Модернизация лопастного смесителя для мясной промышленности

На мясоперерабатывающих предприятиях после измельчения сырья его перемешивают с ингредиентами рецептур для получения однородных систем. Потребность в этой операции может возникать при смешивании различных компонентов; для вымешивания сырья до нужной консистенции; в процессе приготовления эмульсий и растворов; для обеспечения однородного состояния продукции в течение определенного времени; в случае, когда необходимо интенсифицировать тепло- и массообменные процессы [1].

Выбор способа перемешивания и оборудования для выполнения этой операции определяется целью перемешивания и агрегатным состоянием обрабатываемых сред. Наиболее распространенные способы перемешивания - с помощью мешалок различной конструкции (механическое), сжатым воздухом, паром или инертным газом (пневматическое), с помощью насосов и сопел (циркуляционное), непрерывное перемешивание за счет интенсивного взаимодействия в потоке двух или более разнородных жидкостей (поточное) [2].

В мясной промышленности наибольшее распространение получило механическое перемешивание, применяемое в качестве основного или сопутствующего процессов. Перемешивание является основным процессом при производстве колбасных изделий, фаршевых консервов и полуфабрикатов; при производстве соленых и копченых мясных продуктов, пищевых и технических жиров, клея, желатина, органопрепаратов, переработке крови - этот процесс выполняет роль сопутствующего [3].

Устройство для замешивания выступает в качестве рабочего элемента мешалок. Особенности конструкции таких элементов обусловлены спецификой получаемого продукта и спецификой сырья. Смешивающие устройства вертикального типа используются в вертикальных емкостях. Они имеют вид вращающихся смесительных валов, которые отличаются самыми разными по своей форме и месту расположения лопастями

Необходимый технологический эффект операции перемешивания мясного сырья, в первую очередь, зависит от конструктив- ных особенностей и типа фаршемешалок. В зависимости от расположения рабочих органов в резервуаре они делятся на вертикальные и горизонтальные.

Фаршемешалки могут быть с открытым и герметичным резервуарами. В зависимости от способа выгрузки фаршемешалки делятся на машины с поворотным, опрокидывающимся и неподвижно закрепленным резервуарами.

На современных мясоперерабатывающих предприятиях в цехах по производству мясных продуктов для смешивания ингредиентов часто используются лопастные смесители фарша, состоящие из резервуара – дежи, где происходит операция перемешивания, рабочего органа – перемешивающего устройства, а также привода, обеспечивающего вращение рабочего органа.

Недостатками данной машины являются:

• -    неравномерное смешивание ингредиентов по всей его массе из-за постоянного режима перемешивания во времени, т.е. остаются зоны неперемешанного фарша, что в конечном итоге снижает качество продукции и производительность машины, а также цеха.

• -    чрезмерный нагрев фарша в процессе смешивания ингредиентов приводит к денатурации белков, что обусловливает снижение их водосвязывающей способности. Например, густой фарш быстрее нагревается в результате не нарастающего механического воздействия рабочих органов в ходе смешивания;

• -    не позволяет использовать рассматриваемую фаршемешалку для различных типов пищевых продуктов, включая овощи, рыбу и др.

В связи с вышеизложенным, предлагается изменять режим перемешивания во время работы лопастной фаршемешалки с помощью клиноремённого вариатора с гидравлическим управлением.

Вязкость перемешиваемого продукта контролируется датчиками вязкости, расположенными на месильном органе. Датчики в свою очередь дают импульс на бортовой компьютер, который обрабатывает их результаты, и на основе проработан- ных, вложенных программ и алгоритмов дает сигнал на исполнительный механизм-цепочку – электрогидравлический распределитель и гидроцилиндр на вариаторном узле привода месильного органа. Скорость ведущего шкива увеличивается или уменьшается, в зависимости от показания датчиков вязкости.

Датчик вязкости предназначен для обеспечения возможности проведения выборочных или постоянных измерений вязкости и температуры. Датчик работает с применением полупроводниковой технологии и не имеет подвижных деталей. Он не подвержен влиянию ни вибраций, ни скорости движения жидкости, не требует калибровки в месте установки. Так как он не имеет подвижных деталей и герметизирован, он может полностью погружаться в любую жидкость.

Принцип действия клиноременного вариатора с дистанционным управлением основан на синхронном изменении рабочих диаметров ведущего и ведомого шкивов в процессе их вращения при помощи гидроцилиндра.

Подвижные диски установлены с противоположенных сторон, чтобы при изменении из положения плоскость движения ремня оставалась перпендикулярной осям вращения шкивов.

Предлагаемый вариаторный узел состоит из двух осей и расположенных на них парных раздвижных конусных шкивов. На оси ведомого шкива расположен исполнительный механизм – гидроцилиндр, а основными элементами вариатора являются ведущий и ведомый шкивы, а также бесконечный клиновой ремень. Каждый из шкивов состоит из пары раздвижных конусов. Когда ведомую пару раздвигает гидроцилиндр, другая сдвигается. При этом ремень так перемещается в конусах, что рабочий радиус одной пары уменьшается, а другой - увеличивается. За счет этого изменяется передаточное отношение вариатора и осуществляется регулирование частоты вращения при неизменной частоте вращения ведущего шкива.

Модернизированная лопастная фаршемешалка с бесступенчатой системой изменения интенсивности перемешивания ма- териала в зависимости от вязкости сырья позволяет повысить производительность путем равномерного смешивания сырья, будь то мясной продукт или какой-либо другой. Предложенная модернизация смесителя может быть легко реализована в пищевой промышленности.