автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Повышение эффективности процесса вакуумного шприцевания на основе стабилизации реологических характеристик колбасных фаршей

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ШОТЕХНОЛОГИИ

На правах рукописи

Приходченко Андрей Владимирович

УДК 637.523.02:664.543

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ВАКУУМНОГО ШПРИЦЕВАНИЯ НА ОСНОВЕ СТАБИЛИЗАЦИИ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОЛБАСНЫХ ФАРШЕЙ

Специальность 05.18.12 - Процессы, машины и агрегаты

пищевой промышленности

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте прикладной биотехнологии на кафедре "Гидравл! сантехника и промстроительство".

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, академик Россельхозакадем! Горбатов A.B. кандидат технических наук доцент Андркщенко А.Г.

доктор технических наук, профессор Еерман Г.К. кандидат технических наук доцент Филипенко Б.П.

Донецкий завод продовольс венного машиностроения.

Защита диссертации состоится " " _199;

на заседании специализированного Совета К 063.46.01 при Москов' ском ордена Трудового Красного Знамени институте прикладной би< технологии. 109818, г.Москва, ул.Талалихина, д.33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " " декабря_ 1991г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, к.т.н., доцент

Забашта А.]

1 Лк2д'ольиость_п]}облшы. В современных технологических процессах производства всех видов колбпсных изделий широкое применение нашло вакуумирование фарша. Снижение воздухосодержания "6 фарше при вакуумированин обеспечивает высокое качество колбасных изделий. Работали ВВШПа доказано, что вакуумироианне более целесообразно производить на последней стадии, т.е. при шприцевании фарша в оболочку. Плотная набивка фарша и . .болочку -одно из основных требований, предъявляемых на донном технологическом этапе. Особую роль последнее обстоятельство приобретает для производства сырокопченых и варенокопченых колбас.

Необходимость роста производства колбасных изделий неразрывно связана с повышением эффективности существующего технологического процесса и оборудования для получения колбас. Однако, отсутствие глубоких исследований вакуумного шприцевания, а также конкретных рекомендаций по выбору глубины разрешения во время работы вакуумных нагнетателей являются ссрьозпн; тормозом в дальнейшем развитии колбасного производства. В связи с этим комплексное теоретико-экспериментальное исследование, направленное на разработку данных для конструктивного совершенствования шнековых нагнетателей колбасных фаршей, уточнение инженерных методов их расчета и обоснование степени вакуумной обработки нагнетаемых продуктов является перспективном и имеет важное теоретическое и практическое значение.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с координационным планом НИС Донецкого института советской торговли и являлась составной частью госбюджетной темы

Цель и.задачи исследования. Целью работы является повышение качества процесса шприцевания колбасных изделий на основе изучения структурно-механических свойств фаршей и режимов работы вакуумных шприцев.

Для реализации поставленнсА цели исследования били направлены на решение следующих задач:

1. Разработать стенды для исследования поверхностных характе- . ристик вязко-пластичных продуктов в условиях вакуума и методику проведения экспериментов;

2. Провести исследования, в условиях вакуума, адгезии и коэффициента внешнего трепня колбасных фаршей для режимов, близких к производственны.!;

3. Дать рекомендации по определению оптимальной величины давления вакуумирования в процессе шприцевания в реэультете

обобщения реологических исследований;

4. Уточнить разработанные инженерные методы расчета шнековых вакуумных нагнетателей колбасных фаршей на основе проведенных исследований;

5. Предложить конструкцию шнекового вакуумного шприца, отличающуюся от настоящих улучшенной вакуумной обработкой нагнетаемого продукта.

Научная новизна. Проведены исследования, в условиях вакуума, основных поверхностных характеристик колбасных фаршей (липкости и эффективного коэффициента внешнего трения (ЭКНГ)) для режимов, соответствующих реальной работе вакуумных шнековы нагнетателей. Определены закономерности изменения поверхностны характеристик колбасных фаршей от степени их вакуумной обработки. Получены уравнения, описывающие зависимость ЭКВГ фарша от факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на поверхностные характеристики колбасного фарша в условиях вакуума. Пр дложена оптимальная величина давления вакуумирования в процесс шприцевания колбасных фаршей. Уточнена инженерная методика тех нологического расчета одношнековых вакуумных шприцев.

Практическая ценность. Создана модернизированная конструк цкя вакуумного одношнекового шприца, обеспечивающая высокую ст пень вакуумной обработки нагнетаемого фарша, и, как следствие, получение высококачественных колбасных изделий. Предложенная ы тодика расчета одношнековых вакуумных шприцев внедрена на Доне цком опытно-экспериментальном механическом заводе "Укрлясомол-техпром" и Донецком заводе продовольственного машиностроения. Рекомендуемый технологический режим вакуумирования при шприцевании колбасных фаршей прошел апробацию на Донецком мясокомбинате и получил положительную оценку.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложе ны и обсуждены на Всесоюзных научно-технических конференциях: "Проблемы ивдустриализации общественного питания страны" (Харь ков, 1984г.); "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов" (Москва, 1985г.); "Теоретические и практические аспект применения методов инженерной физико-хшической механики с це лью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств" (Москва, 1986г.); "Торговля и общественное питание в условиях перестройки" (Донецк, 1989г.) ^'Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохоз* йственного сырья" Шосква, 1989г.); "Теоретические и практиче-

ские аспекты применения методов ШЩ с целью совершенствования интенсификации технологических процессов пищевых производств" (Москва, 1990г.).

Публикации.По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ!

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы, 39 рисунков. Список литературы включает 117 наименований, в том числе 20 на иностранных языках.

Содержание работы:

Введение посвящено обоснованию актуальности и народнохозяйственной значимости проблемы, рассматриваемой в работе.

В первой главе приводится обзор работ, посвященных интенсификации технологических процессов колбасного производства за счет применения вакуума; конструктивные особенностям шнековых нагнетателей колбасных фаршей; разработаннш методам расчета одношнековых шприцев и особенностям реологических характеристик фаршей копченых колбас.

Исследования базировались на работах Горбатова А.В*, Бер-•маьа Г.К,, Груздева И.Э., %равской Н.К., Ивашова В.И., Зимо-на А.Д., Каухчешвили Э.И., Косого В.Д., Красовского В.И., Лиыо-нова Г.Е., Мачихина Ю.А., Мачихина С.А., Пелеева А.И., Рогова И.А., Спирина Е.Г., Титова Е.И., Филипенко В.П. и ряда других ученых.

Проведенный анализ литературных данных подтвердил необходимость дальнейшего совершенствования шнековых нагнетателей в направлении улучшения вакуумирования фарша и повышения производительности за счет увеличения коэффициента заполнения фаршем рабочей полости шнека. Выявлено отсутствие в существующих методах расчета шнековых нагнетателей учета влияния вакуума на кинематику процесса перемещения продукта в шнековом канале. Кроме этого, отмечено, что перемещению колбасного фарша, как и любой структурированной системе, всегда сопутствует внешнее трение. Усилие, которое необходимо затратить на перемещение одного тела относительно другого, имеет прямую зависимость от величины, коэффициента внешнего трения между ними. Поэтому, для дальнейшего совершенствования вакуумных шприцев необходимы сведения о поверхностных характеристиках колбасных фаршей, с учетом воздействия на них пониженного давления окружающей среды. Особую значимость эти исследования приобретают для фаршей, тлеющих мелко-

кусковую структуру, т.е. фаршей, полученных путем измельчения мяса на волчках с диаметром ножевой решетки более Змм. Изменение значений липкости и ЗКБГ таких фаршей оказывает существенное влияние на их кинематику перемещения.

Все вышеуказанное предопределило необходимость проведения самостоятельных исследований по изучению степени и характера влияния изменения режима вакуумной обработки на липкость и ЭКЕГ колбасного фарша.

Вторая глава посвящена разработке методики и технических средств экспериментальных исследований поверхностных характеристик колбасных фаршей в условиях вакуума, определению влияния различных факторов на липкость и ЭКЕГ мёлкокусковых колбасных фаршей.

Специфичность условий экспериментальных исследований не по зволила применить разработанные в настоящее время методы и приборы для исследования липкости и граничного трения вязко-пласти чных пищевых продуктов. В связи с этим, на основе существующих конструкций измерительных устройств были разработаны экспериментальные приборы, позволяющие проводить исследования в условиях вакуума. Во время исследований приборы помещали внутри вакуумной камеры экспериментального стенда, допускающей варьирование степенью разрежения в интервале от 0 до 0,9999*10^ Па. Управление работой стенда осуществлялось за пределами вакуумной камеры При изучении липкости в качестве исследуемого материала были приняты широко распространенные мелкокусковые фарши сырокопченой колбасы Брауншвейгская и варенокопченой - Сервелат. При исследовании внешнего трения - фарш варенокопченой колбасы Сервелат и его основные рецептурные составляющие: шрот говядины, шрот свинины, шрот свинины нежирной и свинина жирная мелкокусковая. Фарш и его составляющие готовили на Донецком мясокомбинате на действующее производственном оборудовании по установленной технологии.

Для ограничения количества однофакторных экспериментов при изучении характера изменения поверхностных характеристик в условиях вакуума была установлена степень влияния различных факторов, оказывающих воздействие на липкость и ЭКЕГ колбасного фарша. Выделение существенных факторов из множества переменных и парних взаимодействий осуществлялось методом случайного баланса.

Значимши приняты факторы и взаимодействия с доверительной вероятностью, превышающей 95$. Получено регрессионное уравнение,

анализ которого позволил обнаружить, что наиболее существенное влияние на поверхностные характеристики фарша в условиях вакуума оказывают температура фарша, давление вакуумирования, скорость вращения шнеков, время контакта фарша с внутренней поверхностью корпуса и шнеком. Поэтому дальнейшие исследования липко-• сти и ЭКВ1 фарша производили в зависимости от наиболее существенных факторов последовательно, в соответствии со степенью их значимости. При атом, все остальные выделенные факторы оставались постоянным, а их значения максимально приближены к реальной работе вакуумных одношнековых нагнетателей.

Исследование влияния изменения глубины вакуумирования в интервале от 0 до 0,95*10 Па на величину липкости фарша проведено при изменении толщины слоя продукта от 0,002 до 0,006м и постоянных: площади контакта 0,002 м , скорости отрыва 0,005м/с, содержания влаги в фарше €£>%, времени контакта 180с, давления контакта б" 10^ Па. Материал контактирующих пластин: нержавеющая сталь XI8HI0T для фарта колбасы Сервелат; сталь Ст.З. - для фарша колбасы Брауншвейгская. Полученные результаты, рис.2.1., позволяют выделить три характерные зоны влияния степени разрежения на липкость фарша:

I - неупорядоченного режима изменения величины липкости (Рвак.=

= 0-0,15'Ю5 Па); П - стабилизации, где липкость практически остается неизменной

(Рвак. = 0,15-Ю5 - 0,6'Ю5); Ш - интенсивного режима изменения величины липкости (Рвак.=0,6" МО5 - 0,95'Ю5 Па).

С точки зрения снижения липкости представляет практический интерес зона Ш, а именно глубина вакуумирования 0,8•10^-0,95* •Ю5 Па.

Анализ происходящих процессов позволил установить, что общие закономерности снижения липкости фаршей вызваны переносом воздуха, имеющегося в продукте, под действием избыточного давления. При снижении внешнего давления пузырьки содержащегося в фарше воздуха захватывая имеющуюся в нем свободную влагу, устремляются в пограничные слои образца, разрыхляя тем самым структуру фарша. На процесс деаэрации оказывает влияние начальное количество воздушной и жидкой фазы и распределение ее по объему испытуемого образца. Все это сказывается на перераспределении влаги в толще продукта. Любая неравномерность этих характеристик отражается на значении липкости фарша (см.зону I).

Снижение внешнего давления от 0,6'Ю до 0,95'Ю Па приво-

диг к тому, что образовавшиеся паро-воздушные пузырьки преодолевают сопротивление дисперсной фазы фарша и мигрируют в пограничные слои, частично покидая продукт. Следует отметить общую стабилизацию значения липкости фаршей с понижением глубины вакз умирования до 0,95'10 Па независимо от его вида и толщины слог фарша.

В настоящее время глубина вакуумирования 0,8'10® Па являет ся нижним пределом, рекомендуема« для работы вакуумных шприцев. Анализ рис.2.I. позволяет обнаружить целесообразность снижения глубины вакуумирования до 0,95*10® Па и ниже. Следует отметить, что в качестве рекомендуемой глубины вакуумирования было принято давление 0,95*10^ Па. Это обстоятельство продиктовано тем, что дальнейшее снижение глубины вакуумирования невозможно без принципиальных конструктивных изменений шприца и узлов защиты вакуумной системы от попадание в нее нагнетаемого продукта. Это приводит к существенному удорожанию шприца. Кроме этого, с понижением давления вакуумирования начинается процесс кристалли- ' зации имеющейся в фарше жидкости, что неблагоприятно сказывается на последующем формировании качественных показателей готовых изделий.

Гипотеза, предложенная при описании характера изменения липкости колбасных фаршей в условиях вакуума получила подтверждение в результате экспериментальных исследований ЭКЕГ измельченных мясопродуктов,см.рис.2.2. Исследования проводились при температуре фарша 4 °С, скорости смещения 15м/с и времени контакта Зс. Глубину вакуумирования меняли в пределах от 0,4*10 до 0,95*10^ Па. Анализируя зависимость ЭКЕГ фарша колбасы Сервелат от глубины вакуумирования (см.рис.2,2.) можно обнаружить две характерные, ярко выраженные зоны: I - зона, характеризующаяся неупорядоченный! снижением коэффициента трения (давление в пределах 0,4*10 О.В'Ю0 Па), зона П - зона интенсивного режима снижения величины ЭКВГ фарша (давление 0,8*10 ~ 0,95*10 Па) Следует отметить, что снижение ЭКВГ в пределах зоны П составило в среднем 30%. Характерная закономерность изменения ЭКВГ сохраняется также для составляющих фарша лишь с некоторъм смещением пределов давления для вышеуказанных зон. Это можно объяснить различные содержанием влаги в исследуемых продуктах.

Обработка, результатов эксперимента на ЭШ позволила определить уравнение, описывающее зависимость ЭКНГ фарша от степени вакуумирования, имеющее вид:

/г.««в+ ««Л«*^ (2.1)

Рис.2.1. Зависимость липкости фаршей колбас "Сервелат"(1,2,3"1 и "Брауншвейгская" (4) от глубины вакуумированкя при различной толщине слоя исследуемого продукта: I - 0,002; 2 - 0,004;3,4-0,006м.

Рис.2.2. Зависимость ЭКВГ измельченных мясопродуктов ^ степени разрежения: I - шрот говядины; 2 - шрот свинины; 3 - свинина жирная; 4 - фарш колбасы "Сервелат".

Коэффициенты к уравнению (2.1.) приведены в табл.2.I.

Таблица 2.1.

Коэффициенты к уравнению 2.1. --------------т--------------т—

Вид продукта

Шрот говядины Шрот свинины Свинина жирная Фарш Сервелат

а/, Па"'

0,0522 0,0554 О,0536 0,0587

-0,2272'КГ6 0,7830-10

-0,3324' Ю"6 -0,5390' 10_б

-0,3997* 10~6 -0,1652' Ю-5

-0,4445-Ю-6 -0,4653-Ю"6

аг, Па 1б

Исследованиями установлено, что для уменьшения липкости и коэффициента трения колбасных фаршей рекомендуется понизить глу> бину вакуумирования в процессе вакуумного шприцевания до 0,95" •Ю5 Па.

Третья глава посвящена теоретическому анализу движения нет ютоновской жидкости в винтовом канале вакуумного шнекового нагн< тателя с целью уточнения методики расчета вакуумных шприцев для нагнетания колбасных фаршей.

В основу теоретического анализа течения колбасных фаршей в одношнековых нагнетателях положены анализ кинематических и энергетических параметров изотермического процесса вццавливания продукта шнековыми устройствами в условиях сложного сдвига, разработанный проф.Груздевьм И.Э. и анализ процесса течения аномаль-новязкого пищевого продукта с учетом тормозящего действия боков1 стенок винтового канала предложенный Горбань М.В.

Геометрическая схема модели перемещения продукта в одно-шнековом нагнетателе представлена как течение продукта между бесконечнши параллельными пластинами, рис.3.1. При этом нижняя пластина неподвижна, а верхняя движется с постоянной скоростью,

Составляющие скорости верхней пластины били определены следующим образом:

Уг = Т й &соs¿ (3 1 ) I/ аг- D n sin <¿

x~ mi> (3.2J

Причел, продольная составляющая V¿ , благодаря наличия вязкого и внешнего трения вызывает поток материала вдоль винтового канала в сторону выходной насадки. Поперечная составляющая

Ух , в свою очередь, вызывает перемещение фарша в поперечном сечении, образуя поперечный циркуляционный поток. Однако, фарш при подаче его шнеком не только смещается вперед, но и проворачивается вместе со шнеком за счет внешнего трения. При этом истинное направление поперечной скорости V/ будет отклонено на угол У (угол трения).

При этом Vmazctg. JU¡ t где Jls - эффективный коэффициент трения скольжения фарша и поверхности шнека, определяемый по уравнению 2.1.

Движение фарша в радиальном зазоре сравнивали с течение;.: аномально-вязкой жидкости в узком зазоре мевду близко расположенным поверхностями, движущимися с различными скоростями Vf и V¿ , что привело к формулировке системы уравнений:

ф >1 I*"-'

др г Ао-Т 77 ~ ~Т~~

fi +7 Im

r,*to j(f+¿): ъ*-* j (i - j-) (3.6.)

где Ф, 40 - явные функции исходтлс параметров и объемной производительности потока й .

В результате получены уравнения: для определения расхода фарша через винтовой канал

(3.3J (3.4.)

. ШЬ '"У L ct9j]

г' ~ ni/ei í3-7-1

1Ия утечки фарша через радиальный зазор

О _ tf*D'nces¿fp / , _Д_ ) (3.8.)

2 ШТ I 1 >

Общее уравнение производительности одношнекового вакуумного шприца определяется следующим образом:

о ад , (3.9.)

где V - коэффициент производительности шприца.

При этом для определения значения коэффициента производител! ности шприца на любом витке шнека предложено уравнение:

«.ю,

где f - площадь, занимаемая пассивной областью на поверхност» одного витка шнека;

з^я». - коэффициенты, зависящие от угла наклона винтовой линии шнека;

- коэффициент заполнения межвиткового пространства

шнека, причем . л*

и,- /оТ+5-г

о

Полученные результаты позволяют по известным параметрам машины, известньм реологическим характеристикам фарша, задаваясь глубиной вакуумирования определять производительность и давление на выходе как одношнекового нагнетателя в целом, так и каждого витка его шнека, имеющего переменный шаг.

Установлено, что коэффициент производительности шприцев типа ФШВ-6, работающих с рекомендуемой степенью разрежения 0,95* Ю5 Па увеличивается на 36-4552 по сравнению с существующим в настоящее время режимом вакуумирования.

На основе обобщения проведенных теоретических и эксперимент) льных исследований была разработана новая конструкция одношнеков< го нагнетателя, имеющая ряд преимуществ по сравнению с существующими .

Шнековый нагнетатель спроектирован на базе серийно-выпуска-еиого вакуумного шприца ШВ-б, рис.3.2. Основной отличительной особенностью новой конструкции шприца, от ранее известных, является наличие валкового питателя I с двумя вакуумными штуцерами 2 3. Валковый питатель позволяет обеспечивать интенсивное заполнение фаршем межвиткового пространства питательной зоны шнека I, см.рис.3.3., и дополнительное вакуумирование через штуцера 2 и 3

шприц

Рис.3.3. Модернизированная питательная зона вакуумного шприца

т.е. увеличить площадь поверхности продукта подвергаемого вакуумной обработке.

При движении фарша во внутренней полости приставки происходит его улучшенная вакуумная обработка в условиях высокой степени разрежения. Разрежение создается через щелевидные отверстш 2, 3 вакуумной приставки (см.рис.3.3.\ а также через вакуумный штуцер 4 (см.рис.3.2.) на корпусе шприца.

Разработанная конструкция одношнекового вакуумного шприца удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к нагнетателям колбасных фаршей. Более того, за счет улучшения вакуумной обработки фарша и получения возможности регулировать принудительно его подачу в питательную зону шнека, увеличивается коэффициент производительности шприца и его производительность в целом. Уду— чтение вакуумной обработки продукта открывает перспективу получе нчя готовой продукции, обладающей повышенньм качеством.

Проверка работы усоврешенствованной конструкции шприца и рекомендуемого режима вакуумной обработки фарша в производственных условиях (на Донецком мясокомбинате) подтвердила правильное!! предложенных решений.

Производительность усовершенствованной конструкции шприца при давлении вакуумирования 0,95*10 увеличилась в среднем на 20а по сравнению с производительностью существующей конструкции при давлении вакуумирования 0,8'Ю5 Па, см.рис.3.4. Рецептурные отличия нагнетаемого фарша влияют на характер изменения производительности незначительно. Так, расход фарша варенокопченой колбасы Сервелат через выходную насадку диаметром 0,029м увеличился на 23,9/, а для диаметра 0,021м при шприцевании фарша сырокопченой колбасы "Брауншвейгская"увеличияся на 18,32-. Температура про дукта на выходе из нагнетателя увеличилась при этом на 0,2+0,5 °С

Полученные результаты свидетельствуют об увеличении производительности шприца за счет повышения коэффициента заполнения продуктом межвиткового пространства питательной зоны шнека, повышении объемного коэффициента полезного действия шнека при более качественной вакуумной обработке продукта.

Экспериментальное исследование воздухосодержания в колбасных батонах проведены при вакуумном нагнетании на шприцах двух-шнековом ВЗ-ЖА, одношнековом ЗШ1В-6 и усовершенствованной конструкции одношнекового шприца. Воздухосодержание определялось ваку-умно-дилатометрическим методом. Визуальное наблюдение за изменением Боздухосодержаниг в колбасных батонах осуществлялось с помощью ультразвукового скенера типа SAL -35а фирмы "Тошиба"(Япония Аняяиз риг.3.5. (а) позволяет отметить, что независимо от

т 2

Пгг/с

0,2 ЦЬ 0,6 о.» / РюкЯ.Па

Рис.3.4. Зависимость производительности модернизированного птрица от степени разрежения при вакуупировании через штуцера 2, 3, 4 (см.рис.3.2.1:

1 - фарш рулета "Особый", диаметр выходной цевки С,045м;

2 - фарта варено-копченой коябасы "Сервелат".

диаметр - 0,029м:

3 - йарга сырокопченой колбасы "Браунгавейгская".

диаметр -0,021м;

4 - модемный материал, диаметр - 0.029^.

Рис.3.5. Зависимость воздухосодержания (а^ и плотности набивки (б^ батонов колбас "Сервелат" (1,2,3,6^ и "Для завтрака" (4,5^ от давления вакуумпрования при шприцевании:

I - на двухшпековом шприце ВЗ-ФКА;

2,5 - па одношнековпм пптрице ФШВ-б;

3,4 - на усовершенствованной шприце с иотпьтвачие:.: трех вакуууных штуцеров;

б - на усовершенствованно;- шприце с игпопьяпрасирм двуг вакуумных штуцеров.

типа шприца и вида фарша наблюдается общая тенденция к снижению содержания воздуха в колбасных батонах с понижением степени разрежения. Шесте с тем, если предлагаемое давление ваку-умирования при использовании его на серийно-выпускаемых шприцг типа ВЗ-ФКА и ЗШВ-6 повышает эффективность деаэрирования на 8,0-10,1$ по сравнению с рекоменудемьм в настоящее время на практике , то применение нового режима на усовершенствованной конструкции увеличивает эффективность в среднем на 13,7$. Даш обстоятельство объясняется увеличением площади продукта, подв( гаемой вакуумированию при использовании валкового питателя и одновременном снижении степени разрежения.

Результаты исследований влияния глубины вакуумирования ш плотность набивки батонов представлены на рис.3.5.(б). Как еле дует из графиков, плотность набивки колбасных батонов варено-копченой колбасы Сервелат, приготовленных на усовершенствованной конструкции с использованием трех вакуумных штуцеров воз-р растает с понижением степени разрежения от 0,4*10 до 0,95*КГ на 17,3$. Такое увеличение можно объяснить более совершенной вакуумной обработкой нагнетаемого продукта, поскольку в этом же интервале давлений вакуумирования плотность батонов колбаы Сервелат, приготовленных на усовершенствованном шприце с использованием двух вакуумных штуцеров и шприца ФШВ-6 увеличила« несколько менее, а именно на 16,0 и 15,4^ соответственно.

Основные результаты работы использованы при проектирован! линии производства сырокопченых колбас ФАБ на Донецком заводе продовольственного машиностроения; шнековых вакуумных колбасных шприцев типа ФШВ на Донецком опытно-экспериментальном заве де "Укрмясомолтехпром"; при оптимизации технологического режи;-шприцевания колбасных фаршей на Донецком мясокомбинате.

Общий экономический эффект от внедрения результатов работ в промышленность составил 59,4тыс.руб. в год.

Основные результаты:

1. Разработана методика и технические средства для оценки пове хностных свойств вязко-пластичных пищевых продуктов в условиях вакуума.

2. Определены факторы, оказывающие наиболее существенное влиян но липкость и коэффициент внешнего трения колбасного фарша в условиях вакуума.

3. Проведены исследования липкости и эффективного коэффициенте

внешнего трения мелкокусковых колбасных фаршей в услоингх вакуума в зависимости от наиболее существенных факторов для режимов, соответствующих реальной работе вакуумных шнековых нагнетателей. Получены уравнения, описывающие зависимость СКВТ фарша от выделенных Факторов.

4. Предложено оптимальное давление вакуумирования в процессе шприцевания, которое составило 0,95*10^ Па. Рекомендуемое давление вакуумирования снижает липкость мелкокусковых колбасных фаршей на 40-50% и SKBI на 50-55?.

5. Уточнена инженерная методика расчета однпшнековых нагнетателей колбасных фаршей, позволяющая произвести проектные расчеты шнековых шприцев и анализ технологического режима.

6. Спроектирована конструкция одношнекового вакуумного шприца, имеющего модернизированную питательную зону. Наличие последней позволяет повысить степень вакуумной обработки нагнетаемого фарша, увеличить коэффициент подачи продукта и коэффициент заполнения фаршем рабочей полости шнека. ..'.аосовая производительность шприца при этом увеличивается на 29-30,', содержание воздуха в колбасных батонах уменьшается на 18-207'.

7. Проведены испытания в лабораторных и производственных условиях, работы усовершенствованного вакуумного однсшнекового шприца и рекомендуемой степени разрежения при шприцевании различных видов колбасных фаршей. Подтверждено существенное влияние вакуумной обработки колбасного фарша в процессе наполнения им оболочки на последующее формирование качественных показателей готовых изделий.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Андрющенко А.Г., Приходченко A.B. Исследование адгезионных свойств фарша колбасы Сервелат в условиях вакуума//Электрофп-зические методы обработки пищевых продуктов: Материалы Пятой Всесоюз.науч. коиф. -4.1. , I9L5. -С.326.

2. Андрющенко А.Г., Приходченко A.B. Структурни-;.и".ханичг;:к::и характеристики пищевых продуктов в условиях вакуума// Проблемы индустриализации общественного питания страны: Тез.докл. Всесоюз.науч.конф. -Харьков, 1984. -С.333-334.

3. Андрющенко А.Г., Приходченко A.B. Установка для псолидиваннп реологических характеристик пищевых продуктов в условиях ваку-ума/Деорегические и практические аспекты применения методов инженерией физико-химической механики с целью совершенствования

и интенсификации технологических процессов пищевых производств. Тез.докл. —f.I.» 1986.-С.224.

4. Андрющенко А.Г., Шквырский H.A., Приходченко A.B.Экспериментальная установка вакуума.//Технические и практические аспек ты применения методов инженерной физико-химической механики

с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств: Тез.докл.Ш Всесоюз.науч.техн. понф. „¡., 1990. -С.249.

5. Горбатов A.B., Андрющенко А.Г., Приходченко A.B. Изучение во: ¡ложности оптимизации режимов работы шнековых нагнетателей koj басных фаршей//Горговля и общественное питание в условиях перестройки: Тез.докл.обл.науч.-практ.конф.-Донецк,1509.

С.130-139.

6. Горбатов A.B., Андрющенко А.Г., Приходченко А.В.Использование методов планирования эксперимента для исследования коэффициента трения мясных фаршей в условиях вакуума//Злекгрофизиче-скис методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья: Материалы У1 Всесоюз.науч.конф.-iil. ,1909.-0.86-87.

7. Горбатов A.B., Андрющенко А.Г., Приходченко А.В.Исследование процесса трения колбасы Сервелат в условиях вакуума/Деоре-тические и практические аспекты применения методов ИФХ.1 с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств: Тез.докл. Ш Всесоюз.науч.конф. ид., -1990. -C.II2-II3.

В. Применение многофакторного эксперимента для исследований реологических характеристик колбасных фаршей/Горбатов A.B., Андрющенко А.Г. , Приходченко A.B., Румянцев А.С.//Торговля и общественное питание в новых условиях хозяйствования.Темат. сб.науч.тр. по проблемам торговли и общественного питания/ ДОСТ, -Донецк.1990. - С.152-153.

Уеловине обозначения:

D- наружный диаметр шпека, м; п - частота вращения шнека,с-^;

як - угол подъема винтовой линии, град; р - промежуточная функция; « - иццекс течения продукта; Н - глубина винтового канала, м; \J - ширина винтового канала, м; Fp,F«L - коэффициент геометрической формы канала для прямого и обратного потока; с - параметр, учитывающий влияние тормозящего действия боковых стеюк на поток продукта от вязкого трения; />* - безразмер ный продольный градиент давления; X - мера консистентности ненью тоновской жидкости; ^ - коэффициент проскальзывания; fyo ~ эФФек тивная вязкость; F - полная рабочая поверхность шнека, м^;

/. - длина шнека, м; I - длина винтового капала, м; £р -

радиальный зазор, м; (I - внутренний диаметр шнека (диаметр

вала ынека\ м; Г - вршл релаксации, с;Р- давление в камере тр;н-"1юргирог>1Ш, Па.

Зак.4-6977 Тираж 100

;Формат_60х84/16 - 1_п.л. - 1,04 У^._-_изд.л.____

Механизированное множительное производство СП "Донбасс -Меркурий" г.Донецк