Измельчение осуществляют различными способами: раздавливанием, раскалыванием, разламыванием, истиранием, ударом и резанием. Кроме последнего, все способы или различные их комбинации составляют основу процесса дробления. Они характеризуются различной степенью деформации сжатия и сдвига.
При раздавливании (рис. 1,а) материал под действием нагрузки деформируется по всему объему и, когда внутренние напряжения в нем превышают предел прочности сжатию, разрушается.
При раскалывании (рис. 1, б) материал разрушается в местах наибольшей концентрации нагрузок под действием клиновидного режущего инструмента.
Рис. 1. Способы измельчения: а — раздавливание; б — раскалывание; в — разламывание; г — истирание; д — удар; е — резание; ж — распиливание
Форма и размеры образующихся кусков материала, как и при раздавливании, непостоянны. Материал измельчается при меньших нагрузках, следовательно, и меньших затратах энергии, чем при раздавливании.
При разламывании (рис. 1, в) материал разрушается в результате действия на него изгибающих сил.
При истирании (рис. 1, г) материал измельчается под действием сжимающих, растягивающих и срезающих сил, превращаясь в диспергированное вещество.
При ударе (рис. 1, д) материал распадается на части в результате действия динамической нагрузки. В случае сосредоточенной нагрузки получается эффект, подобный тому, что и при раскалывании, а при распределенной нагрузке по всему объему эффект разрушения аналогичен наблюдаемому при раздавливании.
При резании (рис. 1,е) материал разделяется на части заранее заданных размеров и формы.
Распиливание (рис. 1, ж) является разновидностью процесса резания. Оба эти процесса полностью управляемы.
Из перечисленных способов наиболее пригодными для промышленного измельчения мяса и мясных продуктов оказались резание и распиливание (машины для крупного измельчения), сочетание резания с раздавливанием,
раскалыванием и ударом (машины для среднего и мелкого измельчения), комбинация резания, раздавливания и истирания (машины для тонкого измельчения).
На основании работ по измельчению материалов и в результате проведенного размерного анализа мясного сырья до и после измельчения на различных типах измельчающих машин классифицируют виды измельчения мяса и мясных продуктов (табл. 1).
Таблица 1
При крупном измельчении имеют место процессы резания. Возможно одновременное или последовательное разделение продукции по одной или нескольким параллельным или эквидистантным плоскостям. В результате получают куски или пласты заданного размера. Такое резание применяют при отделении части или разделении единицы продукции на части. Резание осуществляют одним или несколькими режущими инструментами.
При среднем измельчении превалируют процессы дробления, хотя и не исключается процесс резания. При дроблении уменьшаются первоначальные размеры кусков без придания им определенной формы. Этот процесс реализуется в основном при помощи удара различными по форме и конструкции инструментами. Резание продукции осуществляется одновременно или последовательно по двум или трем плоскостям с получением кусков определенной формы (в виде ломтиков, куба, параллелепипеда и пр.). Режущие инструменты выполняются плоскими в виде пластины, диска и серповидной формы. В отдельных случаях измельчение осуществляется многозубыми ножами с парной режущей деталью в виде решетки и является подготовительной стадией к дальнейшей технологической переработке сырья.
Мелкое и тонкое измельчение характеризуется преимущественно дроблением продукции и превращением ее в гомогенную массу, обладающую структурно-механическими свойствами, отличными от исходного сырья. Основной рабочий орган представляет собой комплект многозубых ножей с решетками, ножей серповидной формы или набор комбинированных режущих деталей разнообразных форм.
Как видно из табл. 1, при переходе от крупного измельчения к среднему и мелкому степень измельчения возрастает примерно от 3 до 50. Однако размер частиц при тонком измельчении близок к размеру частиц при мелком измельчении, так как в первом случае куски исходного сырья уже достаточно малы. При сверхтонком измельчении степень измельчения достаточно высока. Таким образом, степень измельчения не всегда может служить характерным признаком для классификации видов измельчения. Она характеризует главным образом качественную сторону процесса. Наиболее приемлемой для классификации является величина кусков после измельчения.
