Эволюция мясорубки

XVIII и XIX вв. oзнаменoвалиcь невиданным прежде техничеcким пoдъемoм. На прoтяжении пoлутoраcта лет были придуманы cамые разнooбразные cтанки и механизмы, машины и oбoрудoвание. Началo этoй машиннoй ревoлюции cвязанo в извеcтнoй мере c coзданием мяcoрубки – одним из первых механизмов, получивших широкое раcпроcтранение.

Извеcтно, что мяcорубку изобрел в cередине XIX в. барон Карл Дрез фон Зауэрбронн.

Оcновные ее узлы почти без изменений дошли до наших дней. Это корпуc, внутри которого вращаетcя шнек-винт c большим cпиральным гребнем. Он захватывает перерабатываемый продукт и двигает его вперед, к крестообразному ножу, лезвия которого скользят по стальному диску с дырками – решетке. В этом месте нож рубит продукт, а шнек сквозь решетку выталкивает продукт из мясорубки наружу.

В таком виде мясорубка применяется до сих пор. В России мясорубка стала выпускаться в Каслях на Урале в 1926–1928 гг. Шведский инженер Лаурен был разработчиком, консультантом и руководителем работ по налаживанию производства мясорубок в Каслях. В 1929–1930 гг. было выпущено более 120 тыс. шт.

С тех пор много воды утекло, однако мясорубка не претерпела существенных конструктивных изменений. По-прежнему внутри корпуса расположены шнек, нож, решетка и завершает конструкцию фиксирующая накидная гайка. В действие мясорубку приводят либо мускульная сила, либо электродвигатель.

Казалось бы, что все с мясорубкой ясно, все в ней на месте, все отлажено, и совершенствовать нечего. Оказалось, что это не совсем так. Вернее – совсем не так. И началось все с отверстий в решетке. Сколько их должно быть? Какого диаметра? Как это отразится на качестве фарша?

Анализ и оценка различных решений привели к выводу, что отношение всей площади решетки к площади, занимаемой отверстиями, должно соответствовать критерию «золотой пропорции» и выражать единственное из всех возможных соотношений, гармоничное и рациональное соотношение частей с целым. Т.к. отверстия – это часть решетки, то отношение целого – всей поверхности решетки – к части – всей площади, занимаемой отверстиями решетки, – должно быть равно 1,618. Это и есть критерий «золотой пропорции».
Кроме того, расчетом было получено уравнение:

в полярной системе координат, где

• ρ– текущее значение радиус-вектора, характеризующее расстояние от оси вращения до любой точки на режущей кромке;
• R₀– расстояние от оси вращения до внешней кромки решетки;
• r₀– расстояние от оси вращения до внутренней кромки решетки;
• π – 3,14, отношение длины окружности к диаметру;
• φ – угол поворота радиус-вектора.

Уравнение описывает профиль режущей кромки ножа, позволяющий использовать более длинный участок режущей кромки при прохождении над отверстием решетки. Все эти признаки, по мнению разработчика, позволят оптимизировать усилия при вращении шнека и повысить качество продукции и КПД мясорубки (патент RU № 2402971 МПК A47J 43/04).

Следует отметить, что нож известных мясорубок – массивный в поперечном сечении, что влечет большое сопротивление резанию, требующее значительных энергозатрат при вращении шнека с ножом.

Было найдено решение – сделать нож составным из нескольких тонких лезвий, в которых основания лезвий по месту посадки ступенчатые (что позволяет всем лезвиям находиться в одной плоскости). Ступень каждого следующего лезвия выше предыдущих на величину предыдущих ступеней. Шнек снабжен сменным штифтом-валом, количество граней в поперечном сечении которого соответствует количеству граней в отверстии лезвия по месту посадки. Такое решение позволяет применять любое количество лезвий: три, четыре, пять…

Кроме того, решетку предложено выполнить магнитной, вследствие чего будет обеспечено плотное прилегание лезвий к решетке и достигнут максимальный эффект резания. А т.к. лезвия минимальной толщины, то будет обеспечено минимальное сопротивление резанию. Лезвия, прослужив определенный срок, могут легко заменяться (патент RU №2403977 МПК A47J 43/04).

Вследствие того, что нож мясорубки расположен на валу шнека, каждая точка на лезвии ножа будет двигаться по радиусу вокруг центра и будет направлена по нормали к любой точке отверстия решетки. Следовательно, действие будет не режущее, а рубящее, давящее. Кроме того, центральная часть решетки занята ножами и не используется для пропуска мясопродуктов.

Было предложено на валу шнека закрепить кривошип, к которому при помощи пальца присоединить один конец лезвия ножа, а другой конец ножа пропустить сквозь прорезь в корпусе мясорубки внутрь кожуха, прикрепленного с внешней стороны к мясорубке. Кожух состоит из двух разъемных частей, передней и задней, из которых задняя часть имеет продольную прорезь, в которой с помощью пальца закреплен второй конец ножа.

Таким образом, при вращении шнека вращается и кривошип с прикрепленным к нему лезвием ножа. При этом один конец лезвия описывает круговые, вращательные движения внутри мясорубки вдоль плоскости решетки, а другой конец лезвия – возвратно- поступательные движения внутри кожуха. В предложенном техническом решении производится не рубящее, а режущее действие, причем используется и центральная часть решетки, чем, по мнению разработчика, достигаются снижение энергозатрат, повышение производительности (патент RU №2417842 МПК B02C 18/02).

Дальнейшее совершенствование мясорубки позволило найти решение, обеспечивающее различные, независимые друг от друга скорости вращения шнека и ножа, что позволит повысить качество перерабатываемого продукта (заявка на патент №2011103360). Разработчик не исключает возможность зарубежного патентования, в связи с чем воздерживается от раскрытия сущности изобретения.
Хотелось бы надеяться, что отечественный производитель обратит внимание на эти и др. инновационные разработки, т.к. нет сомнения в том, что внедрение принципиально новых технических решений и технологий позволит удержать производитель лидирующее положение на рынке.