СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТУШ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ ВДОЛЬ ПОЗВОНОЧНИКА
METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING CARCASSES OF LIVESTOCK ALONG THE SPINE

Настоящее изобретение относится к способу обработки туш сельскохозяйственных животных, включающему технологические стадии, на которых устанавливают висящую тушу сельскохозяйственного животного, делают надрез вдоль позвоночника установленной висящей туши сельскохозяйственного животного, отделяют мясо с противоположных сторон позвонковых отростков позвоночника и рассекают позвоночник туши. Настоящее изобретение также предлагает устройство для обработки туш сельскохозяйственных животных, обеспечивающее указанные технологические стадии.
Туши сельскохозяйственных животных, в частности, свиные туши, обычно обрабатывают на линиях убоя, на которых туши (или части туши) для обработки проходят через множество технологических станций, причем, как правило, их перемещают, подвешивая за задние ноги. Технологические станции могут обслуживать работники, осуществляющие заданные процессы, но часто несколько разделочных операций являются механизированными. На предшествующем уровне техники применяли, например, роботизированные манипуляторы, которые автоматически осуществляли определенные разделочные процессы. Один из разделочных процессов представляет собой осуществление разреза вдоль позвоночника (хребта) туши и последующее срезание мяса с противоположных сторон позвонковых отростков позвоночника, причем эти объединенные стадии резания также известны как разрезание хребта. Разрезание хребта представляет собой технологическую стадию, которая также известна как надрезание филе. После разрезания хребта позвоночник туши можно рассекать, разделяя тушу пополам. В зависимости от условий бойни указанные полутуши могут оставаться соединенными с головой или могут быть полностью отделены.
Цель настоящего изобретения представляет собой повышение эффективности и производительности разделки туши сельскохозяйственных животных, в частности, в отношении обработки туш сельскохозяйственных животных вдоль позвоночника, включая технологические стадии разрезания хребта и отделения позвоночника.
Для этой цели настоящее изобретение предлагает способ обработки туш сельскохозяйственных животных, включающий технологические стадии, на которых (А) устанавливают висящую тушу сельскохозяйственного животного, (В) делают надрез вдоль позвоночника установленной висящей туши сельскохозяйственного животного, (С) отделяют мясо с противоположных сторон позвонковых отростков позвоночника и (D) рассекают позвоночник туши; причем три технологические стадии, на которых делают надрез вдоль позвоночника, отделяют мясо с противоположных сторон позвонковых отростков и рассекают позвоночник туши, осуществляют в течение одного технологического цикла и в отношении одной индивидуальной туши. Первый надрез делают сквозь/через кожу на такую глубину, что приблизительно достигается верхняя часть позвонковых отростков (остистых отростков). При последующем двойном разрезе высвобождается по меньшей мере часть позвонковых отростков (выступающих частей позвонков). Этот разрез предпочтительно имеет такую длину, что он проходит по меньшей мере от тазовой кости до лопаточной кости. По меньшей мере частичное высвобождение позвонковых отростков (разрезание хребта) представляет собой стадию надреза филе (вырезки). Третьим разделяющим действием (D) рассекают позвоночник туши, позвоночник разделяют по всей длине, например, с помощью пилы или зубила. Настоящее изобретение позволяет осуществлять три технологические стадии разделки (В, С, D), на которых делают надрез вдоль позвоночника, отделяют мясо с противоположных сторон позвонковых отростков и рассекают позвоночник туши, в течение одного технологического цикла и в отношении одной индивидуальной туши. Сочетание указанных трех технологических стадий разделки (В, С, D) в одном технологическом цикле и в отношении одной и той же туши имеет несколько преимуществ. Сочетание технологических стадий разделки (В, С, D) приводит к ограничению площади, требуемой для осуществления технологических стадий. Другими словами, площадь помещения (занимаемая площадь) для осуществления указанных технологических стадий на линии обработки туш предшествующего уровня техники, где туши обрабатывают на последовательных технологических стадиях, значительно больше, чем площадь помещения для осуществления указанных технологических стадий согласно настоящему изобретению. Ограничение требуемой площади помещения для обработки имеет непосредственные и очевидные преимущества в отношении расходов на помещение, а также упрощает для оператора управление технологическими стадиями. Следующее преимущество сочетания указанных трех технологических стадий разделки (В, С, D) заключается в том, что может быть объединена требуемая стабилизация туши для обработки на трех технологических стадиях разделки (В, С, D). Для всех трех технологических стадий является достаточной лишь единственная стабилизация, или такая единственная стабилизация становится даже излишней, если и когда нейтрализуют друг друга силы, действующие на тушу в случае объединения/сочетания технологических стадий разделки (В, С, D).
На первой стадии разделки осуществляют центральный разрез, для которого два срезающих позвонковые отростки ножа своим действием делают разрез вдоль противоположных сторон выступающих частей позвонковых отростков. Позвоночник, с которого предпочтительно удалены выступающие части позвонковых отростков, также подлежит разделке. Все три технологические стадии разделки (В, С, D) могут быть даже осуществлены посредством единственного движения одного или двух манипуляторов. Это не только ограничивает требуемую площадь помещения и упрощает стабилизацию туши, но может также сокращать продолжительность цикла обработки туши. Таким образом, настоящее изобретение повышает производительность и эффективность процесса разделки туши.
Расположение висящей туши сельскохозяйственного животного на технологической стадии (А) может включать сбор информации о положении и геометрии индивидуальной туши, причем эта информация о положении и геометрии может быть использована для регулирования осуществления по меньшей мере одной из трех технологических стадий разделки (В, С, D) в отношении одной индивидуальной туши. Таким образом, единый сбор информации о положении туши может иметь множественное применение; все три технологические стадии разделки (В, С, D) можно регулировать на основании единого сбора информации. Это не только повышает эффективность, но также увеличивает точность обработки, поскольку операции на технологических стадиях разделки (В, С, D) являются полностью синхронизированными и, в отличие от предшествующего уровня техники, независимыми от последующей (независимой) получаемой информации о положении и геометрии. Сбор информации о положении и геометрии может включать сбор информации разнообразных типов, такой как, например, механический и/или визуальный сбор информации.
По меньшей мере, одной из технологических стадий, на которых (В) делают надрез вдоль позвоночника, (С) отделяют мясо с противоположных сторон позвонковых отростков позвоночника и (D) рассекают позвоночник туши, можно управлять независимо от других технологических стадий. Хотя надрез вдоль позвоночника, отделение мяса с позвонковых отростков и/или рассечение позвоночника осуществляют в течение одного технологического цикла и в отношении одной индивидуальной туши, эти операции можно регулировать независимо друг от друга. Осуществление индивидуальных процессов разделки (В, С, D) (например, в отношении точек начала и окончания, направления, глубины и/или скорости) можно независимо регулировать/контролировать для оптимизации индивидуальных процессов разделки. Однако в целях эффективности и производительности технологические стадии разделки (В, С, D) предпочтительно регулируют, используя единый управляющий блок. Применение единого управляющего блока не только имеет экономические преимущества, но также является благоприятным в отношении взаимной координации технологических стадий разделки (В, С, D).
Висящая туша сельскохозяйственного животного может быть установлена посредством перемещения к туше по меньшей мере одной опоры, предпочтительно к передней стороне и/или задней стороне позвоночника. В процессах разделки (В, С, D) указанные силы, действующие на тушу, должны быть скомпенсированы по меньшей мере в горизонтальной плоскости. Направленную вертикально вниз силу можно компенсировать, подвешивая тушу (обычно используя крюки/подвесы, фиксирующие задние ноги туши). Чтобы компенсировать воздействие по меньшей мере одного из процессов разделки (В, С, D), посредством которого висящая туша отталкивается от опоры, например, воздействие на переднюю сторону и/или заднюю сторону позвоночника, можно предотвращать движение туши в горизонтальном направлении. Улучшенный контроль положения туши производит положительное воздействие на точность индивидуальных операций. Дополнительное преимущество такой опоры для туши заключается в том, что эта опора упрощает установку осуществляющего разделочные операции оборудования по отношению к туше. Единый управляющий блок может регулировать по меньшей мере одну опору (например, переднюю опору и/или заднюю опору). Такое объединенное регулирование обеспечивает простую и эффективную ориентацию одной или нескольких опор. Для точной обработки туш (имеющих различные размеры) способ может также включать автоматическое определение свойств туши.
Настоящее изобретение также предлагает устройство для обработки туш сельскохозяйственных животных, содержащее единый управляющий блок, которое управляет первым инструментом, делающим надрез вдоль позвоночника установленной висящей туши сельскохозяйственного животного, управляет вторым инструментом, отделяющим мясо с противоположных сторон позвонковых отростков позвоночника, и управляет третьим инструментом, рассекающим позвоночник туши, причем все эти инструменты присоединены к единому управляющему блоку. Первый надрезающий позвоночник инструмент, второй расклинивающий позвонковые отростки инструмент и третий рассекающий позвоночник инструмент могут содержаться в единой рабочей станции для обработки одной туши. Благодаря такому устройству могут быть реализованы преимущества, которые упомянуты выше в отношении способа согласно настоящему изобретению, причем эти преимущества включены посредством ссылки в отношении устройства согласно настоящему изобретению. Чтобы обеспечить простую установку инструментов, осуществлять простое удаление инструментов и оптимизировать процессы разделки, можно сделать инструменты подвижными по отношению друг к другу, а также можно сделать подвижными по отношению друг к другу инструменты, которые применяются в индивидуальном процессе разделки (такие как, например, двойные срезающие позвонковые отростки ножи, действующие на противоположных сторонах в процессе срезания отростков), чтобы оптимизировать операции индивидуальных инструментов и при этом обеспечить, чтобы единый управляющий блок управлял всеми указанными инструментами. В частности, когда в единой рабочей станции содержится множество инструментов, взаимная синхронизация инструментов является еще более необходимой для предотвращения контакта инструментов друг с другом.
Первый инструмент, делающий надрез вдоль позвоночника, второй инструмент, отделяющий мясо с противоположных сторон позвонковых отростков позвоночника, и третий инструмент, рассекающий позвоночник туши, предпочтительно являются подвижными по отношению друг к другу, чтобы оптимизировать индивидуальный процесс и позволить инструментам действовать (неограниченно) независимо друг от друга. Рассекающий позвоночник инструмент может представлять собой зубило, чтобы рассекать позвоночник лишь с минимальным загрязнением туши, или (например, вращающуюся) пилу.
Устройство может содержать по меньшей мере одну регулируемую подвижную опору для контакта с тушей, причем управление этой опорой присоединено к единому управляющему блоку. Опора может быть сделана подвижной, чтобы перемещаться вместе с тушами, и/или опора может перемещаться во вскрытую грудную клетку туши, упираясь от передней стороны и/или задней стороны до позвоночника туши. Другой вариант (в качестве альтернативы или в сочетании с одной или несколькими опорами, которые упомянуты выше) заключается в том, чтобы обеспечить разделочные инструменты одной или несколькими опорами, например, такими как опорный валик, который следует за задней стороной туши, чтобы установить инструмент по отношению к туше. Устройство также может быть обеспечено опорой, которая входит во вскрытую грудную клетку посредством частичного рассечения позвоночника, чтобы производить давление из вскрытой грудной клетки на позвоночник. В таком случае опору может нести манипулятор, таким образом, что опора может входить в грудную полость. В качестве альтернативы или в качестве дополнения, устройство может также содержать неподвижную опору, например, чтобы предотвращать качание туш в течение процессов разделки. Единая рабочая станция может содержать одну или несколько опор.
Все содержащиеся в единой рабочей станции инструменты, в том числе первый надрезающий позвоночник инструмент, второй расклинивающий позвонковые отростки инструмент и третий рассекающий позвоночник инструмент, могут управляться по меньшей мере одним или несколькими роботизированными манипуляторами, поскольку роботизированные манипуляторы обеспечивают значительную свободу движения и являются относительно простыми, чтобы их можно было приобретать в качестве готовых управляющих систем.
Далее настоящее изобретение будет подробно описано на основании неограничительных примерных вариантов осуществления, представленных на следующих фигурах. В настоящем документе:
на фиг. 1 представлено схематическое изображение в разрезе висящей свиной
туши;
на фиг. 2 представлено схематическое изображение в разрезе висящей свиной туши, проиллюстрированной на фиг. 1, с устройством для обработки туши согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3А и 3В представлены два подробных перспективных изображения, иллюстрирующие в сочетании первый инструмент, делающий надрез вдоль позвоночника установленной висящей туши сельскохозяйственного животного, второй инструмент, отделяющий мясо с противоположных сторон позвонковых отростков позвоночника, и третий инструмент, рассекающий позвоночник туши; и
на фиг. 4А-4Н представлены последующие фазы способа обработки туш сельскохозяйственных животных согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 представлена свиная туша 1, висящая на транспортирующем тушу крюке 2, который присоединен к задним ногам 3 туши 1. Часть позвоночника или хребта 4 (позвонков) представляют собой позвонковые отростки 5 (остистые отростки).
На фиг. 2 представлена туша 1, к которой присоединен манипулятор 6 (здесь это роботизированный манипулятор), который несет инструментодержатель 7, содержащий опорный валик 8, который опирается на (наружную) заднюю сторону 9 туши 1. Инструментодержатель 7 также несет первый инструмент 10, делающий надрез вдоль позвоночника (здесь это циркулярный надрезающий позвоночник нож), который открывает заднюю сторону 9 туши 1. Надрезающий позвоночник инструмент 10 может представлять собой приводной вращающийся нож. Кроме того, инструментодержатель 7 также несет второй инструмент 11, отделяющий мясо с противоположных сторон позвонковых отростков (здесь это срезающие позвонковые отростки ножи), которые делают разрезы вдоль противоположных сторон выступающих частей 12 позвонковых отростков 5. Кроме того, манипулятор 6 несет третий инструмент 13, рассекающий позвоночник туши, здесь представляющий собой рассекающий кости вращающийся нож. На чертеже также представлена опора 14 с опорным валиком 15, причем опорный валик 15 входит во вскрытую грудную клетку 16 туши 1 таким образом, что он производит давление изнутри туши 1 на позвоночник 4, предотвращая движение туши 1, за счет того, что опорный валик 8 компенсирует давления, которое производят первый инструмент 10, делающий надрез вдоль позвоночника, второй инструмент 11, отделяющий мясо с противоположных сторон позвонковых отростков, и/или третий инструмент 13, рассекающий позвоночник туши. Опорный валик 15 помещают во вскрытую грудную клетку 16 с помощью второго манипулятора 17. Все разделочные инструменты (10, 11, 13) и опоры (8, 15) воздействуют на одну индивидуальную тушу 1, причем движениями и операциями всех разделочных инструментов (10, 11, 13) и опор (8, 15) управляет единый управляющий блок 18.
Фиг. 3А и 3В представляют инструментодержатель 20, держащий надрезающий позвоночник нож 21 (первый инструмент, делающий надрез вдоль позвоночника) и два срезающих позвонковые отростки ножа 22 (второй инструмент, отделяющий мясо с противоположных сторон позвонковых отростков), а также костный сепаратор 24 (третий инструмент, рассекающий позвоночник туши). Инструментодержатель 20 также несет опорный валик 23. На фиг. 3А срезающие позвонковые отростки ножи 22 расположены на расстоянии D1 друг от друга. Это дистанционное положение используют, например, в течение введения срезающих позвонковые отростки ножей 22 в тушу и/или в течение очистки срезающих позвонковые отростки ножей 22. На фиг. 3В срезающие позвонковые отростки ножи 22' установлены ближе друг к другу таким образом, что они давят на выступающую часть 27 позвонкового отростка 26; расстояние D2 в положении, представленном на фиг. 3В, составляет менее чем расстояние D1, которое представлено на фиг. 3А. Костный сепаратор 24 является подвижным по отношению к инструментодержателю 20, что обеспечивает приведение в действие и установку костного сепаратора 24 независимо от положения надрезающего позвоночник ножа 21 и срезающих позвонковые отростки ножей 22. На фиг. 3В костный сепаратор 24' повернут в бездействующее положение от туши. Индивидуальные и относительные движения всех указанных инструментов и опор, включая надрезающий позвоночник нож 21, срезающие позвонковые отростки ножи 22, опорный валик 23 и костный сепаратор 24, регулирует единый управляющий блок 25, и, поскольку все указанные инструменты 21, 22, 24 и опора 23 установлены на единый инструментодержатель 20 и присоединены к единому управляющему блоку 25, причем инструменты 21, 22, 24 и опора 23 интегрированы в единой рабочей станции для обработки одной туши.
На фиг. 4А-4Н представлены последующие фазы обработки способом согласно настоящему изобретению, причем на фиг. 4А инструментодержатель 30 с опорным валиком 31 занимает более высокое положение по отношению к задней стороне висящей туши 32. Циркулярный надрезающий позвоночник нож 33, который также несет инструментодержатель 30, проникает в заднюю сторону туши, но лишь на ограниченную глубину. Срезающий позвонковые отростки нож 34, который также несет инструментодержатель 30, повернут в бездействующее положение и, таким образом, не проникает в тушу 32. Чтобы предотвратить отталкивание туши 32 под действием опорного валика 31 и надрезающего позвоночник ножа 33, контрфорс 35 действует на тушу 32, перемещаясь через отверстие в передней стороне туши 32 к позвоночнику туши 32. Кроме того, рассекающий тушу вращающийся нож 37 также вводят в переднюю сторону туши 32, причем здесь он находится на уровне тазовой кости (бедренной кости).
На фиг. 4В инструментодержатель 30, а также контрфорс 35 и рассекающий тушу нож 37 движутся в направлении головы 38 туши (вниз), осуществляя в результате этого процесс резания надрезающего позвоночник ножа 33, причем рассекающий тушу нож 37 дальше проходит в направлении головы туши 32. В отличие от ситуации, которая представлена на фиг. 4А, здесь на фиг. 4В срезающий позвонковые отростки нож 34 также начинает проникновение в заднюю сторону туши 32. Начало процесса резания срезающего позвонковые отростки ножа 34 инициировано вращением срезающего позвонковые отростки ножа 34 по отношению к надрезающему позвоночник ножу 33, однако на фиг. 4 В надрезающий позвоночник нож 33 еще не находится в таком положении, в котором он высвобождает выступающие части позвонковых отростков. На следующих фиг. 4C-4G инструментодержатель 30, контрфорс 35 и рассекающий тушу нож 37 постепенно перемещаются дальше в направлении головы 38 туши. Здесь четко видно, что срезающий позвонковые отростки нож 34 в процессе вращения проникает все глубже в заднюю сторону туши 32. В результате этого выступающие части позвонковых отростков (см. 12 и 5 на фиг. 2) приближаются к голове 38 туши 32. Таким образом, для получения максимального выхода мяса срезающие позвонковые отростки ножи 34 также должны глубже проникать в тушу в процессе движения вниз вдоль туши 32. Контрфорс 35 движется, удаляясь все больше от передней стороны туши, по мере того, как контрфорс 35 следует внутреннему контуру хребта. На фиг. 4C-4G четко видно, что относительное (вращающееся) положение надрезающего позвоночник ножа 33 и срезающего позвонковые отростки ножа 34 изменяется в течение постепенного вскрытия задней стороны туши 32.
На фиг. 4Н завершается процесс разреза вдоль позвоночника, и инструментодержатель 30 движется от туши 32. В представленной ситуации срезающий позвонковые отростки нож 34 отворачивается от туши, а также приводит относительное положение надрезающего позвоночник ножа 33 и срезающего позвонковые отростки ножа 34 в соответствие с исходным положением, что также представлено на фиг. 4А. Здесь контрфорс 35 и рассекающий тушу нож 37 завершают свое воздействие на тушу 32. В зависимости от достигаемого конечного результата рассекающий тушу нож 37 может отрезать или не отрезать голову 38 туши 32. Для нового цикла разреза (новой туши 32) инструментодержатель 30 должен быть снова отодвинут вверх, однако, как правило, между циклами разреза ножи 33, 34, 37 обычно очищают, чтобы предотвращать перекрестное загрязнение. Всеми технологические стадии, которые описаны в отношении фиг. 4А-4Н, управляет единый технологический блок (не представленный на указанных фигурах), и поскольку все оборудование содержится в единой рабочей станции, также ясно и очевидно показано, что все технологические стадии, которые описаны в отношении фиг. 4А-4Н, осуществляются в одном технологическом цикле в отношении одной индивидуальной туши 32.