способ консервирования кожевенного сырья и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ консервирования кожевенного сырья, в котором кожевенное сырье обрабатывают во вращающемся цилиндрическом барабане сухим консервирующим составом и осуществляют отвод жидкости, образующейся при консервировании кожевенного сырья, отличающийся тем, что кожевенное сырье во вращающемся цилиндрическом барабане с горизонтальной осью вращения одновременно подвергают колебательным движениям в вертикальном направлении с частотой 1 6 Гц и амплитудой 0,07 0,09 м, а отвод жидкости, образующейся при консервировании кожевенного сырья, осущеcтвляют постоянно в течение всего цикла консервирования.

2. Устройство для консервирования кожевенного сырья, содержащее установленный с возможностью вращения цилиндрический барабан с расположенными на внутренней его поверхности полками и привод вращения цилиндрического барабана, отличающееся тем, что оно снабжено системой возбуждения механических колебаний со своим приводом, цилиндрический барабан имеет горизонтальную ось вращения, а его диаметр равен 0,8 1,2 средней длины шкур крупного рогатого скота, при этом полки являются активаторами и расположены вдоль образующей цилиндрического барабана, причем привод вращения цилиндрического барабана соединен с цилиндрическим барабаном посредством упругого элемента.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что высота полок-активаторов равна 0,06 0,1 м и каждая полка-активатор в верхней своей части имеет закругление радиусом 1/20 диаметра цилиндрического барабана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к процессу консервирования шкур сельскохозяйственных животных и может быть использовано на мясокомбинатах и убойных пунктах в качестве способа и устройства для консервирования кожевенного сырья.

Известен способ консервирования коллагенсодержащего сырья [1] Этот способ предназначен для консервирования преимущественно обрезков шкур. Сырье внутри барабана перемешивается полками, имеющими в перечном сечении вид прямоугольного треугольника. Изобретение отличается одностадийностью обработки.

Наиболее близким способом консервирования кожевенного сырья и устройством для его осуществления является способ, по которому свиные шкуры консервируют сухими консервантами в горизонтальном цилиндрическом барабане [2]

Способ консервирования кожевенного сырья [2] заключается в двухстадийной обработке свиных шкур в барабане (первая стадия посол, вторая подсолка сухим консервирующим составом) с межстадийным отделением полученного при этом рассола и отличается тем, что обработку шкур ведут при коэффициенте заполнения внутреннего объема барабана, равном 0,45 0,55, и двух угловых скоростях соответственно на первой и второй стадиях консервирования с отводом жидкости, образующейся на первой стадии обработки, причем на второй стадии обработки в барабан добавляют консервирующий состав в количестве 10 15 от массы сырья. Время обработки шкур на первой стадии в 9 11 раз больше времени обработки на второй стадии.

Устройство для осуществления способа [2] содержит барабан с полками на внутренней поверхности, причем полки имеют в поперечном сечении форму прямоугольной трапеции. Общая продолжительность цикла консервирования свиных шкур в этом случае составляет примерно 2 ч 40 мин.

Недостатки [2] следующие:

затруднено консервирование шкур крупного рогатого скота (КРС), так как диаметр барабана несоразмерен шкурам КРС, поэтому шкуры в указанном барабане комкуются, получаются складки на шкурках, и для того, чтобы консервант прореагировал со всеми частями шкур, требуется намного больше времени для консервирования шкур КРС по сравнению с консервированием шкур свиней;

предусмотрена двухстадийная обработка шкур (посол и подсолка) с промежуточным между стадиями отведением жидкости, образующейся при посоле, для чего требуется еще дополнительное время обработки;

экспериментальная проверка с изготовлением опытного образца барабана диаметром 1,28 м (в натуральную величину) при консервировании шкур КРС показала, что общая продолжительность консервирования шкур КРС равна примерно 4 ч, что по сравнению с консервированием свиных шкур больше в 1,5 раза.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса консервирования, а именно значительное сокращение цикла консервирования кожевенного сырья.

При сравнении изобретения и известного технического решения отличие в способе заключается в том, что кожевенное сырье во вращающемся цилиндрическом барабане с горизонтальной осью вращения одновременно подвергают колебательным движениям в вертикальном направлении с частотой 1 6 Гц и амплитудой 0,07 0,09 м, а отвод жидкости, образующейся при консервировании кожевенного сырья, осуществляют постоянно в течение всего цикла консервирования.

Отличие предлагаемого устройства от известного заключается в том, что оно снабжено системой возбуждения механических колебаний в вертикальном направлении со своим приводом, цилиндрический барабан имеет горизонтальную ось вращения, а его диаметр равен 0,8 1,2 средней длины шкур крупного рогатого скота, при этом привод вращения цилиндрического барабана соединен с цилиндрическим барабаном посредством упругого элемента.

Полки являются активаторами и расположены вдоль образующей цилиндрического барабана. Высота полок-активаторов равна 0,06 0,1 м и каждая полка-активатор в верхней части имеет закругление радиусом 1/20 диаметра цилиндрического барабана.

На фиг. 1 5 представлены схемы относительного перемещения шкур с посолочным составом в барабане при осуществлении способа их консервирования; на фиг. 6 кинематическая принципиальная схема устройства для консервирования.

Способ консервирования кожевенного сырья 1 и устройство для его осуществления содержит барабан 2 с загрузочным люком 3, закрывающийся крышкой 4 (фиг. 1 5). Барабан 2 имеет цилиндрическую форму с горизонтальной осью вращения (фиг. 6). На внутренней поверхности барабана вдоль его образующей расположены полки-активаторы 5, а на его наружной поверхности размещена лопасть 6 выгрузки, неподвижную часть, крепящуюся к барабану, и подвижную часть, которая в период работы с колебательными движениями сдвигается к барабану и фиксируется в этом положении, а в период выгрузки фиксация подвижной части снимается (фиг. 1 5).

Под барабаном 2 расположен полуцилиндрический поддон 7, служащий для выгрузки из барабана законсервированного сырья определенными порциями, а над барабаном форсунки 8 для охлаждения холодной водой наружной поверхности барабана, так как во время работы шкуры нагреваются от деформации (на фиг. 1 - 5 показана условно одна форсунка, а остальные форсунки расположены вдоль барабана).

На фиг. 6 изображена кинематическая принципиальная схема устройства для осуществления способа консервирования кожевенного сырья. На каркасе 9 смонтирован барабан 2, опирающийся на амортизатор 10. Барабан приводится во вращение посредством двухскоростного электродвигателя 11 (посол высокая скорость, выгрузка низкая скорость, причем с целью удобства эксплуатации соотношение высокой и низкой скоростей 2 1), ременной передачи 12, редуктора 13, муфты 14 с упругим элементом, например пружиной. Тормоз 15 служит для остановки и фиксирования барабана в любом положении в пределах 360^o, например для загрузки барабана сырьем сбоку или сверху.

Кожевенное сырье одновременно с вращением барабана подвергается колебательным движениям в вертикальном направлении с частотой 1 6 Гц и амплитудой 0,07 0,09 м.

Система возбуждения механических колебаний имеет свой привод, состоящий из электродвигателя 16, муфты 17, вариатора 18 скоростей, муфты 19, ременной передачи 20, двух кривошипно-шатунных механизмов 21, двух коромысел 22, пружин 23 для передачи усилий от электродвигателя 16 к барабану и электрического шкафа (последний не показан).

Технологическая схема способа при одностадийном консервировании может быть представлена в следующем виде:

загрузка в барабан шкур и посолочного состава (кожевенное сырье) в любой последовательности и любыми порциями при соотношении 1 0,35 с коэффициентом заполнения внутреннего объема, равным 45 55

перед включением барабана во вращение и для колебательных движений необходимо лопасть 6 выгрузки сырья сдвинуть к барабану и зафиксировать в этом положении;

включение вращения барабана с высокой скоростью, равной 94 96 критической;

включение привода системы возбуждения механических колебаний;

по истечении определенного времени одновременно с вращением барабан приобретает колебательные движения с размахом, равным двум амплитудам;

через некоторое время начинается отделение "свободной" жидкости, которая отводится через перфорацию торцевой стенки (не показано);

совместное вращение (перемешивание) сырья и его колебательные движения вверх-вниз вызывают усиленную деформацию изгиба сырья на полках-активаторах барабана, что приводит к интенсификации массообмена между влагой кожевенного сырья и ионами посолочного состава, причем процесс консервирования заканчивается по достижению влажности в шкурах 46 48

выгрузка законсервированного кожевенного сырья производится при низкой скорости вращения электродвигателя 11 с открытым люком 3 при сдвинутой крышке 4.

На фиг. 1 показано расположение кожевенного сырья в барабане в момент получения толчка вверх от амортизаторов. Диаметр барабана равен 0,8 1,2 средней длины шкур КРС. Волнистой линией на фиг. 1 показано примерное расположение кожевенного сырья в барабане. Верхние точки от В₁ до В₁₇ (где В верхняя точка) показывают расположение точек верхнего слоя сырья. Нижние точки от H₁ до H₁₇ (где H нижняя точка) показывают расположение нижнего слоя сырья, прикасающегося к барабану.

Среднее положение геометрического центра барабана обозначено нулем ("0"). Центр ("0") барабана на фиг. 1 находится внизу отрицательной амплитуды (амплитуда обозначена буквой А).

Высота h полок-активизаторов равна 0,06 0,1 м. Вершины полок-активаторов имеют закругление R, равное 1/20 диаметра барабана. Полки-активаторы предложенной конструкции сохраняют структуру кожаной ткани и не повреждают шкуры, так как не вызывают в шкурах необратимых деформаций.

Кожевенное сырье при консервировании подвергается усиленной деформации изгиба, которая переходит в тепло и, чтобы кожевенное сырье не перегревалось, его охлаждают через стенку барабана, поливая барабан холодной водой из форсунок.

Лопасть выгрузки перед включением барабана во вращение и колебательные движения сдвигается к барабану и фиксируется в этом положении. Это делается для того, чтобы при колебательных движениях барабана лопасть не повредила полуцилиндрический поддон.

На фиг. 2 показана схема перемещения шкур с посолочным составом в момент прохождения центра барабана своего среднего положения со скоростью, приобретенной от толчка амортизаторов. Нижние точки обрабатываемого сырья H₁₆ H₁₈ оторвались от внутренней поверхности барабана и полок-активаторов. Геометрический центр барабана прошел расстояние от "-А" до "0". К этому моменту барабан повернулся на 1/28 часть окружности.

На фиг. 3 показана схема расположения точек верхнего и нижнего слоев сырья в момент достижения барабана верхней точки положительной амплитуды после того, как барабан, частично освободившись от взлетевшего по инерции сырья, продвинулся под действием упругого элемента привода на определенное расстояние под сырьем.

На фиг. 4 показана схема перемещения сырья относительно барабана и его полок-активаторов в момент прохождения геометрического центра барабана своего среднего положения. Нижние точки сырья H₁, H₃, H₅, H₇, H₉ и верхние точки сырья В₁, В₃, В₅, В₇ и В₉, которые находились над полками-активаторами опустились под собственным весом на поверхность барабана с той же скоростью, с которой взлетало сырье от толчка амортизатора. Таким образом, все сырье, находящееся в нижней части барабана, изогнулось на полках-активаторах. Сырье сдеформировалось во всей толще. Интенсивная деформация сырья способствует интенсивному массообмену. За время перемещения сырья вверх-вниз на величину амплитуды "А" (-Ao, 0+A, +A0, 0-A) барабан поворачивается вокруг своей оси на 1/28 часть окружности.

На фиг. 5 показано положение сырья в барабане и самого барабана, аналогичное фиг. 1, за исключением того, что барабан повернулся на 1/7 оборота. Таким образом, цикл деформации изгиба кожевенного сырья поворачивается через каждые 1/7 оборота барабана.

Из фиг. 1 5 видно, что в результате вращения барабана и одного его полного периода колебаний происходит деформация всей толщи сырья на полках-активизаторах, находящегося в нижней части барабана.

Пример 1. В барабан диаметром 1,72 м и длиной 2 м через открытый люк размером 0,6 х 0,86 м с высотой полок-активаторов 0,08 м и радиусом закругления их в верхней части 0,086 м вперемежку загружают 188 кг шкур КРС и 630 кг сухого посолочного состава, что заполняет 50 внутреннего объема барабана. Это является номинальной загрузкой барабана.

Консервирование проводят в одну стадию при суммарной жесткости амортизаторов 660 кг/см. Барабан вращается со скоростью 30,5 об/мин, что составляет 95 критической скорости. Кожевенное сырье во вращающемся барабане подвергают колебательным движениям в вертикальном направлении с частотой 2,4 Гц и амплитудой 0,08 м (равной 4,7 от диаметра барабана). Примерно через 30 мин после начала консервирования отделяется из шкур влага, которая отводится через перфорацию в торцевой стенке барабана в течение всего процесса консервирования, который заканчивается при достижении влажности в шкурах КРС, равной 46 48

Пример 2. Исходные данные те же, что в примере 1, за исключением жесткости амортизаторов, которая принята равной 220 кг/см. В этом случае частота собственных колебаний системы изменяется и при помощи вариатора скоростей в приводе вибратора процесс консервирования производится при частоте колебаний 1,37 Гц.

Пример 3. Исходные данные такие же, как в примере 1, за исключением массы загруженного сырья, которая принята равной 1/10 номинальной величины, то есть 243 кг. В этом случае частота собственных колебаний системы изменяется и процесс консервирования производится при частоте 4,7 Гц. Частота вертикальных колебаний барабана зависит от суммарной жесткости амортизаторов и коэффициента заполнения барабана.

Таким образом, к преимуществам предлагаемого способа консервирования и устройства для его осуществления следует отнести следующие по сравнению с барабаном Я8-ФКМ для консервирования свиных шкур:

вращение барабана с горизонтальной осью производится одновременно с колебательным движением барабана, а для облегчения работы колебательное движение осуществляется от отдельного автономного привода;

использование двух скоростей (высокая скорость 30,5 об/мин для процесса консервирования в одну стадию без подсолки и низкая скорость 15,25 об/мин для удобства при выгрузке шкур из барабана);

вводится колодочный тормоз, который позволяет фиксировать барабан в любом положении вместо фиксатора, устанавливаемого на каркасе барабана Я8-ФКМ;

значительное увеличение диаметра барабана на 36 (с 1,28 до 1,72 м) позволяет ликвидировать вынужденные складки шкур КРС из-за большего их размера по сравнению со свиными шкурами;

конструкция полок-активаторов сохраняет структуру кожевенного сырья и создает равномерность распределения соли и влаги, что сокращает количество пороков кожевенного сырья;

универсальность нового барабана, который может использоваться не только для консервирования шкур КРС, но и для консервирования шкур мелкого рогатого скота (МРС) и свиней, при этом сортировка шкур КРС на молодняк и телят не делается, а весь расчет ведется на шкуры взрослого КРС (коров и быков);

более надежная работа барабана в условиях мясокомбинатов, причем барабан при соответствующем обслуживании может работать на производстве до 20 лет и более при условии изготовления барабана и полок-активаторов из нержавеющей никеленесодержащей листовой стали;

экономия посолочных материалов составляет 15

повышение качества кожевенного сырья достигается за счет увеличения выхода первосортных единиц законсервированного кожевенного сырья на 2 3

Предложенный способ консервирования кожевенного сырья и устройство (барабан) для его осуществления имеют большое практическое народно-хозяйственное значение как для мясной, так и легкой промышленностей.