Об измельчителях

Специалистами ОАО СПКБ «УралМясоМаш»  более  20-ти  лет  разрабатываются и изготавливаются машины для тонкого измельчения и гомогенизации вязких и пастообразных продуктов.  Данная  статья  ставит  своей  целью обобщить накопленный опыт раз работки и производства подобных машин, а также рекомендовать к приме нению  наиболее  перспективные  образцы.
Работы по созданию первых моделей   измельчителей  были  начаты  в СПКБ  «УралМясоМаш»  в  конце  70 х годов XX века. Толчком к созданию первых измельчителей послужила дороговизна и несовершенство применяемых в то время куттеров и эмульсита торов   фарша.
Основой  конструкции  эмульсита торов являлась круглой формы сетка диаметром до 300 мм с отверстиями, как правило, от 1,2 мм до 3 мм и быстро вращающиеся с трением о сетку трехперые  ножи  с  твердосплавными вставками.  Недостатки  такой  конструкции были очевидны: это большой нагрев фарша (из за трения ножей) и низкая  стойкость  сеток  (из за  их  из носа). Основные недостатки эмульситаторов удалось устранить уже в первых конструкциях измельчителей. Режущий  инструмент  измельчителей представлял из себя набор подвижных (3 шт.) и неподвижных (3 шт.) ножей и расположенных  между  ними  колец, подвижных и неподвижных (также по 3 шт.)  причем  кольца  толще  ножей  на величину «p», а зазор между подвиж ными и неподвижными ножами «p/2 ». Одной  из  первых  серийно  выпускаемых   машин   был   измельчитель марки Я3 – ФВТ, схема которого пред ставлена на рис.1

 

 

1–  Бункер для фарша

2–  Корпус с режущим инструментом

3– Труба для выгрузки измельченного фарша

4–  Подшипниковый узел с уплотнением

5–  Решенная передача со шкивами

6–  Эл. двигатель

7–  Защитный кожух

8–  Регулируемые опоры

 

Выпуск  этих измельчителей показал, что по сравнению с эмульситаторами, сделан шаг вперед по качеству измельчения фарша, и уменьшен нагрев фарша при измельчении ( у   Я3 – ФВТ нагрев фарша составлял 5…8°С; у эмульситаторов 6…8°С). Однако у данной конструкции очень скоро выявились существенные эксплуатационные недостатки:

1. При больших передаваемых мощностях (55 кВт) и значительных оборотах (около 3000 об/мин), шкифы требовали обязательной динамической
балансировки;

2. Конструкция подшипникового узла оказалась недостаточно надежной;

3. Узел уплотнения вала между корпусом и подшипниковым узлом быстро выходил из строя.
Учитывая недостатки конструкции измельчителя Я3 – ФВТ, а также с целью дальнейшего улучшения качества измельчения, была разработана следующая модель – марки Я3 – ФИБ, которая выпускалась в ОАО СПКБ «УралМясоМаш» в течение почти 8 лет и показала неплохие результаты по степени измельчения фарша и его нагреву (в пределах 3…6°С). Схематично измельчитель марки Я3 – ФИБ изображен на рис.2

 

.

1-Бункер для фарша

2-Корпус с режущим инструментом и уплотнением

3-Поворотная труба для выгрузки измельченного фарша

4-Электродвигатель (N - 55 кВт; n – 3000 об/мин);

5-Пульт управления;

6-Защитный кожух;

7-Регулируемые опоры.

Аналогичную конструкцию (только уменьшенную) имел и, разработанный позднее измельчитель марки Я3 – ФИД. Технические характеристики измельчителей были следующие:

Марка

Установл. мощ.

Производ.

Степень нагрева

Я3 – ФИБ

55,0 кВт

5 т/час

3-6°С

Я3 – ФИД

30,0 кВт

2 т/час

4-7°С

Измельчители за период их производства подвергались незначительной модернизации (модели Я3 – ФИ2 – Б и Я3 – ФИ2 – Д).
Многолетняя эксплуатация измельчителей выявила следующие конструктивные недостатки:

  1. Узел уплотнения (хлопчатобумажная сальниковая набивка) требовал  постоянного обслуживания: в противном случае фарш проникал в передний подшипниковый узел эл. двигателя выводя его из строя;
  2. Рама измельчителей изготавливалась из черных сталей и требовала периодической окраски;
  3. Эл. шкаф измельчителей изготавливался отдельно, что требовало дополнительно места и увеличивалась трудоемкость электромонтажа;
  4. Перестановка измельчителей требовала применения погрузочных устройств.

На основании опыта многолетней эксплуатации, учитывая недостатки предыдущих конструкций, а также современные требования к качеству измельчения фарша и готовых колбасных изделий, специалистами ОАО СПКБ «УралМясоМаш» был разработан параметрический ряд измельчителей фарша, позволяющий использовать их при любой мощности колбасных цехов. Основные данные о выпускающихся сегодня измельчителях сведены в следующую таблицу:

Марка

Установленная
мощность эл. двиг.

Производи-
тельность

Степень
нагрева

Примечание

Лидер-1

18,5 кВт

0,5…1 т/час

3…5°С

 

Лидер-3

30,0 кВт

2…3 т/час

1,5…4°С

 

Лидер-5

45,0 кВт

4…5 т/час

1,5…3°С

 

Лидер-6

75,0 кВт

5…7 т/час

1,5…3°С

Говядина допускается
после волчка с отв. в сетке до 5 мм

 

          Все модели измельчителей выполнены полностью из нержавеющих сталей, снабжены колесиками (для внутрицехового перемещения), имеют узлы уплотнения охлаждаемые и смазываемые водой, имеют встроенные шкафы управления оборудованные кроме пусковой аппаратуры электронными приборами, показывающими температуру фарша в бункере, температуру фарша в разгрузочной трубе и разницу температур (степень нагрева фарша) в десятых долях градуса «С». Все модели измельчителей снабжены устройством, позволяющим без остановки машины изменять степень измельчения, а также нагрев фарша и производительность. Кроме того, любая из моделей измельчителей может быть оборудована (по просьбе заказчиков) устройством, позволяющим изменять скорость вращения подвижных ножей (до 4,5 тыс. об/мин.), что позволяет еще более улучшить степень измельчения фарша (т.к. качество измельчения фарша прямопропорционально линейной скорости резания) и достичь эффекта «японской сабли», т.е. разрезания во взвешенном состоянии мельчайших частичек фарша. Все  выпускающиеся модели измельчителей позволяют наращивать трубу для выгрузки измельченного фарша (например в бункер шприца) на длину и в высоту до 2-х  метров. Качество внешней отделки измельчителей в настоящее время не уступает лучшим мировым образцам, а использование материалов лучших мировых производителей (стали “Thyssen und Krupp”, электрооборудование “Siemens” и т.п.) говорит о долговечности работы машин ( хотя и первые Я3 – ФИБ и Я3 – ФИД работают до сих пор). Кроме того СПКБ" УралМясоМаш» обязуется поставлять режущий инструмент и проводить кап. ремонты измельчителей за весь период эксплуатации.

Режущий инструмент всех измельчителей изготавливается из высококачественных марок сталей (типа 95Х18) с последующей их закалкой и шлифовкой. Пазы между зубьями неподвижных ножей уменьшаются, а количество зубьев увеличивается по ходу движения фарша, что способствует более тонкому измельчению продукта. Все модели снабжены подвижным  подающим ножом, устанавливаемым первым (по ходу движения фарша), кроме того в комплект поставки входит дополнительный неподвижный нож с особо узкими пазами, который рекомендуется устанавливать последним при переработке особо жидких фаршей (напр. сосисочных). Все модели измельчителей, кроме основного комплекта режущего инструмента, установленного в машине, поставляются с запасным комплектом. Стойкость режущего инструмента между переточками определяется определяется разработчиком в 500 тонн переработанного фарша. Конструкция режущего инструмента позволяет производить до 5-ти  переточек, причем для переточки ножей и колец используется обычный плоскошлифовальный станок любой модели.
Учитывая вышесказанное приведем несколько сравнений с лучшими моделями измельчителей (микрокуттеров) ведущих мировых производителей.
Более других на мировом рынке измельчителей мяса известна фирма “Stefan”. Модели измельчителей этой фирмы составляют параметрический ряд и могут обеспечить любую требуемую производительность. Комплект режущего инструмента измельчителей представляет из себя набор (2 пары) чашечных зубчатых ножей. Качество измельчения у измельчителей фирмы “Stefan” несколько хуже, чем у аналогов  СПКБ «УралМясоМаш», так как у измельчителей СПКБ «УралМясоМаш» количество пар ножей доходит до 4х. Кроме того стоимость комплекта режущего инструмента измельчителей фирмы “Stefan” составляет около $2000 в отличии от $500  у измельчителей СПКБ «УралМясоМаш». Соответственно и цена самих измельчителей отличается в несколько раз. Аналогичные измельчителям фирмы “Stefan” машины двух моделей (М – 1200 и М – 4000) выпускаются в Словакии. Соответственно и отличия у них те же, что и у измельчителей фирмы “Stefan”.
Особенно хочется остановиться на измельчителях фирмы “Seydelmann”. Эта фирма известна тем, что выпускает одни из лучших в мире куттеры. Однако эта фирма с недавнего времени начала выпускать и измельчители мяса.

Для выработки колбасных изделий 1 и 2 сорта достаточно однократного измельчения предварительно составленного фарша, для выработки колбасных изделий высших сортов специалисты СПКБ «УралМясоМаше» рекомендуют двойное измельчение. При использовании современных измельчителей нагрев фарша после каждой стадии измельчения не должен превышать 3°С, таким образом общий нагрев фарша (даже при выработке колбасных изделий высших сортов) не превышает 6°С. Исходя из практики применения измельчителей общая t0 фарша, подаваемого на шприцевание, может достигать +18°С, и это не отражается на ухудшении качества готовой продукции (в отличии от куттеров, где нагрев фарша выше 12°С недопустим, так как это приводит к отекам при термической обработке).

Из практики использования видны преимущества применения измельчителей перед куттерами:

  1. Меньшая занимаемая площадь;
  2. Меньшая энергоемкость;
  3. Более высокий уровень механизации производства;
  4. Намного более низкие капитальные затраты на приобретение оборудования;
  5. Более высокая степень измельчения фарша, так как несмотря на более высокие линейные скорости ножей у куттеров, количество режущих пар ножей у измельчителей на порядок больше (у куттеров до 12, а у измельчителей до 150).

 

Теперь несколько слов о применении измельчителей в других отраслях и для переработки другого вида сырья.
Конструкция измельчителей оказалась настолько устойчивой, что без больших изменений (только несколько видоизменяя ножи) были разработаны и выпускаются следующие машины:
- Гомогенизатор плавленых сыров;
- Гомогенизатор соков с мякотью и овощных пюре;
- Гомогенизатор майонеза;
- Измельчитель и гомогенизатор мясных паштетов и кремов;
- Протирка творога;
- Гомогенизатор зубных паст и тональных кремов;
- Как узел измельчения в плавитель жира;
- Измельчитель сыра;
- Измельчитель чайного листа;
- Гомогенизатор для фруктового повидла;
и другие машины.

В заключение остается добавить, что конструкции измельчителей защищены многими авторскими свидетельствами и патентами.

Главный конструктор
ОАО СПКБ «УралМясоМаш»                                                 В.А. Кудлаев