Совершенствование технологии продукции из мяса птицы

R_n=(1,272)ⁿ • Ro, n-1,2.3...,               (1)

где n - порядковый номер условного кольца, Ro - радиус центрального     посадочного отверстия,

R_n - наружный радиус условного кольца,

круглые отверстия перфорации расположены на центральных радиусах условных колец и их количество в каждом ряду определяется по формуле

             Z_n+1=[(1,618) • Z_n], n-1.2,3              (2)

где Z_n - квадратные скобки обозначают целую часть числа, количество круглых отверстий перфорации на n-ом условном кольце, при этом наружный радиус диска решетки равен наружному радиусу последнего, считая от оси        диска, условного кольца.

Кроме того, круглые отверстия перфорации в смежных условных кольцах расположены в шахматном порядке.

Условное  разделение рабочей поверхности диска решетки на концентрические кольца, определение их радиусов по формуле (1), размещение круглых                отверстий перфорации на центральных радиусах условных колец, определение количества круглых отверстий з каждом ряду условного кольца по формуле (2) при равенстве наружного радиуса диска решетки наружному радиусу               последнего, считая от оси диска, условного кольца, позволяют получить         одинаковую пропускную способность каждого условного кольца по всей           площади рабочей поверхности, что. стабилизирует движение рабочего тела через решетку и повышает тем самым производительность и качество измельчения, а следовательно, эффективность работы устройства.

Если R_n=(1.272)^n.R₀ при соблюдении всех остальных отличительных                признаков, то в этом случае пропускная способность условных колец будет     разная по всей площади рабочей поверхности диска, что дестабилизирует           движение рабочего тепа через решетку, создает дополнительное его                      перемещение в радиальном направлении, сжатие, мятие, вытекание сока и как следствие, уменьшение производительности и ухудшение качества измельчения, а следовательно, и снижение эффективности работы устройства.

Если  круглые отверстия перфорации расположены  не на центральных           радиусах условных колец при соблюдении всех остальных отличительных       признаков, то нарушится равномерное распределение массы продукта на            единицу площади рабочей поверхности условного кольца и, как следствие,      снижение эффективности работы устройства.

Если  Z_n+1 =(1.618) . Z_n при соблюдении всех остальных отличительных        признаков, то в этом случае пропускная способность условных колец будет         неодинаковая по всей площади рабочей поверхности диска, что также              отрицательно скажется на эффективность работы устройства.

Если  наружный радиус диска решетки не равен наружному радиусу              последнего, считая от оси диска, условного кольца, при соблюдении всех          остальных отличительных признаков, то в этом случае пропускная способность последнего условного кольца будет отличаться от остальной площади рабочей поверхности, что также приведет к снижению эффективности работы                    устройства.

Таким образом, только соблюдение всех отличительных  признаков позволяет стабилизировать  движение мясо -костного сырья через решетку и повысить тем самым, эффективность работы устройства.

Выбор количества круглых отверстий в  первом от оси диска условном кольце в соответствии с рядом чисел Фибоначчи облегчает методику расчета                 параметров перфорации и унификацию решеток.

Принимать Z₁<5 нецелесообразно по технологическим соображениям, тем        более, что принцип золотой пропорции начинает реализоваться достаточно         точно о уравнении (2) с пятого числа ряда Фибоначчи, т.е. с числа 5.

Расположение  круглых отверстий перфорации в смежных условных кольцах в шахматном порядке позволяет наиболее полно и равномерно использовать           площадь рабочей поверхности диска решетки.

На  чертеже показана решетка к измельчителю мясо- костного сырья, вид со стороны движения продукта.

Решетка к измельчителю мясо -костного сырья выполнена в виде диска 1         постоянной толщины с плоской рабочей перфорированной поверхностью, с     центральным посадочным отверстием 2 и круглыми отверстиями 3.                   расположенными рядами по концентрическим окружностям. Рабочая              поверхность диска 1 решетки условно разбита на концентрические кольца 4, на центральных радиусах R_n'' которых расположены круглые отверстия 3.

На  торцевой поверхности диска 1 выполнен шпоночный паз 5.

   Наружный радиус R_n диска 1 равен наружному радиусу последнего, считая от оси диска 1, условного кольца 3.

Радиусы концентрических условных колец 3 определяются по формуле

R_n=(1,272)ⁿ • R₀, n=1,2,3.., где n- порядковый номер условного кольца,

           Ro - радиус центрального посадочного отверстия 2.

          R_n - наружный радиус п-го условного кольца.

Количество  отверстий 3 в каждом ряду определяется по формуле

Z_n+1=[ (1,618) • Zn], n=1,2,3.., где квадратные скобки обозначают целую часть числа,

     Z_n - количество круглых отверстий перфорации на п-ом условном кольце.

Количество  круглых отверстий перфорации в  первом, считая от оси диска 1, условно кольце равно одному из чисел ряда Фибоначчи, начиная с числа 5 или 8, или 13,или 21, или 34 и т.д.

Круглые отверстия 3 перфорации в смежных условных кольцах расположены а шахматном порядке.

do - диаметр круглых отверстий 3. Шпоночным пазом 5 решетка фиксируется в корпусе мясорубки.

Выполнение  условия R_n=(1.272)ⁿ•R_n обеспечивает пропорциональное                увеличение площади рабочей поверхности диска 1 решетки по мере увеличения радиуса расположения круглых отверстий 3. Выполнение условия, при котором

Z_n+1=[(1,610)•Zn] обеспечивает пропорциональное увеличение живого          сечения рабочей поверхности диска 1 по мере увеличения радиуса расположения круглых отверстий 3 на центральных радиусах R_n^ц условных колец 4.

Совмещение  наружного радиуса диска 1 с наружным радиусом последнего, считая от оси диска 1, условным кольцом 4 позволяет исключить нежелательный избыток или недостаток площади рабочей поверхности на периферийной части диска 1.

Расположение круглых отверстий 3 на центральных радиусах R_n^ц каждого         условного кольца 3 создает идентичные условия для прохождения продукта по всей площади рабочей поверхности диска 1 решетки, для его дополнительной стабилизации.

Шахматное расположение круглых  отверстий 3 в смежных условных кольцах 4 позволяет наиболее полно и равномерно использовать площадь рабочей             поверхности диска 1 решетки.

Таким образом, в результате соблюдения всех отличительных признаков         имеет место одинаковое значение пропускной способности решетки и              одновременное выравнивание давления мясо -костного сырья по всей площади рабочей поверхности диска. А это гарантирует более качественное измельчение сырья, снижение при этом потерь клеточного сока, уменьшение смятия волокон и усилий резания, увеличение производительности, и следовательно, повышение эффективности работы устройства.

Для подтверждения вышеизложенного  приведем конкретные примеры, при этом будем исходить из того, что в серийно выпускаемых решетках количество круглых отверстий изменяется от 9 до 800 и более, диаметров этих отверстий

может находиться в пределах от 3 до 30 мм, наружный диаметр диска  решеток может изменяться от 60 до 300 мм, а диаметр посадочного центрального           отверстия может изменяться от 20 до 50 мм.

Пример 1. Начальные условия:

D₀ - диаметр центрального посадочного отверстия; D_o=50 мм (R₀=25 мм)

do - диаметр круглых отверстий, d₀=4 мм,

Z₁ - количество отверстий в первом от оси диска условном кольце, Z₁=20.

Рабочую поверхность диска решетки условно делим на три кольца, т.е. n=3. Наружный диаметр диска решетки равен наружному диаметру последнего   кольца, т.е. D_H=D3 или R_e=R₃.

1. Определяем наружные радиусы условных колец.

R₁=(1.272) • R₀=1,272 • 25.0=31,80 мм

R₂=(1. 272)² • R_o=40,45 мм

R₃=(1,272)³ • R₀=51,45 мм

R_H=R₃=51,45 мм

2. Определяем количество отверстий, расположенных рядами на            центральных радиусах условных колец.

Z₁=20; Z₂=[(1,618) • Z₁]=25

Zз=(1,618 •Z₂)=32

3.Определяем пропускную  способность каждого условного кольца

 

 

 

Из расчета следует, что К₁=К₂=К₃, т.е. пропускная способность всех               условных колец одинаковая, так как увеличение площади живого сечения       пропорционально увеличению общей площади рабочей поверхности диска       решетки по мере увеличения радиуса расположения круглых отверстий.

Отсюда следует, что и скорости движения отдельных слоев через  решетку    одинаковые. Следовательно  движение потока сырья стабилизируется  по всей площади решетки и как  следствие имеет место увеличения производительности и улучшение  качества измельчения. Таким образом, эффективность работы такого устройства в целом повышается.

Предлагаемая решетка  применяется о мясорубках и волчках для мелкого или среднего измельчения сырья в комплекте режущего инструмента, состоящего  например, из набора двух вращающихся ножей и двух ножевых решеток с разными диаметрами круглых отверстий и разным их количеством.

Технико-экономический эффект проявляется в повышении производительности, улучшении качества измельчения и унификации.

     Решетка к измельчению мясо – костного сырья, выполненная в виде диска   постоянной величины с плоской рабочей перфорированной поверхностью, с    центральным посадочным отверстием и с круглыми отверстиями перфорации, расположенными рядами  по  концентрическим окружностям,  отличающаяся тем, что рабочая поверхность диска условно разделена на концентрические кольца, радиусы которых R_n =1.272ⁿ • R_o.

где n - порядковый номер условного кольца;

Ro - радиус центрального посадочного отверстия;

R_n - наружный радиус n-го условного кольца, круглые отверстия перфорации расположены на центральных радиусах условных колец и их количество в     каждом ряду определяется по формуле

Z_n+1=[1,618Z_n],

где квадратные скобки обозначают целую часть числа;

Z_n - количество круглых отверстий перфорации на n-ом условном кольце.

   при этом наружный радиус диска решетки равен наружному радиусу             последнего, считая от оси диска условного кольца.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

4.1 Технологический расчёт

Производительность  шнека определяется по формуле  [1,с.227]:

П=0,758(D²-d²_р)(Н-d)jnkr,

где D – наружный диаметр шнека, м ;

d_р – диаметр вала шнека, м;

Н – шаг витков шнека, м;

d - толщина витка шнека, м;

n – частота вращения шнека, об/с;

k – коэффициент осевой подачи продукта;

r - плотность продукта, кг/м³.

Согласно  рекомендациям [1,с.226]принимаем:

• диаметр хвостовика винта d = 0,48781D;
• шаг витков шнека Н = 0,824D;
• толщина витка шнека d = 0,01 м.

 Согласно рекомендациям [1, с.228] принимаем:

• коэффициент подачи k = 0,4;
• коэффициент заполнения j = 0,8;

          - плотность  продукта r = 1100 кг/м³.

Расчётный диаметр:

d_p = 0,5(D+d),

где d – диаметр хвостовика винта, м.

Измельчитель

D=0,215 м;

d=0,48781D= м;

м;

 

.

Тогда:

.

Обвалочная  машина

D=0,135 м;

d=0,48781D= м;

м;

 

.

Тогда:

.

Определим силы, действующие на шнек:

В соответствии с принятыми на рисунке 4.1. обозначениями:

р_max – максимально нормальное давление на винтовую поверхность,                действующее в последнем витке шнека;

р_N – нормальное давление на винтовую поверхность шнека, распределение          которого по длине шнека с небольшим приближением можно принять                   изменяющимся по линейному закону;

р_х – осевое давление;

р_r – окружное давление;

р_у – составляющая нормального давления по оси У;

р_z – составляющая нормального давления по оси Z.

Распределенные  нагрузки шнека по зависимости  [1, с.229]:

;

_;

;

;

;