УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОЙКИ РЫБЫ
DEVICE FOR WASHING FISH

Изобретение относится к рыбной промышленности, а более конкретно, к области технологического оборудования для мойки рыбы, и может найти применение на береговых рыбообрабатывающих предприятиях и судах промыслового флота.
Мойка рыбы представляет собой гидромеханическое воздействие для удаления загрязнений и посторонних веществ, ухудшающих внешний вид и вкусовые качества сырья и готовой продукции. При мойке удаляются слизь, покрывающая поверхность тела рыбы, чешуя, остатки соли. На мойку направляют рыбу-сырец, охлажденную, размороженную на воздухе перед обработкой, а также предварительно разделанную рыбу. После разделывания рыбу также обязательно промывают. Рыбу-сырец, хранившуюся некоторое время после промывки в холодильнике предприятия (с охлаждением или без охлаждения льдом), перед направлением на разделку промывают вторично.
При этом используются следующие способы мойки рыбы: орошение водой, погружение в турбулизованный поток воды и комбинирование этих способов. Процесс мойки состоит из операций собственно мойки и ополаскивания водой, используемой для технологических целей. Для мойки применяют также морскую воду, которую предварительно обеззараживают. Температура воды для мойки не должна превышать 15°C.
Рыбу моют в чистой проточной или часто сменяемой воде в специальных моечных машинах. Моечные машины подразделяются по принципу действия - на действующие периодически и непрерывно; по характеру действия моющей жидкости на сырье на машины - на погружные (тушки при мойке погружаются в воду), оросительные (рыба омывается струями воды) и комбинированные, в которых совмещаются оба указанных выше способа.
Основными проблемами реализации процесса мойки рыбы являются следующие:
- увеличение производительности моечных машин;
- предотвращение образования застойных зон в емкостях с рыбой в процессе мойки;
- снижение степени механической повреждаемости рыбы при мойке, загрузке и выгрузке;
- снижение расхода воды и электроэнергии в процессе мойки;
- повышение качества мойки сырья, обеспечиваемое более полным удалением загрязнений с тела рыбы;
- снижение доли ручного труда при загрузке и выгрузке рыбы.
В устройствах для мойки рыбы должна предусматриваться регулировка продолжительности промывания сырья, которая зависит от степени загрязнения рыбы. В случае, если рыба имеет невысокую степень загрязнения, возможно сокращение времени мойки, что позволит уменьшить расход воды и экономить электроэнергию. В случае высокой степени загрязнения сырья, продолжительность процесса следует увеличивать, что обеспечивает необходимое качество мойки.
Известно устройство для промывки морепродуктов (RU №961630, МПК А22С 25/02, опубл. 30.09.1982), включающее емкость бочкообразной формы с системой подачи и отвода жидкости, а также привод вращения жидкости. Емкость бочкообразной формы установлена на опорах, а в верхней части емкости расположена отбойная жалюзийная решетка. Устройство позволяет осуществлять промывку морепродуктов в слое вращающейся жидкости.
К недостаткам данного устройства следует отнести низкую производительность, невысокое качество мойки, а также значительную долю ручного труда. Устройство работает периодически, в связи с чем для загрузки и выгрузки морепродуктов необходимо выключение устройства. Поскольку в устройстве отсутствуют приспособления для загрузки и выгрузки сырья, эти трудоемкие операции выполняются вручную. Для замены загрязненной воды также требуются выключение устройства, выгрузка сырья и полный слив жидкости. Устройство заполняется жидкостью не более чем на 1/3 объема, что также существенно ограничивает количество промываемого сырья за один период работы. Поскольку скорость движения жидкости относительно сырья низкая, интенсивность воздействия воды на сырье является невысокой, что отрицательно сказывается на качестве мойки.
Известно устройство для мойки рыбы и морепродуктов (RU №1346098, МПК А22С 25/02, опубл. 23.10.1987), включающее ванну, вертикально установленную U-образную трубу с тангенциальными патрубками для подачи воды, водораспределительный коллектор, водоотделитель, барабан для окончательного отделения воды, водоструйный насос, механизм выгрузки рыбы. Устройство обеспечивает промывку рыбы и морепродуктов в турбулизованном потоке воды, а также отделение воды от промытого сырья.
К недостатку данного устройства следует отнести невысокое качество мойки рыбы. В устройстве не предусмотрена регулировка времени мойки, поскольку время нахождения сырья в закрученном потоке жидкости определяется давлением воды, подаваемой водоструйным насосом в патрубки. Для увеличения времени мойки необходимо снижать давление воды, что приводит к снижению качества мойки, а также образованию застойных зон в U-образной трубе. Не обеспечивается необходимая степень перемешивания сырья в процессе мойки, что не позволяет полностью удалить с тела рыбы слизь, кровь и слабо сидящую чешую.
Известно устройство для мойки морепродуктов (CN №103947736, МПК А22С 25/02, опубл. 30.07.2014), включающее перемешивающую камеру со шнеком, моечную камеру, душирующее приспособление, конвейер и привод. В перемешивающей камере сырье пересыпается солью, после чего шнеком подается в моечную камеру. Рыба и морепродукты перемещаются конвейером в моечной камере, где соль и загрязнения смываются водопроводной водой из душирующего приспособления.
К недостаткам данного устройства следует отнести высокую степень повреждаемости сырья, а также низкое качество мойки. При попадании рыбы между витками шнека в перемешивающей камере происходит смятие тушек, что влечет повреждение сырья с нежной консистенцией. Орошение водой из душирующего приспособления рыбы, лежащей на горизонтальной поверхности конвейера, не позволяет полностью удалить загрязнения и обеспечить необходимое качество мойки.
Наиболее близким техническим решением является машина для мойки рыбы (RU №1613094, МПК А22С 25/02, опубл. 15.12.1990). Устройство содержит ванну для жидкости, перфорированный барабан, приспособления для подачи и отвода рыбы из барабана, душирующее приспособление, приспособление для подачи воздуха, выполненное в виде продольных труб с отверстиями, а также привод. Привод состоит из электродвигателя, редуктора, цепной передачи, соединенной с роликами. Приспособления для загрузки и выгрузки рыбы выполнены в виде гидролотков. Машина позволяет промывать рыбу в водно-воздушной смеси при перемещении сырья между витками шнека и одновременном барботировании воздуха в ванне с жидкостью.
Решающим недостатком, ограничивающим применение данного устройства, является высокая степень повреждаемости рыбного сырья. На внутренней поверхности барабана закреплен шнек с переменным шагом, расположенный под углом к потоку рыбы. До половины длины барабана витки шнека имеют шаг меньше длины моющейся рыбы. Это приводит к существенному воздействию на тело рыбы, в результате чего повреждается ценное рыбное сырье и морепродукты с нежной консистенцией. Для подачи воздуха в барботер необходимо наличие компрессора, что существенно увеличивает затраты электроэнергии на производство сжатого воздуха. Кроме того, в устройстве барабан не приводится во вращение, а рыба перемещается шнеком, причем высота витков шнека является недостаточной, поскольку составляет всего 0,2-0,3 диаметра барабана. В связи с этим на дне барабана возможно образование застойных зон, что снижает качество мойки рыбы. В устройстве не предусмотрена регулировка продолжительности мойки, вследствие чего слабо загрязненное и сильно загрязненное сырье промывается в течении одинакового промежутка времени. Это ограничивает производительность устройства, а также приводит либо к перерасходу воды и электроэнергии, либо к снижению качества мойки. В качестве приспособления для выгрузки рыбы использован гидролоток, что не обеспечивает надежной выгрузки сырья и приводит к застреванию рыбы на выходе из барабана.
Изобретение решает задачи улучшения качества мойки рыбы без повреждения тушек, повышения производительности устройства с одновременной экономией воды и электроэнергии за счет изменения конструкции, позволяющей осуществлять способ перемешивания рыбы в более щадящем режиме и автоматического управления процессом мойки рыбы.
Для достижения необходимых технических результатов в известном устройстве для мойки рыбы, включающем корпус, ванну для жидкости с частично погруженным в нее перфорированным барабаном, приспособления для подачи и отвода рыбы из барабана, душирующее приспособление, привод барабана, предлагается устройство дополнительно снабдить связанным с приводом барабана ведущим валом и связанным с ним посредством ременной передачи ведомым валом, а барабан связать ременными передачами с ведущим и ведомым валами для обеспечения возможности вращения вокруг продольной оси барабана и изменения направления вращения. Кроме того, устройство предлагается снабдить шаговым двигателем, механически связанным с заслонкой, которой предлагается оборудовать выходной торец барабана. Приспособление для выгрузки рыбы предлагается выполнить в виде оборудованного приводом конвейера, над которым закрепить душирующее приспособление. Кроме этого, предлагается устройство дополнительно снабдить управляющим блоком и связанным с ним коммутирующим блоком, который связать с приводом барабана, приводом конвейера и шаговым двигателем.
Наличие управляющего блока, выполненного в виде микроЭВМ, позволяет рассчитать оптимальные параметры мойки рыбы: продолжительность процесса, скорость, направление вращения и частоту смены направления вращения перфорированного барабана, скорость движения конвейера, а также сформировать управляющие воздействия для приводов устройства. Программа микроЭВМ позволяет на основании введенной оператором информации о степени загрязнения, виде сырья и желаемом режиме работы осуществлять регулирование параметров мойки. Управляющий блок обладает миниатюрными размерами, высокой надежностью и долговечностью, обеспечивает высокое быстродействие и оперативную смену программы.
Память управляющего блока позволяет хранить несколько программ обработки для различных режимов мойки и видов сырья. Программы устанавливают точное соответствие степени загрязнения и видов сырья необходимым параметрам процесса мойки. При отработке выбранной программы управляющий блок оперативно формирует команды на коммутирующий блок, что позволяет непосредственно в процессе мойки изменять текущий режим работы в зависимости от изменения производственных условий. Это существенно повышает гибкость устройства и способствует существенному снижению расхода воды и электроэнергии.
Коммутирующий блок содержит частотные преобразователи, в связи с чем он эффективно реализует частотное управление электродвигателями привода барабана и привода конвейера. Применение частотных преобразователей позволяет обеспечить высокую точность регулирования, экономию электроэнергии в случае переменной нагрузки, пусковой момент, равный максимальному. Создаются условия для плавных пусков электродвигателей, что значительно уменьшает их износ, а также осуществляется управляемое торможение и автоматический перезапуск при пропадании сетевого напряжения. Обеспечивается стабилизация скорости вращения при изменении нагрузки и значительное снижение акустического шума электродвигателей.
Также коммутирующий блок осуществляет логическое управление шаговым двигателем. Режим работы заслонки характеризуется как режим поворота или порционирования вала шагового двигателя. Таким образом, цель состоит в обеспечении строгой пропорциональности между суммарным углом поворота и числом поданных импульсов, то есть в исключении накапливаемой ошибки. При этом закон движения во времени и фазовая траектория движения произвольны. Внутри интервала движения не устанавливается определенного соответствия между мгновенным положением исполнительного вала и номером или моментом подачи каждого управляющего импульса. Динамическая ошибка лимитируется только условиями сохранения устойчивости движения. Подобным требованиям отвечает разомкнутый электропривод на основе шагового двигателя.
Разомкнутый шаговый электропривод обеспечивает устойчивое движение и сохранение полученной информации. Статическая и динамическая ошибки такого привода ограничены максимальными значениями, обусловленными ценою шага и числом тактов коммутации двигателя, и не превышают их во всем диапазоне нормальной работы.
Разомкнутый шаговый электропривод непосредственно реагирует на импульсные команды, причем информационная характеристика сигнала определяется только частотой и числом импульсных посылок. Изменения в определенных пределах амплитуды и формы импульса не нарушают нормальной работы. Скорость вращения и суммарный угол поворота вала двигателя пропорциональны соответственно частоте и числу поданных импульсов. При отсутствии сигнала коммутация фаз прекращается, поле в рабочем зазоре двигателя останавливается, а шаговый двигатель развивает значительный статический момент (синхронизирующий момент). Это позволяет приводу фиксировать конечные координаты любых перемещений. Таким образом, дискретный разомкнутый привод с шаговым двигателем является синхронно-импульсным следящим приводом, сочетающим в себе возможности глубокого частотного регулирования скорости с возможностями числового задания пути и надежной фиксации конечных координат.
Описание изобретения иллюстрируется прилагаемыми чертежами, где на:
фиг. 1 - предлагаемое устройство для мойки рыбы, общий вид;
фиг.2 - предлагаемое устройство для мойки рыбы, вид слева;
фиг.3 - предлагаемое устройство для мойки рыбы, вид спереди;
фиг.4 - предлагаемое устройство для мойки рыбы, разрез А-А;
фиг.5 - предлагаемое устройство для мойки рыбы, разрез В-В;
фиг.6 - схема соединения шагового двигателя и заслонки;
фиг.7 - схема соединения зубчатой рейки и шагового двигателя.
На схемах приняты следующие обозначения:
1 - корпус;
2 - ванна для жидкости;
3 - перфорированный барабан;
4 - ведущий горизонтальный вал;
5 - ведомый горизонтальный вал;
6, 7 - шкив;
8, 9 - ремень;
10 - упорный ролик;
11 - загрузочный лоток;
12 - откидная крышка;
13 - шаговый двигатель;
14 - заслонка;
15 - зубчатая рейка;
16 - корпус конвейера;
17 - душирующее приспособление;
18 - привод конвейера;
19 - привод перфорированного барабана;
20, 21 - звездочка;
22 - вал конвейера;
23 - направляющая;
24 - управляющий блок;
25 - коммутирующий блок;
26, 27 - люк технологический;
28 - регулируемая опора;
29 - скребковый конвейер;
30 - звездочка привода барабана;
31 - кабель.
В предлагаемом техническом решении задачи повышения производительности устройства для мойки рыбы, улучшения качества мойки, экономии воды и электроэнергии решаются за счет управления вращением перфорированного барабана, изменения продолжительности мойки рыбы, а также управления положением заслонки и скоростью движения скребкового конвейера. Поскольку перфорированный барабан подвешен на четырех ремнях, которые соединены посредством шкивов с ведущим и ведомым валами, создана возможность вращения барабана как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, что обеспечивает перемешивание рыбы и повышает качество мойки. Благодаря наличию заслонки, соединенной с шаговым двигателем зубчатой рейкой, рыба задерживается в барабане, что позволяет промывать сильно загрязненное сырье до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое качество мойки. Наличие управляющего блока позволяет осуществлять мойку рыбы по различным программам, выбор которых определяется видом, количеством и степенью загрязнения сырья, что обеспечивает существенную экономию воды и электроэнергии. Наличие коммутирующего блока позволяет управляющему блоку по выбранной программе подавать на шаговый двигатель команды для поднятия и опускания заслонки, регулировать скорость вращения привода перфорированного барабана, изменяя направление его вращения, а также регулировать скорость движения скребкового конвейера. Благодаря наличию скребкового конвейера все тушки рыбы после мойки выгружаются из барабана, не создавая препятствий для загрузки следующих экземпляров сырья.
В предлагаемом устройстве для мойки рыбы корпус 1 соединен с ванной для жидкости 2. На корпусе 1 закреплен привод барабана 19, который соединен с ведущим горизонтальным валом 4 и звездочкой 30. На ведущем горизонтальном валу 4 закреплен шкив 6, на ведомом горизонтальном валу 5 закреплен шкив 7. Со шкивом 6 соединен ремень 8, со шкивом 7 соединен ремень 9. На ремнях 8 и 9 подвешен перфорированный барабан 3, нижняя половина которого погружена в ванну для жидкости 2. Перфорированный барабан 3 имеет наклон в направлении движения сырья к конвейеру 29. На корпусе 1 закреплен упорный ролик 10, который ограничивает продольные колебания перфорированного барабана 3. На корпусе 1 у входного торца перфорированного барабана 3 закреплен загрузочный лоток 11. На корпусе 1 закреплена откидная крышка 12. На корпусе 1 у выходного торца перфорированного барабана 3 закреплена с возможностью поворота заслонка 14, которая соединена с зубчатой рейкой 15. Зубчатая рейка 15 соединена с шаговым двигателем 13. На ванне 2 для жидкости закреплен корпус 16 конвейера, в котором расположен конвейер 29, имеющий S-образную форму. Нижняя часть конвейера 29 погружена в ванну 2 для жидкости и расположена под перфорированным барабаном 3. Конвейер 29 соединен с валом 22 конвейера. Вал 22 конвейера 29 соединен с приводом 18 конвейера 29, который закреплен на корпусе 16 конвейера 29. Над конвейером 29 на корпусе 16 конвейера 29 закреплено душирующее приспособление 17. С приводом 18 конвейера 29 цепной передачей соединены звездочки 20 и 21. В корпусе 16 конвейера 29 закреплена направляющая 23. На ванне 2 для жидкости закреплен коммутирующий блок 25, соединенный с приводом 18 конвейера 29, приводом 19 барабана 3, шаговым двигателем 13. На корпусе 1 закреплен управляющий блок 24, соединенный с коммутирующим блоком 25. В ванне 2 для жидкости имеются технологические люки 26 и 27 для санитарной обработки и обслуживания. Ванна 2 для жидкости снабжена регулируемыми опорами 28.
Работа устройства для мойки рыбы.
Оператор заполняет водой ванну 2 для жидкости из водяной магистрали и включает душирующее приспособление 17. Также он включает управляющий блок 24, выбирая режим и программу мойки сырья. Предусматриваются два основных режима мойки - для слабо загрязненного сырья и сильно загрязненного сырья. В каждом из двух режимов имеются несколько программ мойки рыбы, отличающиеся продолжительностью мойки рыбы, скоростью вращения перфорированного барабана 3, скоростью движения конвейера 29, частотой смены направления вращения перфорированного барабана 3. В случае, если оператором выбран режим мойки для слабо загрязненного сырья, управляющий блок 24 подает команды управления на коммутирующий блок 25. Коммутирующий блок 25 включает привод 19 барабана, который вращает ведущий горизонтальный вал 4 с закрепленным на нем шкивом 6. Шкив 6 приводит в движение соединенный с ним ремень 8. Поскольку ремень 8 соединен с перфорированным барабаном 3, перфорированный барабан 3, шкив 7 и ведомый горизонтальный вал 5 приводятся во вращение. Коммутирующий блок 25 также включает привод 18 конвейера, благодаря чему конвейер 29 начинает двигаться по направляющей 23. Коммутирующий блок 25 подает логические сигналы управления на шаговый двигатель 13, который перемещает зубчатую рейку 15. Зубчатая рейка 15 открывает заслонку 14. Оператор укладывает слабо загрязненные тушки рыбы в загрузочный лоток 11, после чего сырье соскальзывает в перфорированный барабан 3, заполненный водой. В соответствии с выбранной программой мойки, перфорированный барабан 3 вращается с заданной скоростью в заданном направлении, рыба перемешивается в воде и очищается от загрязнений. Поскольку перфорированный барабан 3 имеет наклон в сторону конвейера 29, рыба перемещается к выходному торцу барабана 3 и попадает на конвейер 29. Длительность процесса мойки определяется скоростью вращения перфорированного барабана 3 и скоростью перемещения конвейера 29. Конвейер 29 поднимает рыбу под душирующее приспособление 17, которое дополнительно промывает тушки струями воды. Далее промытое сырье выгружается из устройства. За счет подбора управляющим блоком 24 оптимального времени мойки слабо загрязненного сырья существенно увеличивается производительность устройства, а также достигается экономия воды и электроэнергии. В случае, если оператором выбран режим мойки для сильно загрязненного сырья, управляющий блок 24 подает команды управления на коммутирующий блок 25. Коммутирующий блок подает логические сигналы управления на шаговый двигатель 13, который перемещает зубчатую рейку 15 в обратном направлении. Зубчатая рейка 15 закрывает заслонку 14. Оператор укладывает сильно загрязненные тушки рыбы в загрузочный лоток 11, после чего сырье соскальзывает в перфорированный барабан 3, заполненный водой. Поскольку заслонка 14 закрыта, рыба остается в перфорированном барабане 3 на время всего цикла мойки. Управляющий блок 24 подает команды на коммутирующий блок 25, который останавливает привод 18 конвейера и обеспечивает реверсивное вращение привода 19 барабана 3. Таким образом, сильно загрязненное сырье в соответствии с выбранной программой промывается в перфорированном барабане 3 более длительное время для улучшения качества мойки. При этом многократно изменяется как скорость вращения перфорированного барабана 3, так и направление его вращения. После завершения цикла мойки сильно загрязненного сырья, управляющий блок 24 подает команды на коммутирующий блок 25. Коммутирующий блок 25 включает шаговый двигатель 13, который посредством зубчатой рейки 15 открывает заслонку 14. Одновременно коммутирующий блок 25 включает привод 18 конвейера. Поскольку открытая заслонка 14 более не удерживает промытую рыбу, тушки попадают на конвейер 29 и поднимаются к душирующему приспособлению 17, где осуществляется дополнительная промывка сырья. Далее рыба выгружается из устройства. После завершения мойки управляющий блок 24 подает команды на коммутирующий блок 25, который выключает привод 19 барабана 3 и привод 18 конвейера. Вода из ванны 2 для жидкости сливается, оператор открывает откидную крышку 12, технологические люки 26 и 27, удаляет загрязнения и проводит санитарную обработку перфорированного барабана 3, ванны 2 для жидкости и конвейера 29.
Таким образом, при использовании предлагаемого устройства, по сравнению с устройством, описанным в ближайшем аналоге, обеспечивается более щадящий режим мойки, который не повреждает рыбное сырье, а также повышается производительность, улучшается качество мойки, экономится вода и электроэнергия. Как показывают промышленные испытания, производительность при мойке слабо загрязненного сырья увеличивается в 3 раза, расход воды сокращается на 40%, расход электроэнергии сокращается на 35%. Срок службы приводов увеличивается в 2-2,5 раза. Это позволяет обеспечить ресурсосбережение на производстве. При мойке сильно загрязненного сырья, количество рыбы, требующей ручной дополнительной промывки, сокращается на 50%.
Устройство обеспечивает качественную мойку рыбы, что позволяет исключить трудоемкие операции визуальной инспекции и ручной дополнительной промывки сырья, а также сократить количество персонала на производстве. Изобретение реализовано в машине для мойки рыбы.