60 / 62
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» ___ № 3, 2016
60
диссипативных структур и бифуркаций Пригожина. Макромолекулы в струеформирующей головке
гидрорежущей установки подвергаются сильному деформационному воздействию продольного
гидродинамического поля и поэтому выходящая гидроструя оказывается «армированной» развернутыми
макромолекулярными цепями [14, 15]. Часть энергии струи идет на структурную перестройку потока, что
и обусловливает снижение ее средней скорости [7] и увеличение компактности водополимерной струи
(таблица 3). Последнее способствует увеличению глубины реза в замороженном пищевом продукте.
К увеличению режущей способности водополимерной струю приводит и динамическое
структурообразование, наблюдаемое при сходящемся течении (в струеформирующей головке) водных
растворов гибкоцепных полимеров [15]. Понимание природы повышенной режущей способности
водополимерной струи позволяет разработать рекомендации по выбору режимов гидроструйной
водополимерной обработки пищевых продуктов резанием.
а б
Рисунок 7 –Фотографии поверхностей разреза струями в замороженном свиноммясе: а – водополимерная; б – водяная
Экспериментально установлено, что качество поверхностей разрезов в замороженных пищевых
продуктах улучшается с увеличением скорости гидроструи, скорости реза до рационального значения
V
п.рац
и ухудшается с увеличением диаметра сопла и при
V
п
>
V
п.рац.
Образующийся разрез в процессе
гидрорезания пищевого продукта при очень низкой скорости реза (
V
п
<<
V
п.рац
) имеет профиль А-образной
формы, в то время как при высокой скорости реза (
V
п
>
V
п.рац
) профиль разреза приобретает слабо
выраженную V-образную форму. Гидрорезание замороженного пищевого продукта со скоростью близкой
к рациональному ее значению приводит к формированию разреза П-образной формы. Оценка качества
боковых поверхностей разрезов замороженных пищевых продуктов производилась визуально и с помощью
анализа профилограмм. Эксперимент показал (рисунок 7), что качество поверхности разрезов
в замороженном пищевом продукте при его разрезании водополимерной струей существенно выше, чем
при разрезании водяной и водоабразивными струями.
Заключение
Показана перспективность технологии гидрорезания, особенно для резки пищевых продуктов,
замороженных до –25°C и ниже. Решена важная для пищевой промышленности инженерная задача:
предложены водосолевой, водоледяной, а также водополимерный способы интенсификации процесса
гидрорезания замороженных пищевых продуктов. Доказана эффективность гидрорезания при
использовании гидроабразивной струи, в которой в качестве абразива используются кристаллики льда
или поваренной соли: глубина реза в пищевом продукте (мясе) при температуре –25°C увеличивается в 3–4 раза
в сравнении с водяной струей. Понижение температуры водяной струи до –1°C дает скачкообразное
увеличение (на 30 и 50% для давлений 150 и 50 МПа, соответственно) глубины реза в замороженном
пищевом продукте.
Иследование влияния концентрации полиэтиленоксида (ПЭО) на глубину и производительность
резания замороженных пищевых продуктов при –25
о
С водополимерной струей с давлением истечения
100 МПа и диаметром сопла 0,35·10
-3
м показало, что рациональная скорость реза возрастает более чем в 2 раза
с увеличением концентрации ПЭО в воде и достигает максимума при 0,0013% для мол. массы ПЭО 6·10
6
и 0,007%
для мол. массы 4·10
6
.
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека