Рабочий орган для очистки и измельчения пищевого сырья
Рабочий орган включает оболочку в виде усеченного конуса и размещенные на ее поверхности полосы абразива. Полосы абразива с абразивным зерном переменного размера установлены вдоль образующей конуса. Оси симметрии абразивных полос составляют с осью конуса один и тот же угол 
, определяемый соотношением: =2
(D-d)/[4h 2+(D-d)2]1/2, где D - больший диаметр усеченного конуса; d - меньший диаметр усеченного конуса; h - высота усеченного конуса. Расширяются возможности использования устройства и снижаются не производительные отходы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области пищевых производств и может быть использовано в машинах для очистки и измельчения картофеля, овощей, рыбы и другого пищевого сырья.
Известны устройства для очистки и измельчения картофеля и овощей, включающие размещенный в корпусе на оси цилиндрический или конический рабочий орган с абразивной поверхностью [1].
Рабочие органы таких устройств имеют недостаточную долговечность, теряя при контакте с обрабатываемым сырьем свои эксплуатационные свойства, и чрезвычайно трудоемки при изготовлении и установке их в машину, а также при регулировании для нормальной работы.
Известны также рабочие органы для очистки и измельчения пищевых продуктов и способы их изготовления, включающие цилиндрический корпус формообразованный из плоской заготовки в виде ленты с абразивной поверхностью [2].
Такие рабочие органы обладают несколько более высокой долговечностью за счет более равномерного распределения нагрузок по всей терочной поверхности, но требуют повышенной точности при сборке для совмещения торцов витков спирали на всей длине ленты-полуфабриката. Кроме того, одновременное включение в работу всех участков терочной поверхности способствует быстрому ее "засаливанию" и, как следствие, снижению ее эксплуатационных характеристик.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является рабочий орган устройства для очистки и измельчения пищевых продуктов и способ его изготовления, включающий цилиндрический корпус формообразованный из плоской заготовки в виде ленты, причем нанесение абразивных полос производилось заращиванием никелевой связкой абразивного зерна или электрокорунда белого 24А16 с размером зерна 160 мкм, или зерна карбида кремния 63С50 с размером зерна 500 мкм [3].
Описанный рабочий орган и способ его изготовления позволяют несколько увеличить возможности сохранения необходимых эксплуатационных свойств терочного покрытия за счет его дискретности и уменьшить трудоемкость его изготовления путем предварительного нанесения абразивных полос на заготовку-ленту. Вместе с тем, используемое абразивное зерно одинакового размера обеспечивает одинаковое воздействие на очищаемый клубень и на начальной стадии, когда весь клубень покрыт кожурой, и на завершающей стадии, когда остается удалить только отдельные фрагменты. Уже очищенные участки клубня подвергаются столь же интенсивному воздействию абразивных зерен, что приводит к дополнительным непроизводительным отходам. Кроме того, рабочие органы цилиндрической формы имеют достаточно ограниченное применение, а другие по описанной технологии изготовить невозможно.
Целью предлагаемого изобретения является устранение существующих недостатков рабочего органа, а также расширение возможностей его использования и снижение непроизводительных отходов.
Для достижения поставленной цели в рабочем органе для очистки и измельчения пищевого сырья, включающем оболочку в виде усеченного конуса и размещенные на ее поверхности полосы абразива, вдоль образующей конуса, с абразивным зерном переменного размера, а оси симметрии абразивных полос составляют с осью конуса один и тот же угол , определяемый соотношением
=2(D-d)/[4h 2+(D-d)2]1/2,
где D - больший диаметр усеченного конуса;
d - меньший диаметр усеченного конуса;
h - высота усеченного конуса.
при этом, если полосы абразива размещены на внешней поверхности конуса, то размер зерна увеличивается по направлению к его большему диаметру от 160 мкм до 800 мкм, а если полосы абразива размещены на внутренней поверхности конуса, то размер зерна уменьшается по направлению к его большему диаметру от 1600 мкм до 250 мкм.
Технический эффект в предлагаемом изобретении достигается за счет того, что используемое абразивное зерно переменного размера обеспечивает разное воздействие на очищаемый клубень на начальной стадии, когда весь клубень покрыт кожурой, и на завершающей стадии, когда остается удалить только отдельные фрагменты. При использовании рабочего органа в составе машин типа КНА-600 усеченные конусы, соединенные малыми диаметрами, образуют рабочую зону, в которой клубни больших размеров, с кожурой, подвергаются воздействию более крупного зерна. Уже очищенные участки клубня, с уменьшением его размера, не подвергаются столь же интенсивному воздействию абразивных зерен, что приводит к снижению непроизводительных отходов.
При измельчении пищевого сырья увеличивают время пребывания его в машине, что приводит за счет надавливания на него вышележащими слоями к его полному истиранию. В машинах типа МОК клубни за счет центростремительной силы поднимаются по внутренней поверхности усеченного конуса вверх и по мере очистки подвергаются более щадящему воздействию зерна мелких фракций. Таким образом, рабочие органы конической формы с углом наклона абразивных полос к оси имеют более широкое применение, причем предварительное нанесение абразивного зерна, раскрой и формообразование на конической поверхности уменьшает трудоемкость их изготовления.
На фиг.1 изображен рабочий орган для очистки и измельчения пищевого сырья в составе непрерывной очистительной машины типа КНА-600; на фиг.2 - плоская заготовка для изготовления указанного рабочего органа; на фиг.3 - рабочий орган для очистки и измельчения пищевого сырья в составе периодической очистительной машины типа МОК.
Рабочий орган для очистки и измельчения пищевого сырья включает оболочку в виде усеченного конуса 1 и размещенные на ее поверхности полосы абразива 2.
Абразивное зерно, установленное вдоль образующей конуса 1, имеет переменный размер, а оси симметрии абразивных полос 2 составляют с осью конуса один и тот же угол , определяемый соотношением
=2(D-d)/[4h 2+(D-d)2]1/2,
где D - больший диаметр усеченного конуса;
d - меньший диаметр усеченного конуса;
h - высота усеченного конуса,
при этом, если полосы абразива размещены на внешней поверхности конуса, то размер зерна увеличивается по направлению к его большему диаметру от 160 мкм до 800 мкм, а если полосы абразива размещены на внутренней поверхности конуса, то размер зерна уменьшается по направлению к его большему диаметру от 1600 мкм до 250 мкм.
Работает предлагаемый рабочий орган для очистки и измельчения пищевого сырья следующим образом.
В том случае, когда рабочий орган выполнен в виде усеченного конуса 1, а полосы абразива 2 размещены на внешней поверхности конуса и размер зерна увеличивается по направлению к его большему диаметру, он работает в очистительной машине типа КНА-600. При этом в начале процесса очистки при больших размерах клубня, полностью покрытого кожурой, задействованы крупные абразивные зерна размером до 800 мкм и процесс очистки идет наиболее интенсивно. По мере удаления кожуры размер клубня уменьшается и в работу вступают зерна все более мелких фракций размером до 160 мкм, которые обеспечивают более "щадящий" режим очистки и не столь интенсивное и глубокое удаление поверхностного слоя. Поскольку кожура к этому моменту уже частично счищена, это обеспечивает минимальное количество отходов.
Если рабочий орган выполнен в виде усеченного конуса 1 с абразивными полосами 2, которые размещены на внутренней поверхности, то его целесообразно использовать в очистительной машине типа МОК. В этом случае неочищенные клубни находятся в нижней части усеченного конуса и должны подвергаться наиболее интенсивной очистке, кроме того, кинематика движения клубня в таких машинах предусматривает их перемещение вверх по наклонной поверхности. В традиционных конструкциях машин МОК-125, МОК-250 и других стимулирование такого движения осуществляется специальными выступами на днище машины. Предлагаемый рабочий орган за счет размещения абразивных зерен размером до 1600 мкм стимулирует такой процесс без дополнительных приспособлений, упрощая конструкцию машины. По мере подъема клубня по конусной поверхности и его очистке он подвергается более "щадящему" абразивному воздействию. В отличие от машин типа КНА- 600, в то же время, это воздействие должно быть более энергичным, например зерном размером до 250 мкм, поскольку в контакте с рабочей поверхностью клубни находятся более короткое время.
При изготовлении рабочего органа для очистки и измельчения пищевого сырья предварительно наносят абразивные полосы, например методом гальваностегии с использованием никелевой связки и зерна электрокорунда белого марок 24А16-24А160, на плоскую круговую заготовку, раскраивают ее на два полукруга и формообразуют рабочий орган по шаблону усеченного конуса. При этом по мере приближения абразивных полос к большей окружности круговой заготовки наносят зерно все более крупных фракций, а формообразуют ее на внешней поверхности конуса или по мере приближения абразивных полос к большей окружности круговой заготовки, наносят зерно все более мелких фракций, а формообразуют ее на внутренней поверхности конуса.
Испытания рабочих органов предлагаемой конструкции свидетельствуют о том, что они могут успешно эксплуатироваться как в машинах типа КНА-600, так и в машинах типа МОК. При этом существенно на 5-7%, уменьшается количество отходов и снижается трудоемкость изготовления и монтажа их в машине.
Источники информации
[1] А.с. №1412710 (СССР). Рабочий орган картофелеочистительной машины/Опубл. БИ №28, 1988.
[2] Патент Франции №572108, A 23 N 7/00, 1924.
[3] Патент РФ №2062588. Рабочий орган устройства для очистки и измельчения пищевых продуктов/ Опубл. БИ №18, 1996.
Формула изобретения
1. Рабочий орган для очистки и измельчения пищевого сырья, включающий оболочку в виде усеченного конуса и размещенные на ее поверхности полосы абразива, отличающийся тем, что вдоль образующей конуса установлены полосы абразива с абразивным зерном переменного размера, а оси симметрии абразивных полос составляют с осью конуса один и тот же угол , определяемый соотношением
=2(D-d)/[4h 2+(D-d)2]1/2,
где D - больший диаметр усеченного конуса;
d - меньший диаметр усеченного конуса;
h - высота усеченного конуса.
2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что полосы абразива размещены на внешней поверхности конуса, а размер зерна увеличивается по направлению к его большему диаметру от 160 до 800 мкм.
3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что полосы абразива размещены на внутренней поверхности конуса, а размер зерна уменьшается по направлению к его большему диаметру от 1600 до 250 мкм.
РИСУНКИ
