RU200356U1

RU200356U1 - ULTRASONIC BATH FOR MASSING MEAT

Info

Publication number: RU200356U1
Application number: RU2020109317U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Ганенко; Максим Касимович Гарипов; Светлана Юрьевна Попова
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2020-10-20

Abstract

Полезная модель относится к оборудованию для обработки мясных продуктов, а именно к устройствам для массирования мясного сырья, и может быть использована при производстве мясных и других продуктов на стадии посола, маринования и перемешивания.Ультразвуковая ванна состоит из рабочей емкости и крышки. Рабочая емкость соединена посредством высокочастотного кабеля с блоком управления, внутри которого располагается генератор ультразвуковых колебаний. На дне рабочей емкости расположены установленные на пьезокерамических преобразователях емкости для сырья, а также устройство слива рассола из рабочей емкости, состоящее из трубы с пробкой.Заявленная ультразвуковая ванна представляет интерес для народного хозяйства, так как позволяет обеспечить возможность ее использования для обработки мясных продуктов за счет создания равномерного и направленного воздействия ультразвуковых колебаний на сырье.The utility model relates to equipment for processing meat products, namely, devices for massaging meat raw materials, and can be used in the production of meat and other products at the stage of salting, pickling and mixing. The ultrasonic bath consists of a working vessel and a lid. The working capacitance is connected via a high-frequency cable to the control unit, inside of which an ultrasonic oscillator is located. At the bottom of the working tank there are containers for raw materials installed on piezoceramic transducers, as well as a device for draining brine from the working container, consisting of a pipe with a stopper. The declared ultrasonic bath is of interest to the national economy, since it allows it to be used for processing meat products due to creating a uniform and directional effect of ultrasonic vibrations on raw materials.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для обработки мясных продуктов, а именно к устройствам для массирования мясного сырья, и может быть использована при производстве мясных и других продуктов на стадии посола, маринования и перемешивания.The utility model relates to equipment for processing meat products, namely to devices for massaging meat raw materials, and can be used in the production of meat and other products at the stage of salting, pickling and mixing.

Известен вибромассажер мяса (Патент РФ №49681, МПК А22С 7/00, 9/00, опубликовано 10.12.2005 г.), содержащий раму с вибратором и столом для установки резервуара. Стол снабжен стойками, которые имеют щелевые окна. Стойки снабжены поперечной перекладиной с крепежным винтом, имеющим на конце «пятак» с пустотелой полостью для ручки крышки. Для управления процессом обработки мясных продуктов вибромассажер снабжен пультом управления.Known vibrating meat massager (RF Patent No. 49681, IPC A22C 7/00, 9/00, published on 10.12.2005), containing a frame with a vibrator and a table for installing the reservoir. The table is equipped with uprights with slotted windows. The uprights are equipped with a transverse crossbar with a fastening screw, which at the end has a "penny" with a hollow cavity for the cover handle. To control the process of processing meat products, the vibrating massager is equipped with a control panel.

Недостатком указанного аналога является использование вибрации для массирования, что приводит к неоднородности продукта по составу из-за неравномерного воздействия на сырье, снижая его качество, и, как следствие, увеличивает время обработки мясного сырья.The disadvantage of this analogue is the use of vibration for massaging, which leads to heterogeneity of the product in composition due to uneven effects on the raw material, reducing its quality, and, as a result, increases the processing time of raw meat.

Наиболее близким техническим решением является ультразвуковая ванна, предназначенная для очистки изделий от жиров, масел, полировальных паст и других технологических загрязнений; получения стойких эмульсий из несмешиваемых жидкостей; измельчения (диспергации) твердых и жидких частиц; ускорения химических реакций; смешивания и перемешивания (производитель «Центр ультразвукового оборудования ПСБ-Галс»,паспорт изделия (дата запроса 20.11.2019 г.: http://www.psb-gals.ru/downloads/usc prom desk.pdf). Основными составными частями ванны являются: рабочая емкость; блок управления; устройство слива жидкости из рабочей емкости. Рабочим узлом является ванна, выполненная из нержавеющей стали, со встроенными в ее дно пьезокерамическими преобразователями, которые являются источником ультразвуковых колебаний, и нагревательным элементом. Ванна соединена с ультразвуковым генератором, преобразующим напряжение электрической сети (~220 В, 50 Гц) в высокочастотные электрические колебания (35 кГц) при помощи высокочастотного кабеля.The closest technical solution is an ultrasonic bath designed for cleaning products from fats, oils, polishing pastes and other technological contaminants; obtaining stable emulsions from immiscible liquids; crushing (dispersing) solid and liquid particles; acceleration of chemical reactions; mixing and stirring (manufacturer "Center of ultrasonic equipment PSB-Hals", product data sheet (request date 20.11.2019: http://www.psb-gals.ru/downloads/usc prom desk.pdf). The main components of the bath are: a working tank; a control unit; a device for draining liquid from a working tank.The working unit is a bath made of stainless steel, with piezoceramic transducers built into its bottom, which are a source of ultrasonic vibrations, and a heating element. The bath is connected to an ultrasonic generator, which converts electrical network voltage (~ 220 V, 50 Hz) into high-frequency electrical vibrations (35 kHz) using a high-frequency cable.

Недостатком вышеописанной ультразвуковой ванны является невозможность ее использования при обработке мясных продуктов, поскольку расположение ультразвуковых преобразователей не позволяет равномерно воздействовать на сырье, снижая его качество и увеличивая время обработки, а материал ультразвуковой ванны не позволяет применять ее в пищевой промышленности.The disadvantage of the above-described ultrasonic bath is the impossibility of its use in the processing of meat products, since the location of the ultrasonic transducers does not allow to uniformly affect the raw material, reducing its quality and increasing the processing time, and the material of the ultrasonic bath does not allow its use in the food industry.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности использования ультразвуковой ванны для обработки мясных продуктов за счет создания равномерного и направленного воздействия ультразвуковых колебаний на сырье.The objective of this utility model is to provide the possibility of using an ultrasonic bath for processing meat products by creating a uniform and directional effect of ultrasonic vibrations on the raw material.

Поставленная задача достигается тем, что ультразвуковая ванна, состоящая из рабочей емкости со встроенными в ее дно пьезокерамическими преобразователями, соединенными высокочастотным кабелем с блоком управления, содержащим генератор ультразвуковых колебаний, устройства слива жидкости из рабочей емкости, в отличие от прототипа на каждый пьезокерамический преобразователь установлена емкость для сырья, для отражения ультразвуковых колебаний рабочая емкость закрывается крышкой, а рабочая емкость и емкость для сырья выполнены из пищевой стали.The task is achieved by the fact that an ultrasonic bath, consisting of a working vessel with piezoceramic transducers built into its bottom, connected by a high-frequency cable with a control unit containing an ultrasonic vibration generator, a device for draining liquid from a working vessel, unlike the prototype, a vessel is installed on each piezoceramic transducer for raw materials, to reflect ultrasonic vibrations, the working container is closed with a lid, and the working container and container for raw materials are made of food steel.

Техническим результатом заявляемой ультразвуковой ванны является возможность ее использования для обработки мясного сырья за счет обеспечения равномерного и направленного воздействия ультразвуковых колебаний на сырье, которое достигается тем, что на ультразвуковых преобразователях равномерно установлены емкости для сырья, для отражения ультразвуковых колебаний рабочая емкость закрывается крышкой, а все соприкасающиеся с сырьем элементы конструкции выполнены из пищевой стали. Крышка выполнена из отражающего материала, который не позволяет рассеиваться ультразвуковым колебаниям. Кроме того, в результате обработки мясного сырья получается более однородный состав продукта и тем самым повышается его качество.The technical result of the inventive ultrasonic bath is the possibility of its use for processing meat raw materials by ensuring uniform and directional action of ultrasonic vibrations on the raw material, which is achieved by the fact that containers for raw materials are uniformly installed on the ultrasonic transducers, the working container is closed with a lid to reflect ultrasonic vibrations, and all structural elements in contact with raw materials are made of food grade steel. The cover is made of reflective material, which prevents ultrasonic vibrations from scattering. In addition, as a result of the processing of raw meat, a more uniform composition of the product is obtained, and thus its quality is increased.

На фиг. 1 представлена ультразвуковая ванна, состоящая из рамы 1 с рабочей емкостью 2 и крышкой 3. Рабочая емкость 2 соединена посредством высокочастотного кабеля 6 с блоком управления 4, внутри которого располагается генератор ультразвуковых колебаний 5. На дне рабочей емкости 2 расположены емкости для сырья 7 и пьезокерамические преобразователи 8, а также устройство слива рассола из рабочей емкости, состоящее из трубы 10 с пробкой 9.FIG. 1 shows an ultrasonic bath, consisting of a frame 1 with a working container 2 and a lid 3. The working container 2 is connected by means of a high-frequency cable 6 to the control unit 4, inside which the generator of ultrasonic vibrations is located 5. At the bottom of the working container 2 there are containers for raw materials 7 and piezoceramic transducers 8, as well as a device for draining brine from a working container, consisting of a pipe 10 with a plug 9.

Ультразвуковая ванна работает следующим образом. Предварительно нашприцованное рассолом мясное сырье укладывается на расположенные на поверхности пьезокерамических преобразователей 8 емкости для сырья 7. Далее рассол заливается в установленную на раме 1 рабочую емкость 2, но перед этим следует убедиться, что пробка 9 надежно сидит в трубе 10. Затем закрывается крышка 3, и производится пуск расположенного внутри блока управления 4 генератора ультразвуковых колебаний 5. Электрические сигналы строго определенной частоты и мощности (22 кГц и 150 Вт соответственно) из генератора ультразвуковых колебаний 5 подаются в пьезокерамические преобразователи 8 с помощью высокочастотного кабеля 6, где преобразуются в ультразвуковые колебания. Под действием ультразвука происходит кавитация (образование и последующее схлопывание пузырьков в жидкости с образованием множественных гидравлических ударов и, как следствие, ударных волн с давлением до 100 МПа, которые оказывают механическое воздействие на мясные волокна, сравнимое с воздействием рабочих органов механических массажеров). Мясное сырье обрабатывается в течение заданного технологией времени, после чего происходит выгрузка мяса. Для слива отработанного рассола пробка 9 откупоривается, и рассол вытекает через трубу 10.The ultrasonic cleaner works as follows. Raw meat pre-sprinkled with brine is placed on containers for raw materials 7 located on the surface of piezoceramic transducers 8. Next, the brine is poured into the working container 2 installed on the frame 1, but before that you should make sure that the plug 9 sits securely in the pipe 10. Then the cover 3 is closed, and the start of the ultrasonic oscillator 5 located inside the control unit 4 is performed. Electrical signals of a strictly defined frequency and power (22 kHz and 150 W, respectively) from the ultrasonic oscillator 5 are fed to the piezoceramic transducers 8 using a high-frequency cable 6, where they are converted into ultrasonic oscillations. Under the action of ultrasound, cavitation occurs (the formation and subsequent collapse of bubbles in the liquid with the formation of multiple hydraulic shocks and, as a consequence, shock waves with a pressure of up to 100 MPa, which have a mechanical effect on the meat fibers, comparable to the effect of the working organs of mechanical massagers). Raw meat is processed for the time specified by the technology, after which the meat is unloaded. To drain the spent brine, the plug 9 is uncorked, and the brine flows out through the pipe 10.

В научных целях были проведены экспериментальные исследования по определению параметров работы ультразвуковой ванны. Вначале проводилась подготовка мясного сырья следующим образом: брался кусок охлажденной свинины (карбонад), взвешивался, измерялись его геометрические размеры. Далее замешивался рассол в соответствии с рецептурой карбонада. Карбонад разрезался поперек на образцы, каждый из них имел толщину, на 10 мм большую, чем предыдущий, и соответствующим образом обозначались. Затем производилось взвешивание образцов и шприцование их рассолом в соответствии с рецептурой.For scientific purposes, experimental studies were carried out to determine the parameters of the ultrasonic bath. Initially, the preparation of raw meat was carried out as follows: a piece of chilled pork (carbonate) was taken, weighed, and its geometric dimensions were measured. Then the brine was mixed in accordance with the carbonade recipe. The carbonade was cut across into samples, each of which had a thickness 10 mm greater than the previous one, and was marked accordingly. Then the samples were weighed and injected with brine in accordance with the recipe.

Устанавливались следующие режимы работы ванны: частота ультразвука 22 кГц; мощность генератора 150 Вт.Для равномерного воздействия ультразвука образцы переворачивались каждую минуту, и заодно оценивалось их состояние. При появлении заметных признаков воздействия на мясо время сокращалось до 30 секунд. При появлении признаков разрушения мясных волокон эксперименты останавливались. Путем анализа предыдущих состояний мяса выводилась оптимальная продолжительность массирования и составлялся график зависимости продолжительности массирования от толщины кусков мяса. График представлен на фиг. 2.The following operating modes of the bath were established: ultrasound frequency 22 kHz; generator power 150 W. For uniform exposure to ultrasound, the samples were turned over every minute, and at the same time their condition was assessed. When there were visible signs of impact on the meat, the time was reduced to 30 seconds. When signs of destruction of meat fibers appeared, the experiments were stopped. By analyzing the previous states of the meat, the optimal duration of massaging was deduced and a graph of the dependence of the duration of massaging on the thickness of the meat pieces was drawn. The graph is shown in FIG. 2.

Из графика видно, что продолжительность массирования промышленных кусков карбонада при частоте ультразвуковых колебаний, равной 22 кГц, и мощности генератора, равной 150 Вт, составит 4-5 мин.The graph shows that the duration of massaging industrial pieces of carbonade at a frequency of ultrasonic vibrations equal to 22 kHz and a generator power equal to 150 W will be 4-5 minutes.

Было установлено, что полученный в ультразвуковой ванне продукт по своим показателям качества и потребительским свойствам превосходит аналогичные деликатесы, произведенные с операцией механического массирования мясного сырья. Кроме того, выход готового продукта увеличился с 75 до 83%.It was found that the product obtained in an ultrasonic bath in terms of its quality indicators and consumer properties surpasses similar delicacies produced with the operation of mechanical massaging of raw meat. In addition, the finished product yield increased from 75 to 83%.

Применение ультразвуковой ванны представляет интерес для народного хозяйства, так как позволяет сократить время обработки мясного сырья, кроме того, на выходе получается более однородный состав продукта и тем самым повышается его качество.The use of an ultrasonic bath is of interest to the national economy, since it allows to reduce the processing time of raw meat, in addition, a more homogeneous composition of the product is obtained at the output and thereby increases its quality.

Claims

An ultrasonic bath, consisting of a working vessel with piezoceramic transducers built into its bottom, connected by a high-frequency cable with a control unit containing an ultrasonic vibration generator, a device for draining liquid from a working vessel, characterized in that a container for raw materials is installed on each piezoceramic transducer to reflect ultrasonic vibrations, the working container is closed with a lid, and the working container and the container for raw materials are made of food steel.