Calculul Carnii Tocate

Utilajele din industria alimentară și alimentație publică sunt mașini de lucru utilizate pentru efectuarea unor operațiuni diversificate în cadrul procesului de producție.

Aceste mașini trebuie să îndeplinească o serie de condiții:

realizarea unor operațiuni de calitate superioară;

consumuri energetice reduse iar costurile pe unitatea de produs sa fie cât mai mici;

posibilitatea creșterii gradului de automatizare a unor operațiuni din cadrul proceselor de producție;

creșterea productivității muncii;

deservirea utilajelor să fie cât mai facilă;

utilajele să fie prevăzute cu aparatură de măsură și control a funcționării acestora;

înlocuirea muncii manuale cu munca de dirijare a utilajului, respectiv reducerea efortului fizic.

Construcția tuturor mașinilor de tocat carne este asemănătoare și diferă doar prin unele elemente constructive și dimensiuni.

După rezolvarea constructivă ele se împart în două tipuri:

mecanisme detașabile pentru roboti universali (PU-06, PM- 1,1);

mașini de tocat carne cu acționare individuală (MIM-105, MIM-82 modelul- 623);

În prezent la întreprindele alimentației publice se folosesc două tipuri de mașini de tocat carne: cu acționare manuală și electrice. Mașinile electrice se produc și ele la rândul lor de două tipuri: cu mecanism de acționare individual, și cu mecanism detașabil în calitate de piesă a roboților universali de bucătărie. Majoritatea mașinilor de tocat sunt construite după una și aceeași schemă (figura 4.1).

În carcasa mașinii e aranjată camera de lucru (1) pentru prelucrarea produsului care prezintă un cilindru fixat cu teșituri (3) pe suprafața interioară. Pentru deplasarea produsului în camera de lucru spre cuțite servește melcul transportor (2) cu pasul filetului micșorat în direcția deplasării produsului. Instrumentul de tăiere constă din plasa fixată de tăiere (4), cuțitele rotative (9), și plasele (5 și 6) cu orificii de diametre diferite.

Fig.4.1. Principiul de funcționare al mașinii de tocat carne

Productivitatea melcului rotativ și calitatea produsului gata depinde de:

numărul intrărilor;

schimbarea unghiului de ridicare a liniei spirei pe toata lungimea melcului rotativ;

forma și mărimea spațiului dintre adânciturilor;

numărul spirelor;

fregvența de rotire;

lungimea melcului rotativ;

unghiul de ridicare și unghiul de profil al ultimei spire.

Fig.4.2. Compunerea unei mașini de tăiat folosită la întreprinderile de alimentație publică

Aparatul de tăiere al mașinii de tocat carne este constituit din plasa cu orificii profilat cu muchii tăietoare 4, cuțite rotitoare 9 și plase are nu se rotesc 5 si 6 cu diametrul variabil.

Plasa stabilă de tăiere (Fig. 4.2 a) este alcătuită din inel interior si exterior unite prin trei peremiciscami.

Cuțitele care se rotesc (Fig. 4.2 b) au tăiș pe ambele fețe (tăiș bilateral). Cuțitele au forma de stea, fiecare dintre ele având câte 4 aripi.

Plasele care nu se rotesc (Fig. 4.2 c,d,e) sunt executate în forma de discuri cu profil circular și reprezintă detaliile pereche de tăiere cu cuțitele rotitoare.

La mașinile de tăiat carne, folosite la întreprinderile de alimentație publică, aparatul de tăiere de obicei este completat cu 3 discuri cu diametrul orificiilor 3,5 și 9 mm. Mașina de tocat carne se completează cu 2 discuri cu diametrul orificiilor având 3,2 și 4,5 mm.

Principiul de lucru al mașinilor de tocat carne este următorul: camera de lucru a mașinii se alimentează cu carne tăiată în bucăți de greutatea 50-100g prin racordul de alimentare. În cameră, carnea este prinsă de spirele melcului rotativ și transportată prin cameră de-a lungul axei melcului. Nervurile de ghidare, care se afla în camera, reduc la minim rotirea cărnii împreuna cu melcul.

Datorită micșorării succesive a pasului spirei melcului, produsul deplasându-se de-a lungul camerei, se îndeasă si se apropie de sculele de tăiat.

Produsul care a trecut prin găurile plasei este tăiat cu cuțitul cruciform și împins prin prima plasă de către următoarea masă de produs. La ieșirea produsului din găurile primei plase el este tăiat înca o dată de către al doilea cuțit. Datorita presiunii formate de produsul care trece prin prima plasa de tăiat, particulele produsului ce se afla în spațiul dintre prima și a doua plasă sunt aplicate de planul plasei a doua astfel încât la intrarea în găurile plasei a doua produsul se mai taie încă o dată de lama cuțitului dintre plase. La ieșire produsul are forma unei șuvițe neîntrerupte alcătuite din particule mici încleiate una de alta.

Determinarea productivității mașinii de tocat carne

Productivitatea mașinilor de tocat se calculează după formula:

unde – secțiunea vie a sitei mașinii

– viteza ieșirii produsului prin sită

ρ – densitatea produsului kg/m3

φ – coeficient de utilizare a suprafeței sitei φ=0,7…0,8

unde d0 – diametrul unui orificiu;

z0 – numărul de orificii a sitei;

unde n – turația melcului;

rex, rin – raza exterioară și respectiv interioară a melcului;

β – unghiul profilului ultimei spire;

unde t-pasul filetului melcului, d-diametrul filetului corespunzător al melcului;

Kb–coeficientul de rotație a cărnii față de melc; Kb =0,35…0,4;

unde ω – viteza unghiulară a melcului ;

ωpr – viteza produsului.

Deci pentru următoarele date conform, pentru

rex=0,04 m

rin=0,02 m

tgβ=0,3

Kb=0,3

relației (4.3) va deveni:

Astfel relația (4.1) este pentru

ρ=1000kg/m3

φ=3s-1

Determinarea puterii electromotorului

În mașina de tocat puterea se consumă la tăierea produsului, la învingerea forței de frecare în mecanismul de tăiere, la depășirea frecării dintre melc și produs, la mișcarea produsului cu ajutorul melcului. Puterea electromotorului mecanismului de acțiune a mașinii se calculează după formula:

unde N1- puterea necesară pentru tăierea cărnii W;

N2 – puterea necesară pentru depășirea forțelor de frecare apărute între mecanismul de tăiat și produs W;

N3- puterea necesară pentru depășirea forțelor de frecare apărute între suprafața melcului și produs W;

N4- puterea necesară pentru deplasarea produsului prin mecanismul de tăiat W;

η – randamentul mașinii de tocat;

unde – coeficienți de utilizare a suprafețelor plasei cu găuri mari și cu găuri mici; ;

q – consumul specific de energie la tăierea produsului, 2,3*103…3,5*103 J/m2

z – numărul de lămi la un cuțit;

Pentru q=2,8 și z=4 relația 4.5 va deveni

unde Ps – forța de strîngere a mecanismului de tăiat

P – presiunea medie pe suprafața de interacțiune dintre cuțite și plase 2*106…3*106 Pa

b – lățimea suprafeței de contact dintre cuțit și plasă ;

rmax , rmin – raza maximă și minimă a cuțitelor rotative;

f -coeficientul de frecare a cuțitelor de plasă;

φ – numărul planelor de tăiat;

Pentru P =2*106…3*106 Pa,

b=0,003 m

rmax =0,045m

rmin=0,018 m

z=4

f=0,12

φ =4

relația (4.6) devine

unde PCM – presiunea medie a cărnii asupra melcului, 5*105…25*105 N/m

f – coeficientul de frecare a produsului de suprafața melcului 0,3…0,5

z – numărul de spire a melcului ,

rex, rin – raza exterioară și respectiv interioară a melcului;

Pentru PCM =5*105…25*105 N/m

f=0,3…0,5

z=4

rex=0,04 m

rin = 0,02 m

relația (4.7) devine

unde PPR – presiunea după ultima spiră a melcului, 3*105…5*105 N/m2

v – viteza de ieșire a cărnii din plasă m/s

η – randamentul mașinii de tocat

Pentru PPR=4*105 N/m2 și v=0,017 m/s

Relația (4.4) pentru η=0,75 devine

Calculul cinematic

unde n1 – turatia motorului; n1=750min-1;

n2- turatia organului de lucru (a melcului);

Conform 4.9 rezultă că

Alegem numărul de intrări a organului de lucru z2=3;

z1- numărul de dinți a roții melcate;

i=z1/z2;

z1=z2*i=3*4,17=12;