продукт пригоден к длительному хранению без дальнейшей холодильной обработки. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows: the difference between the method and the known ones is that the fine grinding of the product is carried out in one step due to the use of the cutting properties of intracellular and intercellular ice, while applying the proposed method receive a reduction in energy costs. For the implementation of the known process necessary pre-cooling of the product and constant cooling of the working bodies. When using the proposed method, the product is suitable for long-term storage without further refrigeration processing. Thus, the proposed method meets the criteria of the invention of "novelty." Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify in them the features that distinguish the proposed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

На чертеже представлен график зависимости удельных затрат энергии на измельчение биологических продуктов от степени измельчения. График представлен в логарифмических координатах. Связь между lga и lgg линейная, где а - размер частиц после измельчения, мм;
g - удельные затраты энергии на измельчение, кВт˙ч/кг.The drawing shows a graph of the specific energy consumption for grinding biological products from the degree of grinding. The graph is presented in logarithmic coordinates. The relationship between lga and lgg is linear, where a is the particle size after grinding, mm;
g - specific energy consumption for grinding, kW˙h / kg.

Зоны разброса данных при измельчении в волчке, куттере и гомогенизаторы обозначены соответственно, I, II и III. The data scatter zones during grinding in the top, cutter and homogenizers are indicated, respectively, I, II and III.

Удельные затраты энергии на измельчение материала в зависимости от степени измельчения в известных устройствах составляют от 0.001 кВт˙ч/кг при размере частиц 15 мм до 1.113 кВт˙ч/кг при размере частиц 10^-3 мм.The specific energy consumption for grinding the material, depending on the degree of grinding in known devices, ranges from 0.001 kWh / kg with a particle size of 15 mm to 1.113 kWh / kg with a particle size of 10 ^-3 mm.

Удельные затраты при использовании предлагаемого способа определяются выражением
g=(P˙10^-3)/(3,6˙ ρ ˙ η ) кВт˙ч/кг, где Р - давление прессования, МПа.Unit costs when using the proposed method are determined by the expression
g = (P˙10 ^-3 ) / (3.6˙ ρ ˙ η) kW˙h / kg, where P is the pressing pressure, MPa.

ρ - плотность материала (для биологических продуктов ≈ 10000 кг/м³)
η - КПД прессования (в известных устройствах ≈ 0,5).ρ is the density of the material (for biological products ≈ 10000 kg / m ³ )
η - pressing efficiency (in known devices ≈ 0.5).

При давлении 200 МПа и КПД 0,5 удельная энергия измельчения составляет 0,111 кВт˙ч/кг и при размере измельченных частиц менее 0,1 мм меньше, чем в существующих устройствах. Так, по сравнению с гомогенизаторами удельная энергия измельчения, а следовательно, и затраты на нее уменьшаются в 10 раз. Учет потери позволяет представить эти затраты прямоугольниками IV (см. чертеж). At a pressure of 200 MPa and an efficiency of 0.5, the specific grinding energy is 0.111 kWh / kg and with a particle size of less than 0.1 mm less than in existing devices. So, in comparison with homogenizers, the specific energy of grinding, and therefore the cost of it, is reduced by 10 times. Accounting for losses allows us to represent these costs with rectangles IV (see drawing).

П р и м е р. Брикет измельчаемого материала с размером исходных частиц ≈ 200 мм, охлажденный до температуры -5^оС, помещают в матрицу, охлаждаемую хладагентом или хладоносителм до температуры -40^оС. Матрица имеет калиброванную щель с линейным размером 3 мм. Пуансон, охлаждаемый хладагентом или хладоносителем до температуры -40^оС, перемещается силой, создающей давление в матрице 6 МПа. Материал при истечении из матрицы измельчается до размеров ≈3 мм.PRI me R. The preform material to be ground to the size of the precursor particles ≈ 200 mm, cooled to -5 ^{° C,} placed in a matrix or hladonositelm refrigerant cooled to -40 ° ^C. The matrix has a calibrated slot with a linear size of 3 mm. Punch cooled refrigerant or coolant to a temperature of ^about -40 C, is moved a force pressurizing the matrix 6 MPa. When flowing out of the matrix, the material is crushed to sizes ≈3 mm.

Изменяя размеры щели, температуру предварительного охлаждения и давление продавливания, после измельчения получают частицы размером меньше 3 мм. By changing the dimensions of the slit, the pre-cooling temperature and the bursting pressure, after grinding, particles smaller than 3 mm are obtained.

Использование предлагаемого способа измельчения биологических продуктов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества. Using the proposed method of grinding biological products provides compared with existing methods the following advantages.

Отсутствие дефростации и предварительного измельчения продукта дает возможность снизить энергозатраты, уменьшив потери энергии. The absence of defrosting and preliminary grinding of the product makes it possible to reduce energy consumption, reducing energy loss.

Поддержание низкой температуры в процессе обработки позволяет получить готовый продукт, пригодный к длительному хранению без дальнейшей холодильной обработки. Maintaining a low temperature during processing allows you to get a finished product suitable for long-term storage without further refrigeration processing.

Claims

METHOD FOR GRINDING BIOLOGICAL PRODUCTS by forcing them, characterized in that the product is fed for grinding in a frozen form, and forcing is carried out through a cooled matrix, while the temperature of the product being pressed is maintained below the temperature of the phase transition of ice into liquid.