Одним из самых энергоёмких процессов в мясопереработке является измельчение мяса.
Современные, высокоскоростные куттеры имеют мощность около 200 кВт и даже больше.
Снизить энергозатраты на производство продукции и при этом не ухудшить качество продукта – задача не из легких!
Специалисты немецкой компании «BE Maschinenmesser GmbH & Co. KG.», одного из самых крупных производителей куттерных ножей в мире, разработали конструкцию перфорированных ножей, позволяющую снизить эти затраты на величину до 25%!
Перфорированные ножи могут изготавливаться для всех видов и типов куттеров.
Продукция защищена патентами:
DE 196 54 733 “Cutting blades”
DE 198 23 412 “Blades for cutting machines,
in particular cutting blades”
DE 198 23 413 “Blades fur cutting machines”
Основной патент на перфорированные ножи получил всемирный статус защиты. Патент гарантирует, что каждая форма куттерного ножа защищена от несанкционированного производства.
Состав и способ установки комплектов ножей не отличаются от стандартных.
На рис.1 показан обычный комплект, а на рис.2 комплект перфорированных ножей производства «ВЕ».
Как видно на фото, площадь боковой поверхности ножей уменьшена за счет появившихся отверстий, а значит, нагрев сырья от трения о боковые поверхности ножей меньше.
На рис.3 показана схема движения фарша при переработке на куттере.
На рис.3 показана схема движения фарша при переработке на куттере.
При использовании обычных ножей фарш, попадая в зону резания, под действием центробежных сил распределяется ближе к концам ножей, и эффективно работает только 1/3 режущей кромки ножей.
При использовании перфорированных ножей фарш перетекает через отверстия и заполняет камеру резания более полно.
Увеличивается дифференцированная разница скорости ножей и фарша и, соответственно, улучшается резание и эмульгирование продукта. Перетекание фарша через отверстия в ножах прерывает тепловые потоки и не даёт фаршу перегреваться. За счет уменьшенной площади боковой поверхности ножи испытывают меньшие фронтальные нагрузки. Перфорированные ножи равномерно распределяют нагрузки и вес сырья по поверхности и между парами ножей. Это снижает риск возникновения усталостных трещин и увеличивает срок службы комплекта. На термографических снимках (рис.4 и рис.5) видно распределение очагов напряженности на ножах (красный цвет – более высокая напряженность).
| Рис.4 | Рис.5 |
За счет лучшего перемешивания сокращается количество воздушных включений в фарше. Это особенно актуально для российских производителей, так как борьба с «пористостью» вареных колбас занимает умы наших технологов уже длительное время.
В таблице приведены результаты испытаний перфорированных ножей на куттерах различных производителей (все куттеры имели объём чаши 325 литров).
| Производитель | Экономия времени при производстве фарша для вареных колбас | Экономия электроэнергии | Комментарии |
|
Hegger Alpina |
До 23% | До 7% | При расчете экономии электроэнергии учитывались пусковые токи двигателей |
| Seydelmann | До 18% | До 3% | При расчете экономии электроэнергии учитывались пусковые токи двигателей |
| Convenience Food System | До 21% | До 6% | При расчете экономии электроэнергии учитывались пусковые токи двигателей |
| Laska | До 28% | До 8% |
При расчете экономии электроэнергии учитывались пусковые токи двигателей |
Испытания, проведенные специалистами фирмы «АНТЕС» совместно с представителями компании «ВЕ» на одном из крупных мясоперерабатывающих предприятий России, убедительно доказали, что применение перфорированных ножей снизило время куттерования на 20%. Работы проводились на куттере «LASKA», 500 литров. При этом качество выпущенной продукции было выше, чем при использовании обычных ножей. В колбасе снизилось количество воздушных включений, улучшилась равномерность структурной разработки и плотность.
Применение специальной, патентованной стали позволило в два раза реже проводить перезаточку ножей, что также экономит рабочее время, расходные материалы и электроэнергию.
Работа с перфорированными ножами оказывает благоприятное воздействие на весь сложный процесс переработки сырья, оптимизируется конфигурация всего производственного процесса.
В итоге можно отметить основные положительные моменты применения перфорированных ножей:
- уменьшение степени нагрева фарша за счет прерывания тепловых потоков и снижения площади трения;
- улучшение перетекания фарша между ножами и, как следствие, более высокая производительность резания;
- притормаживание фарша в области ножевой головки и повышение дифференцированной разницы в скоростях ножей и сырья;
- улучшение втягивания фарша в область ножевой головки (основное пространство резки), лучшее перемешивание сырья.
На термографических изображениях видна более высокая эффективность перфорированных ножей (рис.6 – обычный нож и рис.7– перфорированный нож). Красные линии на режущих кромках перфорированных ножей указывают на более эффективное резание.
| Рис.6 | Рис.7 |
Разница в температуре на поверхности ножей, при одинаковом времени куттерования составила более 5°С.
При расчетах использовался научный метод FEM (Finite Element Method).
Применение перфорированных ножей при приготовлении сырокопченых колбас качественно не отличается от приготовления с использованием обычных куттерных ножей, т.к. специалисты ориентируются на достижение определенного уровня зернистости колбасы.
Преимущество в использовании здесь перфорированных ножей выявляется в сокращении выделения тепла через уменьшение площади поверхности ножей, а также в достижении более высокого качества нарезки сырья вследствие меньшего действия центробежной силы на сырье. Под воздействием отверстий в ножах сырье дольше находится в области «нарезки», и получается высококачественный и ясный срез фарша.
| Рис.8 | Рис.9 |
Еще одно инновационное направление компании «ВЕ» – разработка конструкции специальных, барьерных ножей, которые применяются в комплексе с перфорированными ножами.
Патенты:
DE 196 54 733 «Куттерные ножи»
DE 198 23 412 «Ножи для куттерных машин, особенно куттерные ножи»
DE 198 23 413 «Ножи для куттерных машин»
GM 198 23 413 «Барьерные ножи»
Рис.10
Ножи с барьерной функцией – это результат многолетнего исследования в области процесса резания, происходящего по большей мере в верхней части ножа. Форма ножа получила своё развитие на основе измерений и высокоскоростных записей режущих процессов и процедур, происходящих на этапах переработки сырья в куттерах.
В стандартном ножевом комплекте, который состоит из 6 ножей, только первая пара принимает основное участие в процессе резания.
Динамично вращающиеся барьерные ножи обеспечивают равномерное вовлечение всех других ножей в процесс обработки сырья.
Различные конфигурации барьерных и блокирующих ножей призваны решать специальные задачи, такие как работа с сырьем при низких температурах (до - 15⁰С) или выработка жидких фаршей с очень тонкой степенью измельчения (различные виды паштетов).
На первом этапе грубое сырьё лучше измельчается выпуклым ножом барьерного ножа. На последующих этапах обрабатывается мягкая фаршевая масса с большой долей коллагена. Длинный подтягивающий нож захватывает и измельчает главным образом жилы. Для этой цели был создан нож для мелкого фарша. Сочетание ножа с отверстиями, барьерного ножа и подтягивающего ножа обеспечивает максимальную производительность при мелком измельчении доли коллагенового сырья.
Рис.11 Барьерный нож в комбинации с перфорированными ножами.
Барьерный нож в комбинации с перфорированными ножами.
Нож с барьерной функцией устанавливается в конце комплекта ножей, и задачей его является задерживание фарша в рабочей зоне верхней части ножа. Это продлевает время нахождения продукта между всеми ножами при обработке сырья. Увеличенная интенсивность резания улучшает качество продукта и сокращает время обработки.
Барьерная функция выпуклых, длинных и подтягивающих ножей для фарша имеет несколько положительных эффектов благодаря специальному дизайну форм ножей.
Режущая способность равномерно распределяется на все ножи, качество резания при этом улучшается.
Нож с барьерной функцией устанавливается в конце комплекта ножей, и задачей его является задерживание фарша в рабочей зоне верхней части ножа. Это продлевает время нахождения продукта между всеми ножами при обработке сырья. Увеличенная интенсивность резания улучшает качество продукта и сокращает время обработки.
Барьерная функция выпуклых, длинных и подтягивающих ножей для фарша имеет несколько положительных эффектов благодаря специальному дизайну форм ножей.
Режущая способность равномерно распределяется на все ножи, качество резания при этом улучшается.
Рис.12 Уменьшение нагрева в верхней части ножа.
Рис.13 Циркуляция над отверстиями ножа.
Благодаря специальной форме в области верхней части ножа наблюдается значительно улучшенная режущая способность. Этот принцип способствовал уменьшению количества ножей в комплекте с 8 до 6 ножей, в 500 л куттере KILIA. Наряду с экономией времени обеспечены высокая степень измельчения фарша, высокая режущая и эмульгирующая способность одновременно. Ножи располагаются в комплекте в стандартной последовательности.
Рис.14 Стандартный комплект ножей KILIA (500л)
Рис.15 Комплект барьерных ножей Laska (500л)
Рис.16 Комплект специальных ножей для пр-ва паштетов.
Рис.17 Комплект смешивающих ножей, куттер 325л.
Сырье: говядина, свинина, шпик.
Температура: t1 =3oC; t2 = 14oС
Потребление электроэнергии: сокращено примерно на 20%
Производительность: увеличена с 30 до 45%
Температура: t1 =3oC; t2 = 14oС
Потребление электроэнергии: сокращено примерно на 20%
Производительность: увеличена с 30 до 45%
Рис.18 Обычный нож
Рис.19 Вид разреза, произведенного обычным ножом при продленном времени куттерования.
Рис.20 Барьерный нож
Рис.21 Вид разреза, произведенного комплектами барьерных ножей, время куттерования сокращено на 30%.
Эксклюзивным представителем фирмы «ВЕ» в России является компания «АНТЕС».
Специалисты нашей компании готовы провести консультации и эксперименты по работе с перфорированными и барьерными ножами на вашем предприятии. Вы можете обратиться за необходимой информацией по многоканальному телефону (495) 500-4-500, а также посетить стенд фирмы «BE» на выставке IFFA в Германии (зал 9 стенд F37). Ждем вас!