Odnawianie zdolności skrawnej ostrzy technicznych stosowanych w przemyśle spożywczym

We współczesnym przemyśle spożywczym, a szczególnie w branżach związanych z przetwórstwem rybnym, istnieje szereg problemów wynikających z intensywnego zużywania się powierzchni ostrzy technicznych służących do rozdzielania surowca rybnego. W pracy zaproponowano sposób odnawiania zdolności skrawnej powierzchni tnących ostrzy technicznych o niewielkiej sztywności stosowanych w procesie odskórzania ryb płaskich.

Specyfika działań wytwórczych realizowanych we współczesnym przemyśle spożywczym, a szczególnie w jego branżach związanych z przetwórstwem rybnym [1, 2], wymusza stosowanie szeregu operacji technologicznych związanych z efektywnym rozdzielaniem surowca rybnego. W tym celu stosuje się zazwyczaj urządzenia technologiczne pracujące w cyklu automatycznym. Wykorzystuje się pojedyncze ostrza techniczne lub ich zespoły. Mogą być one nieruchome względem podawanego surowca lub mogą wykonywać ruch prostoliniwo-zwrotny. Ostrza techniczne produkowane są głównie ze stali narzędziowych węglowych, stopowych i szybkotnących oraz stali nierdzewnych [3-5].

Przemysł spożywczy

Te ostatnie najczęściej znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym i są dopuszczone do kontaktu z żywnością. Ponieważ proces odskórzania jest jedną z kluczowych operacji decydujących o docelowej gramaturze półproduktu oraz jego kształcie i wymiarach [2], przetwórcy kładą duży nacisk na utrzymanie krótkiego czasu procesu i jego dużą wydajność. Proces ten może zostać zakłócony wystąpieniem szeregu niekorzystnych czynników, utrudniających lub (w niektórych przypadkach) uniemożliwiających jego dalsze prowadzenie. Są one najczęściej związane ze stanem powierzchni narzędzia tnącego. Na stan ten mają znaczący wpływ czynniki sprzyjające tj. [6]:

• powstawaniu silnych oddziaływań korozyjnych (m.in.: wilgotne środowisko pracy, stosowanie związków alkaicznych i fosforanów do odkażenia i zabezpieczenia surowca przed drobnoustrojami, stosowanie kwasu azotowego i fosforowego do usuwania osadów poprodukcyjnych),

• zużyciu mechanicznemu, głównie zmianie geometrii krawędzi tnącej ostrzy w wyniku prowadzenia procesu obróbkowego (m.in.: stępienie krawędzi tnących, ubytki i wykruszenia materiału),

• zmianie właściwości materiału, prowadzącej m.in. do zwiększenia jego podatności na odkształcenia.

Niezależnie od tego, czy wystąpi jeden z powyższych czynników, czy ich kombinacja, dąży się do minimalizacji skutków ich występowania głównie ze względów ekonomicznych. Przestoje maszyn technologicznych pracujących na linii produkcyjnej związane z wymianą ostrzy są zazwyczaj długotrwałe i kosztowne. Ponadto koszt kompletu dobrej klasy ostrzy w stanie przedobróbkowym jest również wysoki. Aby minimalizować ostatnie z wymienionych, w praktyce przemysłowej stosuje się działania związane z odtwarzaniem zdolności skrawnej narzędzi obróbkowych przez ich regenerację. W przypadku ostrzy technicznych dąży się do uzyskania ich pierwotnego kształtu, a przede wszystkim odtworzenia właściwych kątów nachylenia krawędzi tnących. Efektywną regenerację można prowadzić m.in. z wykorzystaniem szlifowania ściernicami z ziarnami ściernymi regularnego azotku boru cBN (ang. Cubic Boron Nitride) spojonymi spoiwem ceramicznym.

Charakterystyka powierzchni ostrzy w stanie przed- i poobróbkowym

W pracach badawczych prowadzonych przez autorów wykorzystano ostrza techniczne o niewielkiej sztywności (Steen F.P.M. International, Kalmthout, Belgia) wykonane ze stali martenzytycznej X39CR13, stosowane w procesie odskórzania ryb płaskich z rodziny flądrowatych (Pleuronectidae) – głównie bałtyckiej odmiany storni (Platichthys flesus trachurus) i gładzicy (Platessa platessa baltica). Widok powierzchni ostrza w stanie przed regeneracją przedstawiono na rys. 1.

Galeria