Спосіб різання заморожених харчових продуктів водосодовим гідроабразивним струменем

Реферат: Спосіб різання заморожених харчових продуктів водосодовим гідроабразивним струменем належить до технології різання харчових продуктів струменем води, що вміщує абразивні матеріали. Спосіб може бути використаний у різних галузях харчової промисловості. UA 77199 U (54) СПОСІБ РІЗАННЯ ЗАМОРОЖЕНИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ ВОДОСОДОВИМ ГІДРОАБРАЗИВНИМ СТРУМЕНЕМ UA 77199 U UA 77199 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології різання харчових продуктів струменем води, що вміщує абразивні матеріали, та може бути використана в різних галузях харчової промисловості. Відомі аналогічні способи різання харчових продуктів та матеріалів. Наприклад відомий спосіб різки харчових продуктів гідроабразивним струменем води, де як гідроабразив використовуються крижинки льоду, що утворюються у струмені охолодженої до 0 °C води, яку певним чином стискають і охолоджують (Україна, патент на корисну модель №46163, В03В 4/00, "Спосіб різання харчових продуктів охолодженим струменем води, що переривається"). Здійснюється спосіб таким чином. Харчовий продукт, що розрізається, наприклад заморожене м'ясо, розташовують на рухомому робочому столі. В процесі різання здійснюють генерацію та подачу охолодженого до 0 °C струменя води в зону різання під тиском, наприклад 100 МПа та зі швидкістю до 310 м/с. Коли досягається повне розрізування продукту наскрізь, починається переміщення робочого столу разом з продуктом відносно охолодженого до 0 °C струменя, при цьому охолоджений до 0 °C струмінь води залишається нерухомим. При подачі охолодженого струменя води в зону різання виконується його циклічне переривання за допомогою припинення подачі води. Охолодження до 0 °C струменя води сприяє утворенню в струмені крижинок, які виступають як абразивні добавки. Найбільш близьким по технічному результату до заявленого є спосіб різки харчових продуктів гідроабразивним струменем води, де як гідроабразив використовуються крижинки льоду, що утворюються у струмені води, яку певним чином стискають і охолоджують [Україна, патент на корисну модель № 46161, В03В4/00, "Спосіб різання харчових продуктів охолодженим струменем води"]. Цей спосіб вибраний за прототип. Спосіб здійснюється таким чином. За допомогою спеціального пристрою чисту воду пропускають крізь теплообмінник, у якому вода охолоджується до певної мінусової температури та формують у потік. Формування гідроабразивного високошвидкісного струменя відбувається в коліматорі, який розташований за сопловою голівкою, і далі у вигляді високошвидкісного струменя води під тиском 50-150 МПа, спрямовуючи на харчовий продукт для його розрізання, пропускають крізь сопло, де як абразивний матеріал виступають крижинки льоду, які формуються в охолодженому струмені води. Звісно такий абразив, за санітарними нормами, використовувати при обробці харчових продуктів не заборонено. Але прототип має наступні недоліки: - необхідність долучення в схему процесу гідрорізання охолодженої води, що призводить до додаткових енерговитрат; - складність налаштування обладнання для охолодження води до певної мінусової температури, на що впливають такі фактори, як температурні умови у цеху, темп виробництва, кваліфікація оператора гідрорізальної машини тощо; - існують певні ризики руйнування гідрорізального обладнання при переохолодженні води до точки її замерзання ще в формуючій головці гідрорізальної машини. Перелічені недоліки ускладнюють і здорожують процес ефективної переробки харчових продуктів, в якому використовується зазначений спосіб гідроабразивного різання. В основу корисної моделі поставлена задача використання водоструменевої технології для різання харчових продуктів та матеріалів, та підвищення якості різання. Поставлена задача вирішується тим, що використовують спосіб різання заморожених харчових продуктів водосодовим гідроабразивним струменем, що включає формування гідроабразивного високошвидкісного струменя в коліматорі, який розташований за сопловою голівкою, і далі у вигляді високошвидкісного струменя води під тиском 50-150 МПа, спрямовуючи на харчовий продукт для його розрізання пропускають через сопло, згідно з корисною моделлю, у робочу рідину як абразивний матеріал додається харчова сода (натрій -3 двовуглекислий), що обумовлює глибину різу до 165•10 м. При використанні заявленого способу досягаються значні переваги перед існуючими способами різання харчових продуктів, а саме: 1) можливість різання харчових продуктів при всіх практично важливих температурах, навіть до температури рідкого азоту t = -198,5 °C; 2) зменшуються вимоги до дотримання певних температурних умов процесу гідрорізання; 3) знижуються енергозатратність гідрорізання та витрати абразиву; 4) здійснюється високий ступінь санітарної безпеки; 5) підвищується надійність роботи обладнання; 6) спроможність використання стандартного обладнання, що застосовується у металообробній промисловості. 1 UA 77199 U 5 10 15 20 Приклади конкретного виконання. Приклад 1. Формують високонапірний струмінь води, застосувавши для цього, наприклад пристрій для гідрорізання зразку [пат. № 30071 UA, МПК (2006) В24С 3/00, від 18.02.2008]. В ємність для абразиву засипають харчову соду (натрій двовуглекислий, ГОСТ 2156-76). Ця ємність з'єднана трубопроводом з коліматором. З коліматора абразив інжектується у високошвидкісний струмінь води. Формування гідроабразивного високошвидкісного струменя відбувається в коліматорі, що розташований за сопловою голівкою. Харчовий продукт, що розрізається, наприклад м'ясо, розташовують на рухомому робочому столі. В процесі різання здійснюють безперервну генерацію та подачу гідроабразивного струменя води в зону різання -3 під тиском 50 МПа, глибина різу складає 136•10 м. Це дозволяє різати заморожені харчові продукти, наприклад м'ясо, з температурою до мінус 25 °С. При дії ріжучого струменя з такими параметрами на харчові матеріали та продукти в них відбувається процес мікровідриву часток матеріалу від його основної маси, тобто відбувається різання. Розрізування досягається за рахунок використання високошвидкого гідроабразивного струменя води. Контрольний різ виконувався на цьому самому устаткуванні, але за умов використання високошвидкісного струменя води з крижинками. Приклад 2. Різання виконують аналогічно до прикладу 1 але при цьому струмінь води має -3 тиск 100 Мпа, а глибину різу 151•10 м. Приклад 3. Різання виконують аналогічно до прикладу 1 але при цьому струмінь води має -3 тиск 150 Мпа, а глибину різу 165•10 м. Результати залежності глибини розрізу зразка від тиску струменя (води з крижинками, вода та абразив - харчова сода) наведено в таблиці. Таблиця Тиск Р, МПа 50 100 150 25 30 35 Глибина різу h, м Абразивний спосіб (з харчовою Водо-крижаний спосіб содою) -3 -3 27•10 136•10 -3 -3 71•10 151•10 -3 -3 124•10 165•10 Проведені порівняльні іспити способу різання харчових продуктів гідроабразивним струменем і струменем води з крижинками показали, що цей спосіб дозволяє підвищити -3 глибину різа, наприклад при тиску 50 МПа та діаметрі сопла 0,35•10 м, глибина абразивного (абразив - сода) різання, при температурі зразка мінус 25 °C, відносно різання струменем води з крижинками зростає у 5,1 рази. При тиску у 100 МПа та постійних параметрах процесу різання глибина різу содою є майже в 2,4 рази більшою, ніж водою з крижинками. При збільшенні тиску до 150 МПа співвідношення глибин різу зразка зменшується, так при різанні содою відносно різання водою з крижинками глибина різу зростає всього на 1,5 рази. Таким чином, при реалізації заявленого способу, внаслідок використання високошвидкісного абразивного струменя води, з'являються значні переваги перед вже існуючими способами та забезпечуються якісніші параметри процесу різання, що позитивно відбивається на швидкості різання та продуктивності. Запропонований спосіб різання харчових продуктів гідроабразивним струменем підвищує їх якість та ефективність процесу при зменшенні втрат продукту під час різання та безпеку праці оператора. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Спосіб різання заморожених харчових продуктів водосодовим гідроабразивним струменем, що включає формування гідроабразивного високошвидкісного струменя в коліматорі, який розташований за сопловою голівкою, і далі у вигляді високошвидкісного струменя води під тиском 50-150 МПа спрямовуючи на харчовий продукт для його розрізання пропускають через сопло, який відрізняється тим, що у робочу рідину як абразивний матеріал додається харчова -3 сода, що обумовлює глибину різу до 165-10 м. 2 UA 77199 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3