способ отделения мяса от кости и дробления костей и установка для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ отделения мяса от кости и дробления костей, включающий обработку мясного сырья гидравлической струей, отличающийся тем, что обработку ведут компактным участком гидравлической гидромониторной высоконапорной струи в несколько этапов, на первом этапе струю направляют под углом к поверхности сырья и проводят отрыв и отслаивание мясной ткани от костного остова, затем проводят его зачистку от остатков мясной ткани, после чего дробят костный остов и кости, причем все этапы обработки ведут при различных параметрах гидравлической струи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидромониторную высоконапорную струю формируют струйным аппаратом с насадкой из потока водной суспензии, в состав которой входит некоторое количеств крови, мясных и костных частиц размером не более 0,3 - 0,5 мм, поваренная соль не более 1,5 мас.%, консерванты не более 0,05 мас.%.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что водную суспензию подают в струйный аппарат по замкнутому оборотному циклу, включающему фильтрацию, дозированную подачу поваренной соли и консервантов, а также охлаждение и антибактериальную обработку.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что насадкой струйного аппарата формируют одну или несколько гидравлических гидромониторных высоконапорных струй, различных по мощности, форме и режиму работы.

5. Установка для отделения мяса от кости и дробления костей, включающая бокс с устройствами для формирования гидравлической струи и перемещения мяса, отличающаяся тем, что она снабжена системой подготовки и подачи водной суспензии, устройство для формирования гидравлической струи выполнено в виде струйного аппарата с насадкой для формирования гидравлической гидромониторной высоконапорной струи водной суспензии, включающей некоторое количество крови, мясные и костные частицы, поваренную соль, консерванты, бокс выполнен с фиксирующей обдирной решеткой, установленной на рабочих поверхностях бокса с возможностью взаимодействия с мясным сырьем при его перемещении.

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что пол бокса выполнен влагопроницаемым и сообщен с системой подготовки и подачи водной суспензии к струйному аппарату.

7. Установка по п.5 или 6, отличающаяся тем, что система подготовки и подачи водной суспензии к струйному аппарату выполнена по замкнутому оборотному циклу, включающему фильтры, дозаторы добавок соли и консервантов, а также холодильную установку и антибактериальную установку.

8. Установка по любому из пп. 5 - 7, отличающаяся тем, что насадка (насадки) струйного аппарата выполнена с возможностью образования одной или нескольких гидравлических гидромониторных высоконапорных струй различных по мощности, форме и режиму работы.

9. Установка по любому из пп.5 - 8, отличающаяся тем, что устройство для перемещения мяса выполнено в виде монорельсового пути с подвесками.

10. Установка по любому из пп.5 - 9, отличающаяся тем, что фиксирующая обдирная решетка выполнена из прутков с насечкой на их поверхности.

11. Установка по любому из пп.5 - 10, отличающаяся тем, что рабочие поверхности бокса имеют U-образную форму.

12. Установка по п.10, отличающаяся тем, что в боксе установлен сетчатый конвейер для мясной ткани.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мясной промышленности, в частности к переработке мясного сырья, и может быть применено для отделения мясной субстанции (мяса) мясной туши, полутуши, отрубов и т.д. от костного остова (скелета) или от костей и последующим дроблением костного остова и костей гидравлической высоконапорной гидромониторной струей (струями) водной суспензии с различными динамическими характеристиками и формой потока.

Известен способ отделения остатков мяса с обвальной кости путем воздействия струями жидкости, подаваемыми импульсно под фиксированным углом к поверхности кости, причем кость обрабатывается предварительно в солевом растворе (Авторское свидетельство СССР N 587918, кл. A 22 C 17/04, опуб. БИ N 2, 1978 г.).

Недостатком этого способа является ограничение объемов обрабатываемого мясного сырья (около 1000 кг), фиксирование струй под определенным углом к обрабатываемой обваленной кости (20^o) и предварительная обработка обваленной кости в солевом растворе (в течение 2-3 ч).

Известно устройство для отделения мясной ткани от кости, выполненное с использованием метода надрезания отрубов при помощи серповидных ножей и метода использования гидроударного механизма с водонапорными трубками (Авторское свидетельство СССР N 474329, кл. A 22 C 17/04, опуб. БИ N 23, 1975 г.).

Недостатками данного устройства является использование в процессе обработки мясного сырья металлических ножей и несовершенного гидроударного механизма со струями, имеющими низкие динамические характеристики ввиду несовершенства подводящих каналов к соплам струйного устройства; к недостаткам следует отнести также низкую производительность, т.к. обрабатываются только отрубы мясных туш.

Известно устройство для отделения мясной ткани от кости, выполненное по методу загрузки подготовленного мясного сырья во вращающийся перфорированный барабан с гребнями и воздействия струй через сопла, установленные на общем качающемся коллекторе (Авторское свидетельство СССР N 973095, кл. A 22 C 17/04, опуб. БИ N 42, 1982 г.).

Недостатками данного устройства являются необходимость подготовки мясного сырья, т.е. невозможность непосредственной обработки мясных туш, полутуш и т. д., а также низкая эффективность приспособления для "орошения", выполненного в виде коллектора с соплами, т.к. струйные потоки, истекающие из последних, обладают низкими динамическими характеристиками ввиду несовершенства приспособления для орошения.

Также известны устройства для дробления кости, выполненные с использованием механических агрегатов, т.е. процесс дробления выполняется дисками, фрезами и т. д. (Бредихин С.А. и др. Технологическое оборудование мясокомбинатов. М. Колос, 1997 г.) Данный способ предусматривает необходимость выполнения ряда предварительных операций, таких как распиловка и дробление костного остова и крупных костей.

Известны методы разработки твердых горных пород и полезных руд (П.П.Агроскин, Г. Т.Дмитриев, Ф.И.Пикалов. Гидравлика. Госэнергоиздат, М.-Л., 1950 г. ), таких как добыча каменного угля и соли и т.д. при помощи гидромониторных установок. Известны системы со струйными установками (Хныкин В.Ф. Разрушение горных пород гидромониторными струями на открытых разработках. М. Наука, 1969 г. ; Огурцов А.И. Намыв земляных сооружений (учеб. пособие для вузов). Изд. 3-е. - М.: Стройиздат, 1974 г.), которые используются по углублению и расширению речных русел и портовых акваторий, а также добыча песка и грунта при помощи специальных агрегатов. Однако при этих способах и методах применяются струйные аппараты, которые организуют гидромониторную струю. Эта струя является незатопленной, поэтому позволяет проводить работы на больших расстояниях от струйного аппарата до объектов воздействия. Эти расстояния составляют примерно 20-25 м.

Однако все перечисленные методы и способы не соответствуют предлагаемому способу отделения мясной субстанции от костного остова и костей и дробления этого костного остова и костей при помощи гидравлической высоконапорной гидромониторной струи.

Технический результат от использования изобретения заключается: в интенсификации процесса отделения мясной субстанции и процесса дробления костного остова и костей; повышении биологической ценности получаемой мясной субстанции; сокращении продолжительности технологического процесса; улучшении санитарно-гигиенических показателей мясной продукции; дает возможность обеспечить полную автоматизацию производственных процессов, при этом также допускается возможность работы в ручном режиме.

Согласно изобретению реализация способа отделения мяса от костей и дробления костей выполняется при помощи потока водной суспензии, который организуется струйным аппаратом с насадкой в гидравлическую высоконапорную гидромониторную струю (струи). Эта струя выполняет функции обдирающего, режущего и дробильного инструментов.

Мясное сырье по своим физико-механическим характеристикам и структурным качествам является веществом, которое отличается от веществ твердых и сыпучих пород. Мясное сырье имеет мягкую структуру в сочетании с волокнообразным строением, поэтому для эффективного отделения мясной субстанции от костного остова и костей в качестве рабочего инструмента может быть использован сложный поток, организованный в виде струи, сочетающий в себе следующие качества: возможность воздействия большим напором жидкости на единицу поверхности объекта - мясного сырья; сохранение динамических качеств струйного потока жидкости при переменных расстояниях до обрабатываемой поверхности объекта; возможность эффективной работы аппарата как в режиме незатопленных, так и режиме затопленных потоков; возможность эффективной работы рабочего струйного потока жидкости при возникновении обратных противодействующих потоков.

Таким требованиям в полной мере отвечает гидравлическая высоконапорная гидромониторная струя, которая может быть создана за счет организации струйного аппарата в результате использования определенного типа насадки и применения специальных видов подводных устройств (Молчанов Г.Г., Попов А.И., Щепин Э. К. Элемент со встречным соударением струй модульно-агрегатной гидравлической системы. - М.: Институт проблем управления, 1977 г.).

Например, струйный аппарат при диаметре d должен иметь цилиндрическую выходную часть насадки, равную 3-4 d, подводное устройство должно иметь коноидальную форму с углом конусности 10-13^o и длину 25-30 d, с гладким или плавно закругленным подводным трубопроводом.

Струйный аппарат является частью установки для отделения мясной субстанции от костного остова или от костей, а также дробления и резки костей. В состав установки входят гидравлический насос, многоступенчатый фильтр, холодильник, антибактериальная установка, дозаторы добавок соли и консервантов, емкость для приготовления и хранения водной суспензии и блок переработки костей.

Установка работает по замкнутому оборотному циклу подачи рабочего тела - водной суспензии. Струйный аппарат позволяет перемещать струю в пространстве вручную или при помощи приводов с управлением от ЭВМ по заданным программам или управляющих устройств. Гидромониторная высоконапорная струя (струи) может быть организована непрерывной, колебательной по динамическим характеристикам, импульсной и т.д. Сменные насадки могут быть выполнены с различными выходными отверстиями сопл как по размерам диаметров, так и по форме, причем насадка имеет по крайней мере одно выходное сопло.

Водную суспензию готовят из питьевой воды, определенного количества крови, частиц мясной субстанции и костных частиц размером не более 0,3-0,5 мм, поваренной соли не более 1,5 мас. % и консервантов не более 0,05 мас.%. Костные остатки смываются с разруба мясного сырья при подготовке установки к работе. Они включают мелкие обломки кости и хрящи, измельченные и отфильтрованные в системе подготовки и подачи водной суспензии. Применение специально подготовленной суспензии в условиях гидромониторной высоконапорной струи позволяет повысить эффективность обработки мясного сырья при сохранении его первоначального качества за счет создания благоприятных режимов температуры и влажности.

Изобретение поясняется чертежом, где дана схема установки для осуществления способа отделения мяса от костей и дробления костей.

Установка включает бокс 1 с устройством для перемещения мясного сырья, выполненным в виде монорельсового пути 2 с подвесками. Рабочие поверхности бокса 1 выполнены с фиксирующей обдирной решеткой 3, установленной с возможностью взаимодействия с мясным сырьем при его перемещении. В боксе 1 установлен струйный аппарат 4 с насадкой для формирования гидравлической гидромониторной струи. Бокс 1 имеет влагопроницаемый пол 5, сообщенный с системой подготовки и подачи водной суспензии. Система подготовки и подачи водной суспензии выполнена по замкнутому оборотному циклу и включает сборный фильтр 6, холодильную установку 8, дозатор 9 добавок поваренной соли, дозатор 10 добавок консервантов, емкость 11 для приготовления и хранения водной суспензии, насос 12 и напорный фильтр 13, сообщенный трубопроводом 14 со струйным аппаратом 4. Насадка (насадки) струйного аппарата выполнена с возможностью образования одной или нескольких гидравлических гидромониторных высоконапорных струй, различных по мощности, форме и режиму работы. Бокс может иметь U-образные рабочие поверхности (стены). На полу бокса под монорельсом может быть установлен сетчатый конвейер для удаления мясной ткани.

Фиксирующая обдирная решетка 3 может быть выполнена из стальных прутков с насечкой на их поверхности, например, из стальной арматуры периодического профиля или металлической сетки фирмы Martens Transportbander GmbH, e mail: info @ maertens. de www maertens. de

Блок переработки костей 14 может быть организован в боксе 1 или в отдельном боксе; при этом в блоке 14 организуют дробление костей в емкости 15 до мелкодисперсной структуры, выполняются разделение на отдельные фракции костей, сушка в тепловой установке 16 и размол на мельнице 17 в костную муку.

Установка работает следующим образом. Производят заливку питьевой воды в емкость 11 и вводят соль и консерванты. В бокс 1 по монорельсовому пути 2 подается мясное сырье, например, туши, полутуши, четверти, включается насос 12. Струйным аппаратом формируется гидравлическая гидромониторная высоконапорная струя, направляемая на тушу под некоторым углом к ее поверхности. В процессе обработки туши вода взаимодействует с мясным сырьем, в результате чего образуется водная суспензия. Она представляет собой сложный состав, в который входят вода, поваренная соль, консерванты, определенное количество крови, грубодисперсных частиц мясной субстанции и костных остатков. Обдирка мясного сырья выполняется при давлении 15-25 атм.

Обработку ведут компактным участком гидравлической гидромониторной высоконапорной струи в несколько этапов. На первом этапе струю направляют под углом к нижней части туши, подвешенной на монорельсе 2, компактным участком гидромониторной высоконапорной струи сдирают основные пласты мяса в направлении снизу вверх. При этом струя, взаимодействуя с костным остовом, распадается, становится раздробленной и отдельные ее части, обладающие большой кинетической энергией, воздействуют на мышечную ткань, отделяют ее от остова во всех направлениях. Происходит как бы раздув (взрыв) мышечного покрова и отрыв его от костного остова, за счет чего и достигается значительное повышение эффективности обработки туши.

На втором этапе обработки ведут зачистку костного остова от остатков мясной ткани и хрящей. Струйный аппарат может организовать одну или несколько гидромониторных высоконапорных струй, различных по мощности и форме, что дозволяет повысить эффективность обработки, сократить время обработки и энергетические затраты. Воздействие на тушу гидравлической гидромониторной высоконапорной струей в сочетании с фиксирующей обдирной решеткой на стене бокса сообщает туше сложное, в основном вращательное движение на подвеске монорельсового пути. За счет этого достигается возможность обдирки мяса со всех поверхностей туши. Водная суспензия фильтруется через влагопроницаемый пол 5 бокса 1 и поступает в сборный фильтр 6, после чего она охлаждается в холодильной установке 7 и обрабатывается в антибактериальной установке 8. Затем суспензия собирается в емкости 11, из которой насосом 12 через напорный фильтр 13 подается в струйный аппарат 4. Отделенное от костей мясо накапливается на сетчатом транспортере, установленном в боксе под монорельсом, после чего подается в обрабатывающие и заготовительные цеха.

Резку и дробление костного остова и костей ведут при более высоких энергетических параметрах струи, для чего повышают давление установки до 70-120 атм, при этом уменьшают диаметр формирующего струю насадка до 3-5 мм. Дробление костей ведут в емкости, выполненной в полу бокса, устраняющей разлетание костей по боксу. Управление струйным аппаратом может осуществляться вручную или в автоматическом режиме за счет применения различного вида приводов, например, гидравлических, пневматических или электрических, действующих от ЭВМ или управляющих устройств различного типа.