RU2204905C2

RU2204905C2 - Meat tumbling apparatus

Info

Publication number: RU2204905C2
Application number: RU2001118413/13A
Authority: RU
Inventors: А.А. Борисенко; А.А. Брацихин; А.О. Кошевой; Л.А. Сарычева; Р.А. Писаренко
Original assignee: Северо-Кавказский государственный технический университет
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2003-05-27

Abstract

FIELD: meat industry. SUBSTANCE: apparatus has tumbler with radial stainless steel blades arranged in alternation with blades providing for leading rolling of product and made from rolled steel. The latter blades are inclined at an angle of 10-12 deg to direction opposite to direction of rotation of tumbler. Radial stainless steel blades are provided with longitudinal grooves of 0.004 m height. Groove pitch and height ratio is 1.5-2 and groove length and pitch ratio is 0.4-0.6. Method is used for producing salted meat foods. EFFECT: improved quality of salted meat foods by effective use of tumbling process at all the stages of mechanical processing of meat material. 2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к мясной промышленности, в частности к устройствам для тумблирования мяса, и может найти применение при производстве соленых мясных изделий на мясоперерабатывающих заводах. The invention relates to the meat industry, in particular to devices for tumbler meat, and may find application in the production of salted meat products in meat processing plants.

Известно устройство для тумблирования мяса, включающее приводимый во вращение барабан с лопатками на внутренней цилиндрической поверхности, люком для загрузки и выгрузки продукта и заборный патрубок системы вакуумирования [авторское свидетельство СССР 826883, кл. А 22 С 9/00, 1979]. A device for tumbler meat is known, including a rotatable drum with blades on the inner cylindrical surface, a hatch for loading and unloading the product, and an intake pipe of the vacuum system [USSR copyright certificate 826883, class. A 22 C 9/00, 1979].

Это устройство не обеспечивает высокого качества готового продукта, не позволяя влиять на процесс движения загрузки барабана в процессе механической обработки за счет одинаковых по форме лопаток. This device does not provide high quality finished product, not allowing you to influence the process of loading the drum during mechanical processing due to the same shape of the blades.

Известно также устройство для массирования мяса, включающее приводимый во вращение барабан, на торцах которого установлены конические обечайки с лопатками на внутренней поверхности для захвата и подъема продукта, а на цилиндрической части размещены две лопатки, равноудаленные от люка и одна от другой и заборный патрубок системы вакуумирования [авторское свидетельство СССР 826883, кл. А 22 С 9/00, 1979]. There is also known a device for massaging meat, including a rotatable drum, on the ends of which conical shells with blades are installed on the inner surface for gripping and lifting the product, and on the cylindrical part there are two blades equidistant from the hatch and one from the other and the intake pipe of the vacuum system [USSR copyright certificate 826883, cl. A 22 C 9/00, 1979].

Недостатками указанных установок является отсутствие возможности влиять на качество процесса посола мясного сырья вследствие неэффективного использования процесса тумблирования на всех этапах процесса механической обработки. The disadvantages of these installations is the inability to affect the quality of the process of salting meat raw materials due to the inefficient use of the toggle process at all stages of the machining process.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для тумблирования мяса МС 20 фирмы Inject Star, США, имеющее набор съемных лопаток различной формы и функционального назначения [Жаринов А.И., Кузнецова О.В., Черкашина Н.А. Краткие курсы по основам современных технологий переработки мяса, организованные фирмой "Протеин Технолоджиз Интернэшнл". Часть II. Цельномышечные и реструктурированные мясопродукты - М.: Протеин Технолоджиз Интернэшнл, 1997, - с. 77]:
- для работы в режиме "механическая обработка" (три пустотелые наклонные лопатки - угол наклона для "опережающего скатывания продукта");
- для работы в режиме "механическая обработка-перемешивание" (две лопатки округленной формы и одна с радиально расположенными штырями).The closest in technical essence to the proposed one is a device for tumbler meat MS 20 company Inject Star, USA, having a set of removable blades of various shapes and functional purposes [Zharinov A.I., Kuznetsova O.V., Cherkashina N.A. Short courses on the basics of modern meat processing technology, organized by the company "Protein Technologies International". Part II Whole-muscle and restructured meat products - M .: Protein Technologies International, 1997, - p. 77]:
- for operation in the "machining" mode (three hollow inclined vanes - tilt angle for "anticipatory rolling of the product");
- for operation in the "machining-mixing" mode (two rounded blades and one with radially arranged pins).

Недостатками указанной установки является отсутствие возможности влиять на качество процесса посола мясного сырья вследствие неэффективного использования процесса тумблирования на всех этапах процесса механической обработки. The disadvantages of this installation is the inability to affect the quality of the process of salting meat raw materials due to the inefficient use of the toggle process at all stages of the machining process.

Решаемая изобретением задача состоит в повышении качества процесса посола мясного сырья путем обеспечения эффективного использования процесса тумблирования на всех этапах механической обработки мяса. The problem solved by the invention is to improve the quality of the process of salting meat raw materials by ensuring the efficient use of the toggle process at all stages of the mechanical processing of meat.

Поставленная задача осуществляется путем установки на внутренней поверхности барабана лопатки с чередованием, радиально расположенных лопаток и наклонных лопаток из стали различного профиля. The task is carried out by installing on the inner surface of the drum blades with alternating radially spaced blades and inclined blades made of steel of various profiles.

Эффективным процессом механической обработки будем считать тот процесс, при котором кусочек мяса в тумблере совершит наибольшее число циклов движения (Z, уд/мин) будучи поднятым лопаткой на максимально возможную высоту при заданном радиусе и числе оборотов барабана в единицу времени. Необходимое условие данного процесса заключается в том, что кусочек, после соударения с обечайкой, подхватывается очередной лопаткой и продолжает указанный цикл тумблирования. An effective machining process will be considered the process in which a piece of meat in the toggle switch performs the largest number of movement cycles (Z, beats / min) when the blade is raised to the maximum possible height for a given radius and number of drum revolutions per unit time. A necessary condition for this process is that a piece, after colliding with the shell, is picked up by the next spatula and continues the indicated toggle cycle.

Проведенные исследования позволили определить наиболее рациональное для проведения эффективного процесса тумблирования число лопаток (х_n) для барабанов различных радиусов (R, м), указанных в таблице.The studies carried out allowed us to determine the most rational number of blades (x _n ) for drums of various radii (R, m) indicated in the table that is most rational for carrying out an effective tumbler process.

Зависимость числа лопаток от радиуса барабана описывается выражением
X_n=9-10•R.The dependence of the number of blades on the radius of the drum is described by the expression
X _n = 9-10 • R.

Изменение в конструкциях количества лопаток больше, чем указано в таблице, приводит к неоправданному увеличению металлоемкости установки. Меньшее число лопаток не обеспечивает эффективного режима механической обработки. A change in the design of the number of blades more than indicated in the table leads to an unjustified increase in the metal consumption of the installation. A smaller number of blades does not provide an effective machining mode.

Нами установлено, что с увеличением продолжительности механической обработки резко увеличивается эффективный коэффициент трения мяса по поверхности лопаток и внутренней поверхности барабана. В связи с этим исследован процесс изменения фрикционных характеристик мяса по поверхностям из различных материалов. По результатам исследований рекомендовано использование в качестве материала для изготовления лопаток сталь нержавеющую, имеющую рифли продольного направления и позволяющую уменьшить величину коэффициента трения в 1,4 раза. We found that with an increase in the duration of machining, the effective coefficient of friction of meat on the surface of the blades and the inner surface of the drum sharply increases. In this regard, the process of changing the frictional characteristics of meat on surfaces of various materials has been investigated. According to the research results, it is recommended to use stainless steel as a material for the manufacture of blades, having flutes of the longitudinal direction and allowing to reduce the value of the friction coefficient by 1.4 times.

Исследования также показали, что применение радиально расположенных лопаток из проката нержавеющей стали нерационально. Это связано с образованием высоких адгезионных и фрикционных сил после продолжительного (более 180 мин) процесса циклической механической обработки. В результате этого происходит образование застойных зон продукта у основания лопаток (при большом числе лопаток количество застойных зон увеличится пропорционально числу лопаток), что может стать причиной резкого ухудшения качества готового продукта вследствие неравномерной механической обработки отдельных кусочков мяса. В связи с этим происходит неравномерное распределение посолочных веществ и формирование окраски. Установлено, что применение лопаток с "опережающим скатыванием продукта [Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. - М. : Пищевая промышленность, 1963. - 474 с.]" с углом установки 10-12^o позволяет избежать возникновения указанного явления. При меньших углах установки лопаток (до 10^o) процесс сводится к движению загрузки в барабанах с радиальными лопатками, что нежелательно по вышеуказанным причинам. При углах установки лопаток свыше 12^o эффективность процесса механической обработки резко уменьшается, т.к. кусочки мяса не совершают полноценного цикла движения, и режим тумблирования сводится к режиму интенсивного перемешивания.Studies have also shown that the use of radially spaced stainless steel blades is irrational. This is due to the formation of high adhesive and frictional forces after a long (over 180 min) cyclic machining process. As a result of this, stagnant zones of the product are formed at the base of the blades (with a large number of blades, the number of stagnant zones will increase in proportion to the number of blades), which can cause a sharp deterioration in the quality of the finished product due to uneven machining of individual pieces of meat. In this regard, there is an uneven distribution of curing substances and the formation of color. It is established that the use of blades with "advance rolling of the product [Peleev AI Technological equipment of the meat industry. - M.: Food industry, 1963. - 474 p.]" With an installation angle of 10-12 ^o avoids the occurrence of this phenomenon. At smaller angles of installation of the blades (up to 10 ^o ), the process boils down to the movement of the load in the drums with radial blades, which is undesirable for the above reasons. When the angles of installation of the blades above 12 ^{o the} efficiency of the machining process decreases sharply, because pieces of meat do not complete a full cycle of movement, and the toggle mode is reduced to a mode of intensive mixing.

На основании вышеизложенного в предлагаемой установке (фиг.1), состоящей из приводимого во вращение барабана (1), на внутренней поверхности которого установлены чередующиеся, радиально расположенные лопатки из нержавеющей стали с продольными рифлями (2) и лопатки с опережающим скатыванием продукта (3) (угол установки 10-12^o в сторону, противоположную вращению барабана) с рекомендованным числом этих лопаток с учетом таблицы. Использование рифлей на поверхности лопаток позволяет уменьшить площадь контакта мяса с поверхностью трения, тем самым уменьшить возникающие силы трения и адгезии. Установлено, что при ударной нагрузке в мясе, как упругопластическом теле, возникают деформации до 0,003 м [Гуц B.C., Коваль О.А Распространение упругих волн деформаций в мясе// Известия ВУЗов. Пищевая технология, 1990, 2-3, с. 76-78]. Следовательно, высота рифлей должна быть достаточной для того, чтобы избежать контакта продукта с материалом на участках впадин, т.е. больше, чем величина возникающих деформаций мяса при соударении с обечайкой (h>0,003 м). Исходя из этого, нами предлагаются следующие геометрические параметры рифлей: высота h= 0,004 м, отношение шага к высоте t/h=l,5-2, отношение длины рифля к шагу 1/t=0,4-0,6 (фиг.2).Based on the foregoing, in the proposed installation (Fig. 1), consisting of a rotatable drum (1), on the inner surface of which there are alternating, radially spaced stainless steel blades with longitudinal flutes (2) and vanes with advance rolling of the product (3) (installation angle 10-12 ^o in the direction opposite to the rotation of the drum) with the recommended number of these blades, taking into account the table. The use of corrugations on the surface of the blades allows to reduce the contact area of meat with the friction surface, thereby reducing the resulting friction and adhesion forces. It has been established that under shock loading in meat, as an elastoplastic body, deformations occur up to 0.003 m [Guts BC, Koval O.A. Propagation of elastic deformation waves in meat // Izvestiya VUZov. Food Technology, 1990, 2-3, p. 76-78]. Therefore, the height of the grooves should be sufficient to avoid contact of the product with the material in the areas of the depressions, i.e. more than the magnitude of the resulting deformations of meat upon impact with the shell (h> 0.003 m). Based on this, we propose the following geometrical parameters of the riffles: height h = 0.004 m, the ratio of step to height t / h = l, 5-2, the ratio of the length of the riffle to step 1 / t = 0.4-0.6 (Fig. 2).

При вращении барабана (1) в направлении, указанном на фиг.1, мясо, подхваченное одной из лопаток (2, 3), поднимается на максимально возможную высоту до момента, когда сила тяжести кусочка превысит систему сил трения мяса о поверхность лопатки и центробежной силы, действующей со стороны вращающегося барабана:

Далее кусочек, обладая начальной скоростью, совершает падение с определенной высоты по параболе. В момент соударения кусочек обладает определенной кинетической энергией, которая является источником деформации и, как следствие, способствует возникновению градиента давления, являющегося движущей силой фильтрационного процесса распределения посолочных веществ в мясе (сущность процесса тумблирования).When the drum (1) rotates in the direction indicated in Fig. 1, the meat picked up by one of the blades (2, 3) rises to the maximum possible height until the moment when the gravity of the piece exceeds the system of friction forces of the meat on the surface of the blade and centrifugal force acting from the side of the rotating drum:

Further, the piece, having an initial speed, makes a fall from a certain height along a parabola. At the moment of collision, a piece has a certain kinetic energy, which is a source of deformation and, as a result, contributes to the emergence of a pressure gradient, which is the driving force of the filtration process of the distribution of curing substances in meat (the essence of the toggle process).

Заявленная конструкция в отличие от прототипа способствует повышению качества процесса посола мясного сырья путем обеспечения эффективного использования процесса тумблирования на всех этапах механической обработки мяса. The claimed design, in contrast to the prototype, improves the quality of the process of salting meat raw materials by ensuring the efficient use of the toggle process at all stages of meat processing.

Как следует из вышеизложенного, достижение технологического результата - повышение качества процесса посола мясного сырья путем обеспечения эффективного использования процесса тумблирования на всех этапах механической обработки мяса - обеспечивается только при строгом неразрывном и взаимосвязанном выполнении всех существенных признаков заявленного способа посола. As follows from the foregoing, the achievement of the technological result - improving the quality of the process of salting meat raw materials by ensuring the efficient use of the toggle process at all stages of the mechanical processing of meat - is ensured only with strict inextricable and interconnected implementation of all the essential features of the claimed method of salting.

Claims

1. Device for toggle meat, including a rotatable drum with blades on the inner cylindrical surface, a hatch for loading and unloading the product, and an intake pipe of the vacuum system, characterized in that the blades are installed with alternating radially spaced stainless steel blades and blades with advance rolling product made of rolled steel and placed at an angle of 10-12 ^o in the direction opposite the drum rotation, with radially extending blades with a stainless Ali formed with longitudinal riffles, the height of which is equal to 0.004 m, the ratio riffle pitch placement to height equal to 1.5-2, and the ratio of their length to the fluting step equal to 0.4-0.6.

2. The device according to p. 1, characterized in that the number of blades (x _n ) is determined depending on the radius of the drum (R, m) by the expression x _n = 9-10 • R.