УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ВАННА ДЛЯ МАССИРОВАНИЯ МЯСНОГО СЫРЬЯ

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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%.
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.