Badanie wpływu któw ostrza i przystawienia na opory krojenia produktów spoywczych

Transkrypt

1 Barbara Sykut, Konrad Kowalik, Marek Opielak Katedra Inynierii Procesowej, Spoywczej i Ekotechniki Wydział Mechaniczny Politechniki Lubelskiej Badanie wpływu któw ostrza i przystawienia na opory krojenia produktów spoywczych Streszczenie: W artykule przedstawiono metodyk oraz wyniki bada procesu krojenia produktów spoywczych (ziemniaków) w warunkach laboratoryjnych. W pracy przedstawiono wpływ kta ostrza i kta przystawienia na opory krojenia ziemniaków. Słowa kluczowe: kt ostrza, kt przystawienia, krojenie, ziemniak Wprowadzenie Proces cicia i rozdrabniania wystpuje powszechnie podczas zbioru rolin jak i ich obróbki pozbiorowej jak np. szatkowanie jarzyn, sporzdzanie krajanki z buraków cukrowych w procesie ekstrakcji cukru, przeróbka ziemniaków na frytki, chipsy, płatki, słupki. Bezporednim elementem roboczym, oddziaływujcym na rolin jest nó, którego parametry pracy maj wpływ ma wielko oporów roboczych maszyn i jako cicia. [Kowalski 1993] Wyniki dotychczasowych bada wykazuj, e na wielko oporów cicia maj wpływ czynniki natury technicznej (kt zaostrzenia i ustawienia noa, prdko cicia). [Popko, Miszczuk 199] Działanie noy do krojenia rozpatrujemy jako działanie ostrych klinów wciskajcych si w misz przecinanego materiału. Do rozdrabniania warzyw moemy stosowa noe o rónych kształtach. Najczciej spotyka si trzy typy noy: noe płaskie z prostym ostrzem cigłym, noe płaskie z ostrzem grzebieniowym oraz noe z ostrzem w kształcie szufelek. Najwiksze rozpowszechnienie znalazły noe płaskie z ostrzem prostym. [Dmitriewski 197] Cel pracy Celem niniejszej pracy było przeprowadzenie bada wpływu kta ostrza i kta przystawienia na opory cicia ziemniaków. Zakres pracy obejmował rejestracj wyników przy pomocy programu Pomiar z wykorzystaniem stanowiska laboratoryjnego wyposaonego w zespół tncy własnej konstrukcji. Metodyka bada Badania zostały przeprowadzone w laboratorium Katedry Inynierii Procesowej, Spoywczej i Ekotechniki Wydziału Mechanicznego Politechniki Lubelskiej. Stanowisko do bada składało si z dwóch podstawowych układów: układu napdowego i układu pomiarowego. 339

2 Rys. 1. Stanowisko badawcze. Fig.1. Measuring position Układ napdowy składa si z pompy zbatej napdzanej silnikiem elektrycznym. Pompa tłoczy olej ze zbiornika do zaworów, skd olej podawany jest do jednej z komór siłownika hydraulicznego. Po przejciu tłoka w jedno ze skrajnych połoe zderzak poprzez zetknicie si z przełcznikiem kracowym uruchamia elektryczny zawór zwrotny. Nastpuje przełczenie dopływu oleju do drugiej komory siłownika i tłok przemieszcza si w kierunku przeciwnym. Do tłoczyska przegubowo zamocowana jest belka z zamocowan na niej próbk. Pomiar sił oparto na zasadzie czujników indukcyjnych, które mierz sił w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach. Po przeskalowaniu czujników warto siły uzyskujemy w Newtonach. Nastpnie wyniki zapisywane s na dysku przy pomocy komputera. Dokładno całego toru pomiarowego w zakresie pomiarowym 1,5N 15N wynosi,5%, natomiast w zakresie N 1,5N wynosi %. Surowcem uytym do bada były ziemniaki. Z ziemniaków były przygotowywane próbki prostopadłocienne o wymiarach mm losowo wycite. Do bada uyto noy o kcie ostrza α,, 3, 5. Badania przeprowadzono przy kcie przystawienia i (definiowanym jako kt zawarty pomidzy płaszczyzn prostopadł do kierunku ruchu, a krawdzi tnc noa). 3

3 przed ciciem po ciciu Rys.. Próbki ziemniaka przed ciciem i po cieciu. Fig.. Test potato befor cutting and after cutting. Rys. 3. Noe uyte do bada oporów cicia. Fig.3. Cutting tools used t study cutting resistance Przygotowano próbek pomiarowych (kady pomiar wykonano w 5 powtórzeniach). Prdko ostrza w czasie cicia była stała i wynosiła mm/s. Warto kta przystawienia wyznaczana była za pomoc specjalnej regulacji noa. Wyniki rejestrowano przy pomocy komputera i programu Pomiar. Na podstawie otrzymanych przebiegów okrelono dla kadego kta maksymaln sił cicia. Wyniki bada Na wykresach przedstawiono rezultaty przeprowadzonych bada oporu cicia ziemniaka. 31

4 siła [N] siła poprzeczna siła wzdłuna zlozenie sił Rys.. Wpływ zalenoci oporów cicia od kta ostrza dla kta przystawienia stopni. Fig.. Impact dependens cutting resistance from wedge angle to tool cutting edgeangle degrees. 1 1 siła [N] 3 5 siła poprzeczna siła wzdłuna złoenie sił Rys.5. Wpływ zalenoci oporów cicia od kta ostrza dla kta przystawienia stopni. Fig.5. Impact dependens cutting resistance from wedge angle to tool cutting edgeangle degrees. siła [N] kat przystawienia stopni kat przystawienia stopni 3

5 Rys.. Wpływ zalenoci oporów cicia od kta ostrza noa i kta przystawienia. Fig.. Impact dependens cutting resistance from wedge angle and tool cutting edgeangle. Wnioski Zmiana kta ostrza noa oraz kta przystawienia powoduje zmian siły oporu krojenia. Wzrost kta ostrza noa w badanym zakresie powoduje wzrost siły oporu cicia. Przy wzrocie kta ostrza noa od do wzrost siły oporu cicia jest dwukrotny. W badanym zakresie pomiarowym jedynie dla kta ostrza noa opory cicia przy kcie przystawienia s mniejsze ni dla kta przystawienia. Dla wyszych któw ostrza noa kt przystawienia powoduje wzrost siły oporów cicia w porównaniu do kta przystawienia. Bibliografia Dmitriewski I.: Teoria i konstrukcja maszyn rolniczych. PWRiL, Warszawa 197 Kowalski S.: Badanie oporów cicia wybranych rolin. Zeszyty Problemowe Postpów Nauk Rolniczych Popko H., Miszczuk M.: Badania oporów krajania niektórych produktów spoywczych. Zeszyty Problemowe Postpów Nauk Rolniczych 199 Testing the effects of blade angles and blade putting on food product cutting resistance Summary: In the article presented the method and results of study on the process of cutting food products (potatos) under laboratory conditions. Paper described effect wedge angle and tool cutting edgeangle for cutting resistance potatos. Key words: wedge angle, tool cutting edgeangle, cutting, potato 33