Вибір та експлуатація куттерних ножів: як запобігти поломкам

Вибір куттерного ножа - це питання, яке рано чи пізно виникає на кожному м'ясопереробному підприємстві. Здавалося б просто. Підібрали відповідну модель, затвердили прийнятну вартість, і справа в капелюсі, але ... Виявляється, існує взаємозв'язок між формою, кутом заточення, швидкістю роботи та якістю подрібнення фаршу. До речі, важливо при виборі ножа враховувати і вид фаршу (свинячий, яловичий). Як не заплутатись у цих питаннях – спробуємо розібратися у цій статті.

Отже, перше, що потрібно знати: хоч би яким досконалим був, обраний вами, куттер, а якість подрібненого фаршу в кінцевому рахунку багато в чому залежатиме від стану куттерних ножів, правильного їх положення відносно один одного і чаші куттера. Важливо також подбати про правильний догляд за куттерними ножами, щоб вони прослужили вам довго та якісно.

Про це потрібно подбати ще на етапі закупівлі. Так, виробник поруч із визначенням з параметрами та комплектацією машини, пропонує необхідні набори ножів. Для цього провідна німецька компанія GW Steffens виготовляє різні набори ножів до вироблених різними європейськими фірмами куттерів (Таким як Krämer & Grebe, Killia, Läska, Alpina, Seydellmann та інші). В Україні продукцію цієї фірми репрезентує компанія «Фуд Тех Інжиніринг», яка співпрацює з якісними європейськими постачальниками обладнання. Тут спрацьовує принцип ціна-якість. Купуючи дешевше вітчизняний ніж, ви не можете бути впевнені в якості його роботи, але значно економите. Ми рекомендуємо вибрати якісну продукцію за вищу ціну, убезпечивши свій куттер від раптового руйнування ножа на дрібні шматочки та великих збитків.

Вибір ножа залежить від типу сировини, інгредієнтів, потрібної рецептури фаршу. Наприклад, для створення крупноструктурированного фаршу пропонуються ножі серповидної форми з більшою довжиною ріжучої кромки, для емульсій - ножі, що рубають, з крутою ріжучою кромкою і великим кутом нахилу до дотичної чаші. Існує ще третій «проміжний» між двома описаними видом ножа – хордовий.

Конструкція куттерних ножів впливає на якість подрібнення фаршу

При виборі дорогого якісного куттера виробники можуть часто скаржитися на низький рівень подрібнення фаршу. Найчастіше – вина цьому не сам куттер, а неправильно підібраний ніж. Фарш може вийти не таким, як ви хотіли, якщо: необдумано підібраний вигляд ножа, його форма, неправильно зроблена заточка ріжучої кромки, не виведено правильне число ножів у ножовій головці, не прораховано відстань між ними. Якщо ви не врахували всі ці моменти, то постраждає не лише фарш. Може значно зменшитися строк експлуатації ножової головки та самого куттера.

Мал. 1. Куттерний ніж із лінією різання кривої другого порядку

Під час роботи куттерний ніж стикається з м'ясною сировиною, і на нього діє сила опору Р. На малюнку 1 розглянемо вплив сили різання в точках 1 і 2, сила Р1 і Р2 перпендикулярно спрямовані відповідно з радіусом R1 і R2. Сили розкладаються на нормальну (Pn) та дотичну (тангеційну Pt).

Розмір цих сил змінюватиметься залежно від кута радіуса повороту ножа (α).

З рис. 1 видно, що при вугіллі (α)min нормальна сила Pn буде максимальною, а сила Pt мінімальною.

Рn = P * Cos (α)

Pt = P * Sin (α).

Тангенціальна сила дозволяє обробляти сполучну тканину (шкура, зв'язки, хрящі), яка набагато в'язкіша і щільніша за м'язове волокно, з меншими втратами енергії і меншим навантаженням на куттерний ніж.

Мал. 2. Епюра лінійних швидкостей на куттерному ножі

Чим більший радіус куттерного ножа, тим вище лінійна швидкість і сила різання (P) відповідно. Крім цього м'ясний фарш біля стінки чаші стає густішим і щільнішим через відцентрову силу яка виникає при обороті чаші куттера. Тому ефективність подрібнення вища у крайній частині ножа. Але при цьому сила опору також зростає і якісні параметри сталі та геометрії ножа повинні відповідати високим вимогам.

Щоб досягти якісного різання волокна, потрібна лінійна швидкість ножа більше v=100 м/с. Цього можна досягти при радіусі чаші R=350мм та обертах ножа близько n=3000 об/хв.

v = 2πnR

Тому в куттерах меншого літражу і відповідно меншим радіусом чаші потрібно збільшити кількість обертів ножової головки до n=4000 об/хв і більше.

У процесі роботи куттерний ніж врізається в сировину і при цьому сточується та затуплюється ріжуча кромка ножа. За технологічними вимогами куттерний ніж потрібно заточувати раз на зміну (або кожні 8 годин роботи).

Чим менший кут ріжучої кромки тим легше лезо входить у продукт при цьому стійкість заточування різко падає. Так при зменшенні кута заточування γ< 27° погіршується стійкість кромки, і виникають руйнування на мікрорівні, тріщини і відколи концентрують напругу, і утворюють зміну втоми в металі що може призвести до руйнування ножа. Збільшення кута γ > 30° призводить до перегріву фаршу-емульсії та збільшення енерговитрат. Оптимальним кутом заточування є =27-30°.

Вплив геометричної форми ножа на ступінь подрібнення сировини

Для ковбаси вищих сортів використовують переважно м'ясо без сполучної тканини. Це створює хороші умови для врізання кромки ножа продукт і тому в цьому випадку використовують ніж з кутом нахилу α=15-20°(рис. 3). Він досить ефективно обробляє сировину і зменшує час одного циклу на 10-15%.

Мал. 3. Куттерний ніж із лінією леза у вигляді незначної вигнутої лінії

При приготуванні фаршу другого сорту передбачає використання не тільки

Варені ковбаси, сосиски, сардельки II сорти готують з більш жорсткої м'ясної сировини, що має багато сполучної тканини. Тому для його обробки необхідна нормальна складова сили різання – для подрібнення м'язової тканини та її дотична складова – для подрібнення сполучної тканини. В цьому випадку більш підходить куттерний ніж із лезом у вигляді ламаної лінії, вписаної в криву другого порядку (рис. 4). В основі леза даного ножа переважає нормальна складова сили різання (α < 20°), а кінцевої частини ножа діє дотична сила різання; (α < 50-60 °).

Мал. 4. Куттерний ніж із лінією леза у вигляді ламаної лінії

Для виробництва сирокопчених ковбас також застосовується куттер, проте при різанні діють: мінімальна нормальна і максимальна дотична сили різання. Для такого виду різання більше підходить куттерний ніж, що має лезо у вигляді сильно зігнутої лінії з кутом а максимально наближеним до 90° (рис. 5).

Мал. 5. Куттерний ніж із лінією леза у вигляді кривої другого порядку

Для приготування в куттері емульсій із сирої свинячої шкірки рекомендується застосовувати ножі із зубчастою лінією леза, оскільки міцність основного білка свинячої шкірки – колагену дуже висока. Тому треба мати ніж, який був би здатний подрібнити його. Фахівці розробили куттерний ніж, що подрібнює як своєрідна пилка, в якій зуби як би «перепилюють» колагенові волокна, різко збільшуючи здатність вологозв'язуючої сировини (рис. 6).

Мал. 6. Куттерний ніж із лінією леза у вигляді зубчастої лінії

Рекомендації від виробника щодо заточування куттерних ножів

Дуже важливо, щоб заточування було холодним. До заточувального верстата з цією метою постійно підводиться холодна вода, яка допускає лише незначне нагрівання ріжучої кромки ножа.

Тут жовте, коричневе або блакитне отінок ріжучої кромки, що з'явилися після заточування, повинні стати для вас небезпечними символами, які сигналізують про її перегрівання. Перегрів кромки може призвести до того, що зміниться структура металу, а сильне перегрів - до перезагартовування матеріалу (до 59 одиниць, тоді як норма - 54-56 одиниць).

Недостатнє охолодження, тобто сухе заточування з уповільненим охолодженням ножа, веде до утворення відпалу ріжучої кромки (вже спостерігалися випадки зниження твердості до HRC 40).

У більшості випадків небажаний колірний відтінок можна прибрати за допомогою звичайного полірування, але це лише зовнішній вигляд. На мікрорівні структуру матеріалу вже порушено. Це незабаром призводить до появи тріщин у зоні заточування, що згодом переходять у більш суттєві ушкодження.

При правильному поводженні з ножами після кількох заточок потрібно проводити "зняття внутрішньої напруги матеріалу" (мінімальний час підтримання температури 180 - 200 С - 4 години; потім поступове охолодження). Дана процедура нормалізує структуру металу після дії високої температури, сил напруги та скручування у процесі роботи ножів.

Врахуйте також наступні рекомендації. Після 3-4 заточок перевіряйте куттерні ножі на наявність мікротріщин. Якщо вони виявлені, слід відсортувати їх з метою запобігання виникненню пошкоджень самого куттера у разі руйнування ножа під час роботи.

Слід пам'ятати, що за звичайному огляді видно не всі тріщини. Найкраще для їх виявлення використовувати магнітно-індуктивні пристрої. Їх можна знайти в будь-яких майстернях, які займаються заточуванням куттерних ножів, де можна протестувати інструменти.

Щиро сподіваємося, що наші поради допоможуть вам зберегти якість роботи куттерних ножів на тривалий час, а також уберегти куттер від пошкоджень, пов'язаних із неправильним використанням, підбором та заточуванням ножів.