Теоретические основы точности лазерной резки мяса туш животных при формовании суповых наборов

Научная библиотека Комментариев к записи Теоретические основы точности лазерной резки мяса туш животных при формовании суповых наборов нет

Огиенко О.А., Земсков Ю.П., Назина Л.И. // Современные наукоемкие технологии, Издательский дом «академия естествознания» (Пенза), номер: 5-3, год: 2016, страницы: 476-480, УДК: 53.083

АННОТАЦИЯ:

В настоящее время в мясной промышленности наблюдается тенденция к усовершенствованию некоторых технологических процессов на основе излучающих форм энергии. Такое усовершенствование характеризуется увеличением скорости, высокой степенью механизации и автоматизации, повышением безопасности рабочего процесса, достижением высокой точности и качества продукции. При формовании мясных суповых наборов наблюдается проблема расхождения массы готовой продукции, что связано с механической распиловкой мясных туш, после которой требуется дополнительная операция комплектации методом взвешивания. С целью решения данной проблемы предложен способ лазерного сканирования мясной туши и разрезание ее лазерным лучом по установленным расчетным скорректированным точкам, которые намечены 3D сканером с учетом будущего лазерного разреза по ним. Это позволит достичь постоянной нормированной массы супового набора и исключит дополнительное взвешивание. Получены числовые зависимости точности распила от расстояния между распилами и сканированным объемом по рельефу мясной туши.

Распиловка туш, разделка на отруба – одна из самых трудоемких и ответственных операций первичной переработки мяса. Применение при разделке механизированного инструмента позволяет значительно облегчить процесс и сократить время выполнения операции. Однако при этом требования к инструменту для распиловки весьма серьезные. Это связано с необходимостью обеспечить минимальные потери сырья. В процессе распиловки надо минимизировать перенос загрязнений по поверхности распила. Инструмент не должен очень утомлять работника, чтобы он выполнял работу качественно в течение длительного времени.

Обзор литературных источников выявил, что одним из перспективных направлений является применение в мясной промышленности лазерного режущего инструмента, возможными свойствами которого являются отсутствие механического контакта с рассекаемым объектом, безынерционность, стабильность в работе, наличие максимально возможного числа степеней свободы. Кроме того, особенности лазеров как источников электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн: от рентгеновского до дальнего инфракрасного (10–2…102 мкм) – с большой мощностью и высокой монохроматичностью, способных повышать энергию составляющих элементов мясного сырья на клеточном, молекулярном, ионном и атомном уровнях, открывают ряд других возможностей для использования их в технологии производства мясных продуктов [1, 3].

Они могут быть использованы для интенсификации технологических процессов, стимуляции активности ферментов, повышения сохранности сырья и готовой продукции при хранении и транспортировке, управления биохимическими реакциями и биотехнологическими процессами и в ряде других областей. На рис. 1 показан разрез фрагмента мяса лазерным лучом.

pic_59_fmt

Рис. 1. Разрез фрагмента мяса лазерным лучом при формовании суповых наборов

pic_60_fmt

Рис. 2. Алгоритм проведения этапа временных сдерживающих действий

Применение системы 8D (восемь дисциплин) облегчит моделирование технологического процесса [2]. 8D (EIGHT DISCIPLINE) – высокоэффективное средство для определения коренных причин несоответствий и внедрения корректирующих действий. Эта методика создана для разрешения проблем, связанных с недостаточным уровнем качества в производственном процессе, методологическим и аналитическим путем. Это высокоэффективное средство для определения коренных причин несоответствий, разработки и внедрения корректирующих действий. В соответствии с предложенной методикой имеет место алгоритм проведения конкретного этапа. На рис. 2 показана схема прохождения этапа методики 8 дисциплин.

Из рис. 2 видно, что каждый этап методики 8 дисциплин: D0 – определение симптома; D1 – формирование команды; D2 – описание проблемы; D3 – планирование и проведение сдерживающих действий (локализация проблемы); D4 – определение коренной причины; D5 – разработка и выбор корректирующих действий; D6 – разработка и реализация предупреждающих действий; D7 – оценка результативности; D8 – подведение итогов. Также показано на примере этапа D3 – планирование и проведение сдерживающих действий (локализация проблемы) как должен происходить процесс лазерной резки мясных туш при формовании суповых наборов.

Моделирование процесса разрезания [5, 6] предусматривает рассмотрение схемы расположения контрольных точек разрезаемого фрагмента мяса, показанной на рис. 3.

pic_61_fmt

Рис. 3. Схема расположения контрольных точек разрезаемого фрагмента мяса

pic_62_fmt

Риc. 4. Схема вычисления точки разреза с учетом коррекции

Физическое моделирование процесса распиловки лазерным лучом заключается в следующем. Туша укладывается на горизонтальную поверхность, где базируется относительно лазерного измерительного устройства [4].

Данное устройство включается в работу, и сканирующий лазерный луч в 3D проходит над мясной поверхностью, сканируя весь рельеф по точкам. Информация об этом поступает в запоминающее устройство. Далее, когда рельеф туши готов к разрезанию, лазерный луч, проходя над сканированной поверхностью, останавливается именно в тех местах, где необходимо произвести разрез, как показано на рис. 4.

Математическая модель позволяет описать механизм корректирования точки, намеченной сканером с учетом будущего лазерного разреза по ней, в виде инженерной формулы. Это, в свою очередь, дает возможность программирования процесса лазерного сканирования и разрезания. И далее, имея программу конкретного разреза, вычисляется истинная масса отрезанного фрагмента (отруба) мяса с учетом погрешности на действие лазерного луча и выводится на экран для индикации. Эта величина принимается как окончательная и отражается на упаковке супового набора.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что точность формования супового набора по массе будет зависеть от рассчитанного объема мясной туши при лазерном сканировании и разрезании, который зависит от расстояния между распилами. Данное положение может быть использовано в разработке специальных программ для трехмерных лазерных сканеров при сканировании туш животных и дальнейшего их разреза на равномерные фрагменты по массе.

Необходимо применить метод статистического анализа точности и устойчивости процесса разрезания туш, который может оказать существенное влияние на формование суповых мясных наборов.

Полное содержание статьи: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=35936

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top