VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

При измельчении мяса и мясных продуктов самым распространенным явля­ется инструмент, режущая часть которого представляет собой симметричный или несимметричный двусторонний клин. В режущей части инструмента различают две наклонные плоскости-грани (фаски) и режущую кромку. С помощью режу­щей кромки происходит непосредственное разрушение мясной ткани путем вклинивания и разделения ее на части. Режущая кромка практически не представ­ляет собой строго геометрической линии, а имеет микронеровности с закруглени­ями, величина радиуса которых оказывает существенное влияние на режущие свойства инструмента. В процессе измельчения режущая кромка подвергается наибольшим изменениям: затуплению, изгибанию, выкрашиванию и др., вследст­вие чего меняется качество измельчения и возрастают энергетические затраты. Грани инструмента при этом остаются практически нетронутыми. В то же время геометрические параметры инструментов влияют на износ режущей кромки, хара­ктер и качество измельчения. Схема распределения контактных усилий режущей части инструмента на продукт показана на рисунке 1. Наибольшая концентрации напряжений создается у вершины режущей кромки. Поэтому при измельчении материал первоначально разрушается под действием режущей кромки инстру­мента, а далее по мере вклинивания его, разрушение участвуют грани и возника­ющие при этом силовые факторы. При свободном резании может образоваться опережающая трещина (рисунок 1б), например, при резании мороженого мяса вдоль волокон, мороженого шпика вдоль пласта. При резании мяса и мясных продуктов в парном или охлажденном состоянии опережающая трещина не возникает. Это объясняется особенностями структуры мяса и мясных продуктов, а также их фи­зико-механическими свойствами.

а - распределение контактных усилий; б - геометрические параметры

инструмента; в - трансформация геометрического инструмента

Рисунок 1 - Схема взаимодействия режущего инструмента с продуктом

Геометрическими параметрами режущей части инструмента являются: γ - передний угол; α - задний угол; β - угол заострения.

Величина углов определяет эффективность процесса измельчения. Отечественная промыш­ленность изготавливает ножи к волчкам с γ = 0 - 3°. Исследования показали, что при больших положительных значениях γ угол β уменьшается, так как облегчается процесс измельчения, уменьшается отжатие жид­кой фракции мяса, улучшается качество фарша, но ослабляется прочность и изно­состойкость режущей кромки (рекомендован γ < 25°). Увеличение α также ослаб­ляет режущую кромку, по способствует большей стабилизации ширины ленточки износа инструмента по задней грани (рекомендован α = 10°).

С увеличением γ у ножей волчков облегчаются перерезание со­единительной ткани, уменьшается перетирание и смятие жира, снижается количе­ство выдавливемого жирового сока и падает потребляемая волчком мощность.

Рекомендуется наиболее рациональная конструкция ножей для волчков с γ = 15 - 25°, α = 8 - 10° .

Угол резания заметно влияет на расход энергии. При резании говяжьего мяса удельный расход энергии при увеличении β до 50 - 60° снижается на 20-30%. Дальнейшее увеличение угла резания приводит к возрастанию расхода энергии.

При резании мяса и мясных продуктов для улучшения качества среза боль­шое значение имеет кинематический угол заострения β'.

Кинематический угол заострения всегда меньше конструктивного угла за­острения инструмента. При всех углах заострения инструмента наибольшее изменение β' наблюдается при изменении отношения скоростей в интервале от 0 до 10.

По мере резания режущая кромка ножа затупляется и его угол заострения увеличивается. Для восстановления режущей способности ножа помимо заточки можно увеличить скорость ножа, оставляя прежней скорость подачи. При этом β' уменьшается.

Наиболее рациональными углами заострения с учетом величины усилия ре­зания и расхода энергии (рисунок 2) являются р = 12 - 18° .

При β' < 12° повышается сопротивление резанию, происходит смятие режущей кромки, что приводит к быстрому затуплению режу­щей части инструмента.

Рисунок 2 - Зависимость сопротивления резанию мяса лезвиями

с различным углом заострения.

Код для цитирования: Скопировать