Оборудование для транспортирования убойных животных и птицы

ВВЕДЕНИЕ

 

На предприятиях мясной промышленности осуществляют убой сельс­кохозяйственных животных и птицы и производят из продуктов убоя пищевую, кормовую, медицинскую и техническую продукцию. Сырье, используемое в промышленности, сложно по строению и составу, значи­тельно различается по массе, размерам и свойствам (химическим и фи­зическим) как отдельных отрубов, так и различных тканей. Это сырье биологического происхождения, и оно лабильно ко многим внешним факторам: температуре среды, воздействию кислорода воздуха, микробиальному загрязнению и др. Кроме того, следует учитывать, что после убоя — перевода материи из живой формы в неживую — в ней происхо­дят сложные биохимические превращения (автолиз), которые протекают в период первичной обработки.

С учетом высокой стоимости убойных животных основными требова­ниями, предъявляемыми к технологиям и техническому оснащению предприятий мясной промышленности, являются комплексность и безотходность. Кроме того, как и на всех предприятиях пищевой промыш­ленности, обязательно выполнение санитарно-ветеринарных предписаний и норм.

Современные предприятия мясной промышленности высокомеханизи­рованные и автоматизированные. Однако сложность строения и неодно­родность размеров животных (и туш) вынуждают на многих операциях сохранять ручной труд с использованием простого или механизированно­го инструмента. Замена ручного труда возможна лишь путем использо­вания машин-роботов, способных адаптироваться к изменяющейся ситу­ации в зоне обработки.

Все оборудование мясоперерабатывающих предприятий делится на подъемно-транспортное, технологическое и контрольное.

Подъемно-транспортное оборудование предназначено для создания материальных потоков в цехах и подачи материалов в зону их обработ­ки. Оно включает разнообразные подъемные и транспортные машины периодического и непрерывного действия, которые изучаются в специ­альных курсах. Эти машины могут функционировать отдельно или вхо­дить в состав технологического оборудования, создавая агрегатированные устройства. С помощью подвесных цепных конвейеров они образуют технологические линии убоя и переработки туш сельскохозяйственных животных и птицы.

Технологическое оборудование предназначено для осуществления технологических процессов, и в зависимости от требований в нем ис­пользуются механические, тепловые, электрофизические, биохимичес­кие, химические и микробиальные процессы. Для осуществления меха­нических процессов применяют машины: простые, полуавтоматические, автоматические. В современных линиях начинают использовать маши­ны, наделенные элементами интеллекта, — роботы.

Простая рабочая машина состоит из двигателя, передаточного и ис­полнительного механизмов. В большинстве машин применяют электрические двигатели переменного тока: асинхронные, одно- или многоско­ростные — и двигатели постоянного тока, позволяющие плавно изме­нять частоту вращения и величину крутящего момента. При использова­нии двигателей постоянного тока в некоторых случаях исключаются пе­редаточные механизмы. Исполнительный механизм состоит из рабочего органа, механизма загрузки и выгрузки. Все эти узлы связываются ме­ханизмом регулирования — механическим, электрорелейным или элект­ронным. В современных машинах для регулирования широко применя­ют микропроцессоры.

Рабочий орган соприкасается непосредственно с обрабатываемой про­дукцией и выполняет заданную операцию. Для приведения его в движе­ние, передачи ему мощности и крутящего момента от двигателя исполь­зуют передаточный механизм, состоящий, как правило, из редукторов (цилиндрических, конических, червячных и др.), открытых зубчатых передач, цепных и ременных передач. Передаточный механизм транс­формирует (понижает или повышает) частоту вращения и крутящий мо­мент на валу двигателя в параметры, необходимые для движения рабо­чего органа. Кроме того, при необходимости изменяют характер движе­ния — переходят от вращательного движения к поступательному, качательному или колебательному.

Система электродвигатель — механическая передача составляет элек­тромеханический привод. Электромеханический привод во многих ма­шинах заменяют гидравлическим или пневматическим. Гидравлический привод может состоять из гидроцилиндра или гидромотора, связанных непосредственно с рабочим органом. Этот привод позволяет в широком диапазоне непрерывно изменять скорость движения и усилие рабочего органа без промежуточных передач. Гидравлический привод позволяет получать существенно большие усилия на рабочем органе при неболь­ших габаритах и массе, что делает его полезным в переносном механи­зированном инструменте. Он безопаснее, чем электромеханический, что особо важно при работе во влажных помещениях. Однако для примене­ния гидравлического привода необходима насосная станция, имеющая большие габариты и массу. Поэтому наиболее целесообразно одновремен­ное использование нескольких машин от единой насосной станции.

Пневматический привод применяют для осуществления прямолиней­ного движения с помощью пневмоцилиндров. Он имеет те же преимуще­ства, что и гидравлический. При использовании пневматического приво­да принимают дополнительные меры по охране труда.

В простой машине рабочий вручную осуществляет весь рабочий цикл: загрузку, технологическую операцию и выгрузку.

В полуавтоматической машине выполняют загрузку и выгрузку вручную, а рабочие операции осуществляются без участия рабочего.

В автоматической машине (машина-автомат) весь цикл происходит без участия рабочего-оператора, в задачу которого входят лишь конт­роль и наладка. Машины-автоматы работают по жесткой программе, изменять которую может наладчик. Они не приспособлены к измене­нию внешних условий, например к изменению размеров исходного ма­териала.

Машины-роботы снабжают чувствительными элементами зрения, осязания и микропроцессором. Эти машины имеют возможность само­обучения, самоналадки и приспособления к изменяющейся внешней си­туации. Безусловно, степень самостоятельности определяется мощностью компьютера и изначальным программным обеспечением.

Простые машины, построенные в цепочку и последовательно выпол­няющие технологические операции, образуют механизированную линию, которая может снабжаться транспортными системами. Комплекс машин-автоматов, объединенных транспортной системой, промежуточными на­копителями и единым управлением, образует автоматизированную ли­нию.

Применение машин-роботов возможно и в механизированной, и в ав­томатизированной линиях. Построение линий из машин-автоматов и ро­ботов позволяет создавать так называемые безлюдные технологии.

Электрофизические, тепловые, химические, биохимические и микро-биальные процессы осуществляются в аппаратах.

Аппараты — это, как правило, емкостные устройства, в которых со­здаются условия, необходимые для выполнения технологического про­цесса (температура, давление, влажность и др.). Аппараты могут быть периодического и непрерывного действия. Часто для интенсификации процесса и перемещения продукта их снабжают механическими приспо­соблениями (мешалки, дробилки, транспортеры и т. д.).

Контрольное оборудование предназначено для выполнения двух функций. Во-первых, это выявление и выбраковка зараженного сырья и направление его на утилизацию или специальную переработку. Во-вто­рых, это определение качества и выхода продукции. Для этих целей созданы и используются автоматизированные экспресс-приборы, уста­новки и линии.

Изучению перечисленного технологического оборудования посвящено настоящее учебное пособие.

Предполагается выпуск учебного пособия в двух частях. В части I учебного пособия рассматривается технологическое оборудование, пред­назначенное для убоя сельскохозяйственных животных и птицы и пер­вичной обработки туш. При этом принята классификация оборудования по технологическому признаку, что облегчает совместное изучение кур­сов «Технология отрасли» и «Оборудование отрасли». Безусловно, при этом возникают неизбежные повторы при изучении машин с аналогич­ными рабочими органами, предназначенными для выполнения различ­ных технологических операций. Поэтому принципы построения рабочих органов и типовых аппаратов и методы их расчета приводятся в главах, описывающих технологии, где эти устройства используются наиболее ча­сто, а затем в последующих главах дается ссылка на этот материал.

Согласно задачам курса в пособии приводятся технологические расче­ты оборудования, позволяющие определять энергетические параметры машин и аппаратов, их геометрические размеры по заданной производи­тельности. Объем расчетов достаточен для подбора существующего обо­рудования или для разработки исходных проектных материалов.

В учебном пособии представлены конструкции отечественного обору­дования, которое выпускают в настоящее время или производили ранее, но все описанное оборудование продолжает эксплуатироваться на пред­приятиях. Конструкции зарубежного оборудования рассматриваются по каталогам фирм и показывают уровень развития техники на момент подготовки книги к изданию. В пособии приведены некоторые устрой­ства, которые изготовлялись в единичных экземплярах и не нашли ши­рокого применения. Но они имеют оригинальные инженерные решения и представляют интерес для сравнительного анализа.

Отечественная научная и инженерная школа создала ряд оригиналь­ных машин и аппаратов, не имеющих аналогов в мире и послуживших прототипами для создания оборудования за рубежом.

Убой и первичная обработка — наиболее специфичные и сложные технологии, которые осуществляет человек. В них используются практи­чески все известные процессы, широкая гамма машин, аппаратов и агрегатированных устройств. Разработка процессов и технических средств возможна лишь на базе фундаментальных исследований свойств нативного сырья и их трансформации в процессе обработки, допустимых ре­жимов энергетических воздействий (механических, тепловых, электро­физических и др.).

Создаваемое оборудование должно обеспечивать интенсивность осуще­ствляемых процессов при экономической целесообразности. Особые тре­бования к оборудованию диктуются необходимостью охраны окружаю­щей среды, что связано с минимизацией внешних выбросов, в том числе тепловых. При этом, учитывая высокую энергоемкость процессов пере­работки сырья биологического происхождения, экономически целесооб­разно повторно использовать теплоту отходящих газов и воды.

Основной вклад в создание курса «Технологическое оборудование пред­приятий мясной промышленности» был сделан профессором А. Н. Пелеевым, учебник которого издавался трижды.

Материал учебного пособия сочетается с курсом «Технология мяса и мясных продуктов» и, являясь завершающим в подготовке инженеров, требует знания предшествующих общетехнических и специальных дис­циплин.

 

Глава 1

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ УБОЙНЫХ            ЖИВОТНЫХ И ПТИЦЫ

Транспортные средства для достав­ки убойных животных и птицы на переработку должны обеспечивать со­блюдение ветеринарно-санитарных и зоогигиенических правил, направлен­ных на исключение падежа и травм животных, потерь полезной массы, снижение психологической и стрессо­вой нагрузки. Транспортирование, особенно с использованием неспециа­лизированных транспортных средств, приводит к побитостям и порывам шкуры, переломам костей и т. д. Стресс служит причиной нарушения обменных процессов, приводящих к изменению рН мяса и появлению по­роков, существенно ухудшающих его технологические свойства.