Линия для приготовления фарша Советский патент 1993 года по МПК A22C5/00 

Изобретение относится к мясной промышленности и предназначено для приготовления фарша, преимущественно при производстве пюреобрззных мясных и паштетных консервов для детского питания, а также при производстве вареных колбас.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является линия для приготовления фарша, которая состоит из питателя, весового бункера с силоизмерительным тензорезистор- ным датчиком для взвешивания мясного сырья, фаршемешалки, устройств приготовления и дозирования жидких компонентов, подсоединенных посредством трубопроводов к фаршемешалке, и измельчителя.

Силоизмерительный тензорезисторный датчик, на котором подвешен весовой бункер, подключен ко вторичному прибору, контролирующему массу мясного сырья .в весовом бункере. Система дозирования

сырья содержит задатчики доз, блок соотношения входного и задающего сигналов. Входной сигнал снимается с реохорда вторичного прибора, поэтому величина данного сигнала пропорциональна массе сырья в :весовом бункере.

Недостатки прототипа следующие: ограниченная область использования линии для приготовления фарша преимущественно при производстве вареных колбас без использования аппаратов для деаэрации и пастеризации, необходимых при производстве пюреобразных мясных и паштетных консервов для детского питания;

сложность выполнения блока выбора вида сырья и некоторая избыточность с использованием третьего (III) компонента, например, при выработке колбасного фарша, состоящего из трех компонентов сырья для столичной вареной колбасы, причем в приемный бункер питателя 1 подается компо ч

чО

ю ю ч о

со

нент I (говядина высшего сорта), питателя 2 - компонент И (свинина нежирная) и питателя 3 - компонент III (свинина жирная), однако столичная вареная колбаса - это, по существу, единственный рецепт из всех наименований колбас, который содержит три компоненту мясного сырья, причем в любом из семи вариантов выбора сырья дозирова- ние компонентов мясного сырья осуществляется с промежуточн.ой разгрузкой отвешенных 4tf3 и 1ftpW faYoM принципе работы .оборудования продолжительность циклов дозйрования и перемешивания увеличивается, а измельчитель, как машина непрерывного действия, работает периодически с высокой производительностью, при этом имеют место большие пусковые токи и инерционность при останове измельчителя;

отсутствие пневматических клапанов подачи жидких компонентов насосами-дозаторами с плавной регулировкой доз не позволяет комплексно механизировать и автоматизировать процессы дозйрования и перемешивания компонентов фарша;

без оснащения линии деаэратором с водокОЛьцёвым вакуумным насосом Для удаления газовой фазы из фарша и без элементов автоматизации вакуумной системы невозможно предупредить нежелательные окислительные процессы в продуктах детского питания при пастеризации,стерилизации и хранении;

при производстве продуктов детского питания на мясной основе в линии не предусмотрен кратковременный подогрев продукта в теплообменном аппарате, с очищаемой поверхностью и с использованием системы автоматического управления, что не позволяет сократить продолжительность последующей стерилизации продукта в банке.

Таким образом, основным недостатком известной линии Для приготовления фарша по. авторскому свидетельству № 520963 является невысокая её производительность.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности линии для приготовления фарша.

Поставленная цель достигается тем, что линия снабжена дополнительным весовым бункером и фаршемешалкой аналогичного исполнения, стойкой П-обрйзнои формы для крепления весовых бункеров и питателя и трубопроводами/соедйняющими устройства для приготовления и дозйрования жидких компонентов с дополнительной фаршемешалкой, Питатель представляет собой шнековый распределитель с реверсивным вращением рабочего органа для поочередной подачи мясного сырья в весовые

бункеры. На всех трубопроводах установлены пневматические клапаны, служащие для поочередной подачи жидких компонентов в фаршемешалки. Фаршемешалки установлены с разворотом на 90° относительно другой и оснащены заслонками для выгрузки фарша, Выполненными приводными от пневмо- цилиндров .и обращенными навстречу измельчителю.

0 Линия снабжена примыкающим посредством трубопроводов к измельчителю деаэратором с водокольцевым вакуумным насосом, оснащенным электродвигателем, и роторным насосом. Рабочий орган ротор5 його насоса образован двумя трехзубчаты- ми роторами, при этом деаэратор оснащен датчиками емкостного типа нижнего и верхнего уровней и верхнего аварийного уровня фарша. На вакуумной линии установлен

0 электроконтактный вакууметр, подключенный к лампам сигнализации нормы или отсутствия вакуума, причем на входе воды в водокольцевой вакуумный насос установлен соленоидный вентиль, а на выходе воды

5 из этого насоса установлено реле протока воды. Соленоидный вентиль и реле протока воды сблокированы с электродвигателем водокольцевого вакуумного насоса.

Линия снабжена теплообменным аппа0 ратом, соединенным посредством трубопровода с деаэратором. Рабочий орган теплообменного аппарата состоит из цилиндрической камеры, снабженной паровой рубашкой, и ротора со скребками на его

5 наружной поверхности. На трубопроводе подачи фарша установлен электроконтактный манометр с мембранным разделителем. На подающем паропроводе в теплообменный аппарат установлен отсеч0 ной клапан, при этом последний сблокирован с электроконтактным манометром,

На фиг. 1 изображена предлагаемая линия; на фиг.2 - циклограмма работы оборудования приготовления фарша; на фиг.З 5 функциональная схема автоматизации процесса приготовления фарша; на фиг.4 - фун- кциональная схема автоматизации процесса тонкого измельчения и деаэрации фарша; на фиг.5 - реле протока воды; на

0 фиг.6 - общий вид деаэратора (фасад); на фиг.7 - общий вид деаэратора (вид слева); на фигб - рабочий орган водокольцевого вакуумного насоса деаэратора; на фиг,9 - рабочий орган роторного насоса деаэрато5 ра; на фиг. 10 - функциональная схема автоматизации процесса пастеризации; на фиг, 11 - поперечный разрез технологической ча;сти теплообменного аппарата.

Линия (фиг. 1) состоит из шнекового рас- пределитёля 1, имеющего реверсивное вращение, двух весовых бункеров (первый и второй весовые бункеры 2 и 3), подвешенных на силоизмерительных тензорезистор- ных датчиках (далее первый и второй тензодатчики 4 и 5) и снабженных пневмо- цилиндрами 6.и 7, пневматических клапанов воды (первый и второй клапаны 8 и 9 воды) и эмульсии (первый и второй клапаны 10 и 11 эмульсии), П-рбразной стойки 12, на которой размещены щнековый распределитель 1 и весовые бункеры 2 и 3, двух фаршемешалок (первая и вторая фаршемешалки 13 и 14), заслонки 15 и 16 которых открываются от пневмоцилиндров 17 и 18. устройства приготовления и дозирования воды, состоящего из бака 19 и насоса-дозатора 20, от которого вода по трубопроводу 21 поступает к клапанам 8 и 9, и устройства приготовления и дозирования эмульсии, включающего мешалку 22, в которую поступают сухие компоненты (например, крахмал и соевый изолят) из двух дозаторов 23 и 24. и доза воды из бака 25, бункер 26 для эмульсии, соединенный трубопроводом 27 с насосом-дозатором 28, от которого приготовленная эмульсия подается по трубопроводу 29 к клапанам, а также измельчителя 30, деаэратора 31 и теплообменного аппарата 32, причем измельчитель 30 соединен трубопроводом 33 с деаэратором 31, а последний соединен трубопроводом 34 с теп- лообменным аппаратом 32.

Представленная на фиг.2 циклограмма включает следующие операции:

подачу мясного сырья шнековым распределителем 1 в первый и второй весовые бункеры 2 и 3; :

выгрузку мясного сырья из первого и второго весовых бункеров 2 и 3 соответственно в первую и вторую фаршемешалки 13 и 14;

дозирование воды в первую и вторую фаршемешалки 13 и 14; .:V

дозирование эмульсии в первую и вторую фаршемешалки 13 и 14;

перемешивание мясного сырья и жидких компонентов первой и второй фаршемешалках 13 и 14;.

выгрузку приготовленной рецептурной массы из первой и второй фаршемешалок 13 и 14 в измельчитель 30.

На циклограмме (фиг.2) не приведена работа измельчителя 30, деаэратора 31 и теплообменного аппарата 32, поскольку операции тонкого измельчения, деаэрации и пастеризации осуществляются непрерывно.

На функциональной схеме автоматизации процесса приготовления фарша (фиг.З) изображены как приборы, установленные

на щите 35 управления линией (кроме участка пастеризации), так и вне щита 35 (по месту),.

Все основное технологическое оборудо- . вание (шнековый распределитель 1, фаршемешалки 13 и 14 для приготовления фарша, мешалка 22 для приготовления эмульсии, насосы-дозаторы 20 и 28 и др.) снабжено электродвигателями 36. Управление перечисленными электродвигателями осуществляется кнопочными выключателями 37. установленными на щите 35, кроме одного кнопочного выключателя 38 мешалки 22 для приготовления эмульсии, установленного по месту. Для сигнализации включения электродвигателей на щите 35 установлены лампы 39,

Тензодатчики 4 и 5 подключены ко вторичным показывающим приборам 40 и 41,

установленным на щите 35. Кроме того на щите 35 установлены задатчики 42 и 43 доз для взвешивания мясного сырья (говядины, свинины и др.) в весовых бункерах 2 и 3 и блоки 44 и 45 соотношения входного и задающего сигналов.. 0

Для задания доз воды и эмульсии на щите 35 установлены реле 46-49 времени с .плавной регулировкой доз, а для задания

времени перемешивания компонентов служат реле 50 и 51 времени для фаршемеша. лок 13 и 14.

Система управления пневмоцилиндра- ми створок весовых бункеров и заслонок фаршемешалок, а также пневмоклапанами

подачи воды и эмульсии электропневмати- че.ская. Для преобразования входных электрических сигналов (Е) в выходные пневматические (Р) служат пневмораспре- делители 52, установленные на пневмощите

(пневмощйт на фигурах не показан).

. Приборы, установленные на измельчи- теле 30 и деаэраторе 31 а также на щите 35 линии для участка тонкЪгб измёльчёнйя и деаэрации, показаны на фиг.4. На оборудовании установлены электродвигатели 36 измельчителя 30, водокольцевого вакуумного насоса 53 и роторного насоса 54, служащего для удаления фарша из деаэратора. На ва- куумном трубопроводе установлен электроконтактный вакууметр 55, на линии подачи

воды в водокольцевой вакуумный насос-соленоидный вентиль 56, а на линии выхода воды из этого насоса - реле 57 протока воды.

Для сигнализации уровней фарша в деаэраторе он оснащен тремя датчиками уровня емкостного.типа, а именно: датчиком 58 нижнего уровня, датчиком 59 верхнего уровня и датчиком верхнего аварийного уров- ня. Датчики 58-60 подключены к

электронному блоку 61 на щите 35 и составляют в целом (три датчика уровня и электронный блок) сигнализатор уровня.

Электродвигатель роторного насоса имеет автоматический и ручной режим уп- равления, для чего на щите 35 линии новлен переключатель 62 выбора режима АВТ...

Электроконтактный вакууметр 55 подключен к лампам 63 и 64, сигнализирующим норму вакуума (ВАКУУМ НОРМА) и отсутствие вакуума (ВАКУУМ МАЛО).

Реле протока воды, изображенное йа фиг.5, состоит из корпуса 65, в котором свободно перемещается поплавок-магнит 66. Корпус с двух сторон закрыт промежуточными штуцерами 67. Магнитоуправляемый контакт 68 прикреплен к корпусу снаружи; Реле протока воды монтируется на вертикальном участке трубопровода с восходя- щим направлением потока воды (фиг.4).

. Конструкция деаэратора (без приборов) изображена на фиг.6 и 7, причем на фиг.6 изображен основной вид деаэратора (фа- сад), а на фиг.7 - вид слева (вид по стрелке А). Деаэратор состоит из вакуумной камеры 69, представляющей собой сварную ем- ко сть , состоящую из цилиндрической и конической частей и крышки. Для визуального определения уровня загрузки фарша на ци- линдрической части вакуумной камеры 69 предусмотрены два смотровых окна 70..

С целью выполнения эффективного удаления газовой фазы из фарша в Деаэраторе использован конусный распределитель 71, обеспечивающий тонкопленочный гидродинамический режим истечения фарша. К конической части вакуумной камеры 69 приварены опоры 72 для крепления ее к раме73.

Для создания вакуума в деаэраторе использован водокольцевой вакуумный насос 53 с вакуумным трубопроводом.74, обеспечивающий эффективную откачку даже при наличии фазовых переходов в фарше. Водо- кольцевой вакуумный насос создает разряжение .с помощью вращаМД ёгбся едян-ого кольца 75. Водяное кольцо приводится во вращение рабочим колесом 76, эксцентрично расположенным в корпусе 77 насоса. При вращении водяного кольца происходит увеличение объема пространства между лопатками. 78-82, в чем заключается эффект всасывания. В пространстве между лопйт- ка.ми 82-85 и 78 .наоборот происходит уменьшение объема.между лопатками.

В состав деаэратора входит роторный насос 54, состоящий из следующих основных узлов: насосной голобки, подшипникового узла, трехступенчатого понижающего

редуктора, вариаторного привода и электродвигателя. Для изменения передаточного отношения вариатора служит система винт-гайка, состоящая из упорной чашки, стержня со штурвалом и стопором, а изменение передаточного отношения осуществляется вращением штурвала при отвернутом стопоре, причем роторный насос выполнен передвижным, на колесах(основные узлы роторного насоса на фигурах не обозначены позициями).

Рабочий орган (насосная головка) роторного насоса состоит из корпуса 86 и двух роторов 87, причем роторы посажены посредством шлицевого соединения на валы 88(фиг.9).

Теплообменный аппарат с очищаемой поверхностью нагрева состоит из цилиндрической камеры 89, ротора 90, скребков 91. паровой рубашки 92, патрубков 93-96 для ввода.пара, отвода конденсата, ввода и.вывода продукта, привода 97 ротора (электродвигатель с цепной передачей) и станины 98.

Теплообменный аппарат укомплектован самостоятельным щитом 99 управления с приборами, а также приборами, установленными непосредственно на аппарате (фиг.Ю).

На входе фарша в Теплообменный аппарат установлен электроконтактный . манометр 100 с мембранным разделителем 101. На щите .99 управления аппаратом установлены лампы 102 и 103, сигнализирующие о минимальном (min) и максимальном (max) давлении фарша на входе в аппарат.

Управление электродвигателем 36 привода ротора теплообменного аппарата осуществляется кнопочным выключателем 37. О включении электродвигателя сигнализирует лампа-39.

На линии подачи пара в Теплообменный аппарат установлены: отсечной клапан 104, регулирующий клапан 105 для регулирования температуры продукта на выходе из теплообменного аппарата.и три манометра 106-108 для контроля давления пара, подаваемого в аппарат: первый манометр 106 установлен до отсечного клапана, второй манометр 107 - между отсечным и регулирующими клапанами и третий манометр 108 установлен после регулирующего клапана.

Управление отсечным клапаном осуществляется в двух режимах: автоматическом (АВТ.) и ручном (РУЧН,). Для выбора режима на щите 99 теплообменного аппарата служит переключатель 109.

Для выполнения требований автоматизации температуры пастеризованного продукта на выходе из теплообменного

аппарата предусмотрены два контура автоматизации:

дистанционный контроль температуры;

автоматическое регулирование температуры.

Дистанционный контроль температуры на выходе пастеризованного продукта из теплообменного аппарата осуществляется с помощью следующих приборов: термопреобразователя 110 сопротивления, вторичного показывающего записывающего и сигнализирующего прибора 111 и лампы 112 сигнализации минимальной температуры,

Автоматическое регулирование температуры пастеризованного продукта на выходе из теплообменного аппарата осуществляется с помощью первичного измерительного преобразователя 113 температуры, терморегулятора 114 и регулирующего клапана 105.

Работу линии рассмотрим на конкретном примере приготовления фарша для консервов из говядины для детского питания.

Жилованная бланшированная говядина, измельченная на волчке, наклонным транспортером (при одноэтажном испил нении) или по спуску (при двухэтажном испол- нении) поступает в приемный бункер шнекрвого распределителя 1,

Алгоритм работы оборудования дозирования и перемешивания представлен на циклограмме (фиг.2).

Один замес в каждой из фаршемешалок составляет 300 кг, в том числе для приготовления консервов из говядины для детского питания необходимы:

Говядина жилованная бланшированная, кг119

Эмульсия (крахмал,

соевый изолят,

сливочное масло)

с водой,л30+ 30

Вода, л (условно

принято, что 1л

воды (1 л эмульсии)

весят 1 кг)120

Соль, кг1

Итого:300 кг Эмульсия заранее готовится в мешалке 22, куда дозируется крахмал и соевый изолят с помощью дозаторов 23 и 24 и вода из бака 25.

До включения линии оператором задаются дозы говядины, воды и эмульсии, а также устанавливается время перемешивания компонентов в фаршемешалках 13 и 14.

Дозы говядины (119 кг) выбираются за- датчиками 42 и 43 (фиг.З). Далее со щита 35 оператор включает шнёковый распределитель 1 и говядина начинает поступать в ве5 совой бункер 2. Происходит взвешивание говядины и при достижении на блоке 44 порогового соотношения входного (тензо- датчик 4 и вторичный показывающий прибор 40) и задающего (задатчик 42) сигналов

0 снимается сигнал включения шнёкбвого распределителя 1, то есть шнёковый распределитель останавливается прй Достйже- нии з весовом бункере 2 дозы говядины. . равной 119 кг. Затем оператор осуществяя5 ет выгрузку этой дозы говядины из весового бункера 2 в фаршемешалку 13, открывая створки весового бункера 2.

Дозы воды и эмульсии задаются на реле 46 и 48 времени (фиг.З) для фаршемешалки

0 13 соответственно рецептуре, то есть 120 л воды и 60 л эмульсии с учётом того, что насосы-дозаторы 20 и 28 воды и эмульсии настроены на производительность 40 л/мин. Оператор осуществляет дозирова5 ние воды и эмульсии, причем насос-дозатор 20 будет подавать воду 3 мин., а насос-дозатор 28 эмульсии будет работать 1,5 мин. При включении насосов-дозаторов 20 и 28 для подачи воды и эмульсии в фаршемешалку 13

0 автоматически открываются пневматйчё- ские клапаны 8 и 10 подачи соответственно воды и эмульсии, : ----

Как упоминалось выше, перед началом работы оператор задает время пёремеши- 5 вания, например, 6 мин. с помощью реле 50, и 51 времени для фаршемешалок 13 и 14.

Согласно циклограмме (фиг.2) начало дозирования воды и эмульси й, ло перемешивания компонентов в фарше- 0 мешалках совпадают по времени.

После окончания перемешивания в фаршемешалке 13 осуществляется выгрузка фарша из нее. Цикл дозирования и перемешивания компонентов в фаршемешалке 14 5 сдвинут на 4 мин, позже фаршемешалки 13 (фиг.2),

Из фаршемешалок 13 и 14 фарш должен поочередно подаваться в измельчитель 30 для тонкого измельчения до размера частиц 0- 1,0-1,5 мм, а затем на деаэрацию,

Деаэратор работает следующим образом. Оператор включает водокольцевой вакуумный насос 53 и производится подача фарша в деаэратор. Вакуум в деаэраторе 5 контролируется по электроконтактному ва- кууметру 55, который подключен к лампам 63 и 64 сигнализации (фиг.4) нормы (например, 0,04-0,07 МПа) или отсутствия вакуума (например, мейее 0,04 МПа),

Электродвигатель водокольцевого вакуумного насоса сблокирован с соленоидным вентилем 56 и реле 57 протока воды, то есть этот насос включается только при наличии воды, а если воды нет, то насос автома- Тйчески отключается, например, в аварийных ситуациях.

В процессе релаксации избыточного давления происходит деаэрация фарша, Выгрузка деаэрированного фарша осуще- ствляется роторным насосом 54 с последующей его транспортировкой в теплообменный аппарат 32 с очищаемой поверхностью нагрева.

Роторный насос 54 работает в диапазо- не верхнего и нижнего уровней фарша в деаэраторе. При нижнем уровне фарша роторный насос отключается, а при верхнем - включается. При верхнем аварийном уровне фарша в деаэраторе отключается измельчи- тельЗО. ...

. Из деаэратора 31 фарш подается в продуктовую зону теплообменйого аппарата 32, где при интенсивном перемешивании осуществляется его нагрев. Греющий пар поступает в паровую зону теплообменного аппарата. При вращении ротора теплообменного аппарата скребки очищают поверхность нагрева, что обеспечивает высокое качество пастеризованного продукта.

Пастеризованный продукт на выходе из теплообменного аппарата имеет температуру 85±5°С, что достигается автоматически помощи контура автоматического регулирования температуры на выходе продукта из аппарата.

При понижений давления продукта на входе в теплообменный аппарат до минимального отсекается автоматически подача пара (закрывается отсечной клапан по сиг- налу от электроконтактного манометра 100).

Из теплообменного аппарата 32 пастеризованный продукт (консервна-я масса) поступает в дозировочно-закаточный агрегат, например, для фасовки в консервные банки.

Переключение шнекового распределителя 1 для подачи говядины во второй весовой бункер 3 осуществляется реверсированием вращения шнека, причем циклограмма работы дозирующих устройств для второй фаршемешалки 14 аналогична циклограмме для первой фаршемешалки 13 (фиг.2).

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

1 Линия для приготовления фарша, пре- имущественно ггри производстве пюреоб- разных мясных и паштетных консервов для детского питания, состоящая из питателя, весового бункера с сил оизмерительным тензорезисторным датчиком для взвешива ния мясного сырья, фаршемешалки, устройств приготовления и дозирования жидких компонентов, подсоединенных посредством трубопроводов к фаршемешалке, и изм ельчителя, отличающая- с я тем, что, с целью повышения производительности, она снабжена дополнительным весовым бункером и фаршемешалкой аналогичного выполнения, стойкой П-образной формы для крепления весовых бункеров и питателя и трубопроводами, соединяющими устройства для приготовления и дозирования жидких компонентов с дополнительной фаршемешалкой, при этом питатель представляет собой шнековый распределитель с реверсивным вращением рабочего органа для поочередной подачи мясного сырья в весовые бункеры, а на всех трубопроводах установлены пневматические клапаны, служащие для поочередной подачи компонентов в фаршемешалки, при этом последние установлены с разворотом на 90° одна относительно другой и оснащены заслонками для выгрузки фарша, выполненными приводными от пневмоцилиндров и обращенными навстречу измельчителю.

2.Линия по п.1, от л и ч а ю ща я с я тем, что она снабжена примыкающим посредством трубопровода к измельчителю деаэратором с водокольцевым вакуумным насосом, оснащённым электродвигателем, и роторным насосом1, рабочий орган которого образован двумя трехзубчатыми роторами, при этом деаэратор оснащен датчиками емкостного типа нижнего и верхнего уровней и верхнего аварийного уровня фарша, а на вакуумной линии установлен электроконтактный вакууметр, подключенный к лампам сигнализации нормы или отсутствия вакуума, причем на входе воды в водоколь- цевой вакуумный насос установлен соленоидный вентиль, а на выходе воды из этого насоса установлено реле протока воды, при этом соленоидный вентиль и реле протока воды сблокированы с электродвигателем водокольцевого вакуумного насоса,

3. Линия по п.1, от л и ч а ю ща я ся тем, что она снабжена теплообменным аппаратом, соединенным посредством трубопровода с деаэратором, причем рабочий орган теплообменного аппарата состоит из цилиндрической камеры, снабженной паровой рубашкой, и ротора со скребками на его наружной поверхности, при этом на трубоп- роводе подачи фарша установлен электро- контактный манометр с мембранным разделителем, а на подающем паропроводе в теплообменный аппарат установлен отсечной клапан, при этом последний сблокирован с электроконтактным манометром.

I 1

Фиг. 8

&з-W

Изобретение относится к мясной промышленности, точнее к оборудованию для приготовления фарша. Изобретение, представляющее собой линию преимущественно для приготовления фарша при производстве пюреобрэзных мясных и паштетных консервов для детского питания, позволяет повысить производительность путем создания непрерывности потока за счет введения оригинальных устройств и определенных связей с комплексной механизацией и автоматизацией процессов дозирования и перемешивания компонентов, тонкого измельчения, деаэрации и пастеризации фарша. 2 з.п.ф-лы, 11 ил. ...-....

94х

/S

Ж

Я

I )

яг

Фиг, 11