Разработка теоретических основ механизированной обвалки мяса методом штамповки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Моргунов, Александр Валентинович

• Моргунов, Александр Валентинович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Моргунов, Александр Валентинович

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Актуальность механизации обвалки мяса.

1. 2. Современный уровень развития оборудования для обвалки мяса.

1.2. 1. Оборудование для ручной обвалки мяса.

1. 2. 2. Оборудование для механизированной обвалки мяса.

1. 2. 3. Оборудование для обвалки мяса штамповкой.

Выводы.

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2. 1. Объект исследования.

2. 2. Оборудование и методика исследования

2. 3. Состав и свойства мышечной ткани.

2. 4. Определение механических характеристик мышечной ткани при механическом воздействии.

ГЛАВА 3. МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОВЯДИНЫ И СВИНИНЫ.

3.1. Методы исследования.

3. 1. 1. Гистологические исследования.

3. 2. Говядина.

3. 2. 1. Исходное сырье без механического воздействия.

3. 2. 2. Говядина после механического воздействия при относительной деформации 0,75.

3. 2. 3. Говядина после механического воздействия при относительной деформации 0,9.

3. 2. 4. Говядина после механического воздействия при относительной деформации равной

3. 3. Свинина.

3. 3. 1. Исходное сырье без механического воздействия.

3.3.2. Свинина после механического воздействия при относительной деформации 0,75.

3.3.3. Свинина после механического воздействия при относительной деформации 0,9.

3.3.4. Свинина после механического воздействия при относительной деформации равной

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка теоретических основ механизированной обвалки мяса методом штамповки»

В мясной промышленности до настоящего времени до 70% операций выполняются вручную с применением простых машин и механизированного инструмента в таких технологиях, как убой сельскохозяйственных животных, обработка туш, разделка туш на отруба, обвалка и жиловка мяса.

Сложность механизации процессов обвалки и жиловки мяса связана со сложностью анатомического строения туши, как единого целого, составленного из разнообразных тканей: мышечной, соединительной, жировой, костной и органов, которые имеют определенное функциональное назначение. Все кости, входящие в скелет животного, имеют сложную криволинейную конфигурацию, специфичную для разных видов.

Разработка машин для обвалки и жиловки мяса идет по нескольким направлениям.

1.Создание простых машин и полуавтоматов, на которых удаляют крупные кости из отрубов, имеющих незначительные различия по размерам и массе.

2.Создание машин - автоматов, использующих гибкие системы взаимодействия рабочих механизмов и обрабатываемой продукции, позволяющих частично компенсировать различие отрубов в размерах и массе. В этих машинах не копируется ручной труд обвальщиков, а используют процессы, применяемые в других отраслях перерабатывающей промышленности.

3. Создание «интеллектуальных» машин — роботов, исполнительный механизм, которых полностью или частично копирует движение человеческой руки.

При механизированной обвалке получают обваленное мясо со свойствами, близкими к нативным, получаемым при ручной обвалке или в виде пасты — тонкоизмельчённого продукта, включающего мышечную и соединительные ткани и костный жир. В первом случае обваливают сортные отруба, во втором — выбракованные низкосортные отруба и тушки птиц или кости, полученные после ручной обвалки мяса (дообвалка).

Для разделения мясокостного отруба на составные элементы (кость, мышечная и соединительная ткани) необходимо разрушить силы связей, соединяющих их в единое целое. При ручной обвалке связи разрушаются разрезанием: мышечную и соединительные ткани срезают ножом. При механизации обвалки и жиловки для разрушения связей, используют внешнее давление (одностороннее и объёмное), отрыв мягких тканей от кости и соскабливание их с костей скребками.

Разрушение связей внешним давлением основано на явлении селективного перехода в текучее состояние тканей, входящих в состав мясокостного сырья. При сжатии подобного конгломерата в текучее состояние будут по очереди переходить ткани в зависимости от их прочности. Прочность отдельных видов тканей различается в достаточно широких диапазонах, что объясняется влиянием пола, возраста, упитанности животных, значительно различаются прочности различных видов материалов.

Большой вклад в изучении структурно-механических свойств мяса при одноосном сжатии, разрыве мышечной и костной ткани внесли: Пелеев А.И., Клименко М.Н., Ивашов В.И., Кулишев Б.В., Ильиных В.В., Максимов А.Ю., Геворкян Б.А., Казиев З.Б., Бишарат А.Ф., Лимонов Г.Е., Познышев А.Н. Познышев А.Н. занимался изучением структурно-механических свойств мяса при одноосном сжатии, сжимая образцы до 70 % от полной деформации. Для конструирования машин необходимо знать зависимости напряжение от деформации мяса в диапазоне относительных деформаций до 100%.

Штамповку используют для выделения крупной кости из окорока, лопатки, костей из отдельных частей птицы. Подобные машины существуют за рубежом, но в нашей стране не было таких разработок. Для конструирования машин необходимо знать зависимость напряжение от деформации мяса в диапазоне относительных деформаций до 100 %. Подобные исследования не проводились. В то же время при обвалке методом штамповки получают мало деформированное мясо, которое в дальнейшем можно использовать для производства разнообразных натуральных и рубленых продуктов.

Целью настоящей работы является создание научно-обоснованного метода конструирования машин для обвалки методом штамповки.

В соответствии с целью можно выделить следующие направления: изучение влияния механического воздействия на характер деформационных характеристик мышечной ткани при различных режимах нагружения; определение и изучение процессов протекающих при обвалке методом штамповки; определения необходимого усилия для механической обвалки мяса; на основании проведенных исследований и определения оптимальных параметров разработать конструкцию аппарата для механической обвалки мяса.

Механизация процесса обвалки мяса является актуальным и перспективным научно-техническим направлением развития отрасли, так как при ручной обвалке характерна очень высокая трудоемкость и низкая эффективность ручного труда. В результате механизации обвалки мяса возникает возможность облегчения ручного труда, увеличение выхода продукта, повышение его качества, повышение производительности труда. Кроме того, механизация обвалки мяса приведет к снижению себестоимости продукта, а так как себестоимость продукта является одним из важнейших факторов, влияющих на прибыль в обратной зависимости, то результатом этого будет увеличение прибыли предприятия, что положительно скажется на его производственно хозяйственной деятельности. Необходимо отметить, что механизация обвалки мяса улучшает гигиену продукта, так как соприкосновение продукта с руками человека сокращается, а это в свою очередь приведет к улучшению качества мяса и увеличению его срока хранения. Механизация обвалки позволяет значительно сократить процент производственного травматизма, что скажется на условиях труда и его производительности.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Моргунов, Александр Валентинович

выводы

1. С помощью метода одноосного испытания образцов на сжатие были установлены значения изменения напряжения от деформации.

2. Выявлены максимальные напряжения для различных видов мяса: для размороженной говядины 3014,8 кПа; для размороженной полужирной свинины 2618,5 кПа; для размороженной жирной свинины 2505,3 кПа.

3. На основании проведенных исследований предложены рабочие органы машины для обвалки мышечной ткани с гибкими элементами компенсирующие геометрические различия объекта обработки.

4. Гистологические исследования мяса после обвалки показали, что полученное мясо не имеет разрушений клеток и пригодно для применения в промышленности для производства высококачественной продукции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Моргунов, Александр Валентинович, 2005 год

1. А. с. 171770 А 1 А22С - 17/04. Устройство для дообвалки мяса./ А. Я. Леонов, В. В. Воронин и др. - 1992/.

2. А. с. 1717060 А 1 А22С 17/04. Устройство для отбивания и очистки костей./ А. Я. Леонов, В. В. Воронин и др. - 1992/.

3. А. с. 1780683 А 1 А22С 17/04. Устройство для дообвалки мяса./ А. Я. Леонов, В. В. Воронин и др. - 1992/.

4. А. с. 138153 А 22С — 17/04. Устройство для отделения мяса от кости. Г.И. Попов, Б.А. Геворкян, А.А. Дорохов 1960.

5. Афанасьев Ю. И., Юрина Н. А. Гистология, цитология и эмбриология. -М.: Медицина, 1999.

6. Барабанов И. И., Минчина Л. С., Зимин Н. Л. и др. Морфологические исследования в ветеринарных лабораториях. (Диагностика, исследование продукции и сырья). Методические рекомендации. М., 2002, 71 стр.

7. Белоусов А. А. Научно-практические основы оценки качественных характеристик мяса и мясопродуктов по микроструктурным показателям. Дисс. доктора наук. М., 1998.

8. Берсан Г. Машины мясной промышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 192 с.

9. Бишарат А. Ф. Разработка теоретических основ механизированной обвалки мяса. Дисс. канд. техн. наук М., 1997.

10. Боев В. И., Бобровский А. Я., Лебедева Н. А. , Писменская В. Н. Анатомия и физиология сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1992, с. 32-40.

11. И.Валовая М. А., Кавторадзе Д. Н. Микротехника. Правила, приёмы, искусство, эксперимент. Изд-во МГУ, -М., 1993. 241 с.

12. Вознесенский В. Л. Первичная переработка экспериментальных данных. Л.: Наука, 1969, с. 54 - 57.

13. Волкова О. В., Елецкий Ю. К. Основы гистологии с гистологической техникой. М., «Медицина», 1982.

14. Волкова О. В., Елецкий Ю. К., Дубовая Т. К. и др. Гистология, цитология и эмбриология: Атлас. М., «Медицина», 1996.

15. Гигиенические требования к качеству мяса, полученного в результате отделения кости механическим способом. — В кн.: XXIII Европейский конгресс работников НИИ мясной промышленности / Й. Гола, Й. Бенеш, М. Гуинякова и др. (ЧССР). М., 1980, с. 393 397.

16. Горбатов А. В., Барбетти Р. Р., Богатырёв А. Н., Мизерецкий Н. Н. Оптимизация конструктивных форм оборудования для дообвалки мяса- В кн.: XXIII Европейский конгресс работников НИИ мясной промышленности. М., 1980, с. 273 -274.

17. Горбатов А. В., Спирин Е. Г., Вагин В. В. Проблемы совершенствования производства колбас. В кн.: XXIII Европейский конгресс работников НИИ мясной промышленности. М., 1980, — с. 371.

18. Дэниел К. Применение статистики в промышленном эксперименте. — М.: Мир, 1979.-300 с.

19. Жильцов В. Г. Сысоев В. С. Анатомия мясопромышленных животных.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. 254 с.

20. Житенко П. В. Технология продуктов убоя животных. М. Колос, 1984.-237 с.

21. Журавская Н. К., Алехина Л. Г. и др. Исследование и контроль качества мяса и мясопродуктов. М.: Агропромиздат 1985. - 126 с.25.3ажигаев JI. С. и др. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М.: Атомиздат, 1978. - 232 с.

22. Зарубежный опыт обвалки парного мяса и пути интенсификации процесса его созревания./ В. А. Алексахина, С. К. Апраксина, АгроНИИТЭмясмолпром. Сер. «Мясная промышленность». — 1980, с. 12-18.

23. Заявка 3529189 ФРГ, МКИ А22В 5/20. Устройство для вскрытия грудной клетки у туш убойных животных, в частности коров. — 1985.

24. Заявка 3542890 ФРГ, МКИ А228 5/20. Устройство для вскрытия грудной клетки у туш убойных животных. 1985.

25. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть 1 Москва, «Колос» 2001.

26. Ильиных В. В. Разработка и создание технологического оборудования для посола мясопродуктов под вакуумом на основе экспериментальных исследований. Дисс. канд. техн. наук-М., 1985.

27. Ильюхин В. В., Кратосутский Г. И., Ревяков А. И. Механизация процесса обвалки: обзорная информация. — М.: ЦНИИТЭИ мясмолпром, 1972 — 20 с.

28. Информационный бюллетень США и Канады. АН СССР 1978, № 20.

29. Исследование физико-химических процессов при дообвалке мяса с применением солёных растворов./ Р. Р. Барбетти, Т. В. Чижикова, А. Г. Волкова и др.. : Труды ВНИИМПа, 1975, вып. 31, с. 82.

30. Казиев 3. Б. Разработка основ проектирования для разделки туш убойных животных. Дисс. канд. техн. наук — М., 1990.

31. Кармас Э. Технология свежего мяса: перевод с англ./ под ред. В. М. Горбатова, пер. Ф. Н. Евтеев. М.: Пищевая промышленность, 1979. — 335 с.

32. Клименко М. Н. Исследование процесса измельчения мяса лезвием. Дисс. канд. техн. наук-М., 1965.

33. Клименко М. Н., Пелеев А. И. Исследование структурно-механических свойств мяса. «Известия вузов. Пищевая технология». — 1966, №2.

34. Комаров В. И., Иванова Е. А. Современные методы определения качества и безопасности пищевых продуктов.// Пищевая промышленность, 1997, № 11, с. 8 — 11.

35. Кондратюк Н. Д. Экономика и организация птицеперерабатывающей промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1971, с. 28 — 36.

36. Костенко Ю. Г., Нецепляев С. В., Гончарова JI. А. Основы микробиологии, гигиены и санитарии на предприятиях мясной и птицеперерабатывающей промышленности. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 176 с.

37. Копп Ж. Сокращение мышечной ткани при тепловой обработке в зависимости от содержания коллагена. — В кн.: XXIII Европейский конгресс работников НИИ мясной промышленности. М., 1980, с. 257.

38. Кратосутский Г. И. Исследование процесса сепарирования в потоке газа криогеннообработанного сырья. автореферат канд. техн. наук. -М., 1975-20 с.

39. Кузьмичев Д. А. и др. автоматизация экспериментальных исследований. М.: Наука, 1983. — 39 с.

40. Кулишев Б. В. Исследование импульсного резания и структурно-механических свойств костной ткани с целью разработки соответствующего оборудования. Дисс. канд. техн. наук-М., 1979.

41. Лимонов Г. Е., Боровикова О. П., Смирнова Л. В. Вибрационная техника и технология в мясной промышленности./ Под ред. Лимонова Г. Е. М.: Агропромиздат, 1989, с. 175 - 180.

42. Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений. — М. Физматгиз, 1962. — 112 с.

43. Лонгдилл Г. П. Новая техника и технология при убое и обработке овец./ Тр. 34-го международного конгресса по вопросам науки итехнологии мясной промышленности. Брисбейн. Австралия, т. 2. — 1988, с. 427-432.

44. Машины для измельчения мяса./ С. Г. Юрков, Б. Н. Дуйденко, 3. Б. Казиев и др. АгроНИИТЭИ мясмолпром, Сер. «Мясная промышленность». - 1988. - 32 с.

45. Машина для обвалки четвертин крупного рогатого скота./ ВЦП — №2895 М., 1986. - 12 с. Пер., проспекта фирмы N. Shlumberger (Франция).

46. Максимов А. Ю. Разработка устройств для разделки тушек уток и обвалки отдельных частей. Дисс. канд. техн. наук — М., 1990.

47. Меркулов Г. А. Курс патолого-гистологической техники. JL, «Медицина», 1969.

48. Месхи А. И. Биохимия мяса, мясопродуктов и птицепродуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. с. 222 - 229.

49. Механические свойства говяжьего мяса при замораживании. — Мясная индустрия СССР, 1969, N1, с. 33.

50. Механизация и автоматизация распиловки туш за рубежом./ А. Д. Соломатин, А. М. Епихина, Е. А. Лапшина, А. Э. Степанова. М.: ЦНИИТЭИ мясмолпром, 1977 (Экспресс-информация «Мясная промышленность», №13), с. 6 - 10.

51. Николаев Б. А., Баранов А. Ф. Исследование структурно-механических свойств мяса методом растяжения. Мясная индустрия СССР, 1971, №12, с. 29.

52. Николаев Б. А. Измерение структурно-механических свойств пищевых продуктов. — М.: Экономика, 1964.-215 с.

53. Новое в технике и технологии переработки баранины/ Н. Н. Шишкина, С. Г. Юрков, 3. Б. Казиев и др.// АгроНИИТЭИ мясмолпром. Сер. «Мясная прмышленность». 1990. - 32 с.

54. Оборудование для первичной обработки скота/ Н. Ф. Геннералов, JI. А. Колюбикина, Ю. Г. Козлов, А. И. Степаненко., М.: Пищевая промышленность, 1977, с. 37.

55. Орловский В. М., Горшко Г. П. Влияние температуры мышечной ткани на её структурно-механические свойства. М. Труды ВНИИМПа, 1977, вып. 38, с. 88.

56. Осипов Н. П. Атлас анатомии домашних животных в 2-х ч., ч. 1 — М. Колос, 1965.

57. Патент 85/01187 WQ, МКИ А22С 18/00. Агрегат для разделки туш свиней и овец. 1985.

58. Патент США N3156284 Кл. 17-1. Машина для удаления костей из мясных отрубов. — 1989.

59. Патент США N486558 Кл. 17-1. Метод и устройство для обвалки мя са.- 1989.

60. Патент (малый) N12513080 Франция, А22С 17/00. Устройство для разделки четвертин крупного рогатого скота. 1981.

61. Патент N597319, МКИ А22В 5/20. Устройство для разделки туш мяса. 1980.

62. Пелеев А. И. Технологическое оборудование предприятия мясной промышленности. — 3-е издание; переработанное и дополненное — М. Пищевая промышленность, 1971, с. 184- 188.

63. Познышев А.Н. Исследование способов и режимов резания мяса с учётом его структуры./ Дисс. канд. техн. наук М., 1973.

64. Применение автоматизированных систем и робототехники в птицеперерабатывающей промышленности за рубежом./ М. X. Варажян, Б. В. Елизаров, В. И. Ивашов и др.// АгроНИИТЭИ -мясмолпром, Сер. «Мясная промышленность», 1987. 32 с.

65. Проспект фирмы Stork Protcon «Innovative meat processing».

66. Проспект фирмы Бихайв (США).

67. Пути механизации обвалки мяса./ Т.В. Чижикова, Р. М. Салаватулина, Р. Р. Барбетти и др.. М.: ЦНИИТЭИ мясмолпром, 1975, (экспресс-информация «Мясная промышленность» №77), с. 3 - 26, 29.

68. Рогов И. А., Бабакин Б. С., Илюхин В. В. Электорсепарирование сырья животного происхождения: обзорная информация — М.: ЦНИИТЭИ мясмолпром, 1984. — 28 с.

69. Рогов И. А., Жаринов А. И. Технология и оборудование мясоконсервного производства. — М.: Пищевая промышленность, 1978, с. 7- 13,45-52.

70. Рогов И. А., Забашта А. Г., Казюлин Г. П. Общая технология получения и переработки мяса. М. Колос, 1994, с. 24-28.

71. Рогов И. А., Забашта А.Г., Алексахина В. А., Титов Е.И. Технология и оборудование колбасного производства. М.: ВО «Агропромиздат», 1989, с. 89-115.

72. Рогов И. А., Горбатов А. В. Новые физические методы обработки мясопродуктов. М.: Пищевая промышленность, 1966, с. 9 - 22.

73. Румшинский В. JI. Обработка результатов эксперимента: конспект лекций-М., 1973, с. 10-35.

74. Салавутина Р. М. Рациональное использование сырья в колбасном производстве. -М.: Агропромиздат, 1985. 126 с.

75. Самусев Р. П., Пупышева Г. Г., Смирнов А. В. Атлас по цитологии, гистологии и эмбриологии. М., «Оникс 21 век», 2004.

76. Слабкина А. И. Основы животноводства Колос, 1981. - 280 с.

77. Слуцкий А. И. Биохимия нормальной и патологически измененной соединительной ткани. Л.: 1969. - 373 с.

78. Современное оборудование для расчленения тушек птицы./ Б. В. Кулишев, Б. В. Чаблин, М. X. Баражян и др.// ЦНИИТЭИ мясмолпром, Сер. «Мясная промышленность», 1985. 19 с.

79. Соколов В. И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. М.: Машиностроение, 1983. - 447 с.

80. Соколов А. А. Физико-химические и биохимические основы технологии мясопродуктов. М. Пищевая промышленность, 1965. -490 с.

81. Справочник по разделке туш, производству полуфабрикатов и быстрозамороженных блюд./ Б. Е. Гутник, Н. Ф. Генералов, Н. К. Шигаев, и др.; под ред. Б. Е. Гутника. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, с. 74 - 78.

82. Степнов М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний. — М., 1972. — 232 с.

83. Технология мяса и мясопродуктов./ Под общей ред. А. А. Соколова -2-е издание; переработанное и дополненное — М.: Пищевая промышленность, 1970, с. 32 61.

84. Тиняков Г. Г. Гистология мясопромышленных животных. М., 1967.89.38-я конференция по исследованию в области мяснойпромышленности./ Франция, 1992/.

85. Уорсинг А., Геффнер Дж. Методы обработки экспериментальных данных. -М.: Издательство иностранной литературы, 1949. 344 с.

86. Хвыля С. И. Развитие методологии контроля качества и идентификации состава мясного сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Диссертация доктора наук. М., 2002. 336 стр.

87. Хем А., Кормак Д. Гистология. М. — Изд-во «Наука». 1983.

88. Химический состав пищевых продуктов. — Кн. II Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот и углеводов./ Под ред. И. М.

89. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 303 с. 97.Чирятников В. И. Справочник обвальщика мяса и жиловщика. - М. Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 126 с.

90. Шаповалов А. К. Разработка устройства для разделки тушек цыплят-бройлеров./ Автореферат дисс. канд. техн. наук. — М. 1986. — 17

91. Шигалев Б. М. Математическая обработка наблюдений. М.: Физматиздат, 1962. - 344 с.

92. Шницер С. С. Научно-технический прогресс в мясной промышленности. -М.: Пищевая промышленность, 1986. 140 с.

93. Юрков С. Г., Дуйденко Б. Н., Андреенков В. А., Барановский С. И. Исследование механических свойств коллагеносодержащего сырья. М. ЦНИИТЭИ мясмолпром, 1981, «Мясная промышленность», №7, с. 64-66.

94. David Н. Quantitative ultrastructural date of animal and human cells. — Leipzig, 1977.

95. Dellmann H. D . Textbook of veterinary histology. - Philadelphia: Lea& Fabiger. 1993.

96. Gartner L. P., Hiatt J. L. Color Textbook of Histology. Philadelphia: W. B. Saunders Company, 1997.

97. Honikel К. O. Biochemical and physico-chemical characteristics of meat quality.// Tehnogija mesa, 1999, 3-5, 105-123.

98. Ross M. H., Romrell L. J., Kaye G. Histology. Baltimore - Tokio: Williams a. Wilkins, 1995.