Обладнання для очищення рослинної сировини
Виготовлення високоякісної харчової продукції потребує очищення багатьох видів рослинної сировини від шкірки, листяних оболонок, вилучення кісточок, плодоніжок та інших неїстівних або малоцінних в харчовому відношенні частин. Ці операції виконують машини і установки, в яких робочі органи (диски, ролики, рифлені камери) виготовлені із абразивних матеріалів або їх робочі поверхні покриті абразивом.
Для очищення шкірки з коренеплодів служать дискові та роликові машини.
Дискова машина (рис.3.17) складається з нерухомої циліндричної чавунної камери 4, внутрішня поверхня якої виготовлена хвилеподібною. У нижній частині робочої камери знаходиться диск 5, який обертається. Поверхня диска покрита абразивною масою, яка складається із 60% кремнію, 20% соляної кислоти та 20% магнезиту. Розмір кремнієвих зерен від 2 до 5 мм.
Робоча камера обладнана вивантажувальним люком з дверцятами 2 та відкидною кришкою 3. Диск 5 обертається валом від електродвигуна 10 потужністю 1 кВт через пару циліндричних зубчастих коліс 9.
До нижньої сторони диска прикріплено скребки 7. Вони переміщають шкірку до зливного патрубка 12.
Рис
3.17. Дискова
очищувальна
машина
При обертанні диска порція завантаженої сировини відцентровою силою відкидається до вертикальної стінки камери. Сумісна дія хвилеподібної поверхні вертикальної стінки і абразивної поверхні диска надає обертального руху окремим коренеплодам, з поверхні яких знімається шкірка. Частинки
знятої шкірки змиваються водою, яка подається через форсунку 11. Суміш води з шматочками шкірки опускається в кільцевий жолоб корпуса і скребками 7 через патрубок 12 виводиться назовні.
Очищені коренеплоди вивантажуються через дверцята 2 на лоток 1 і направляються на подальшу переробку.
При завантажуванні машини коренеплодами не можна допускати попадання в робочу камеру металевих предметів, камінців тощо, здатних порушити абразивне покриття. Під час роботи дверцята і кришка камери герметично зачиняються.
Для зменшення вібрації в машинах такого типу необхідно добиватись паралельності осі електродвигуна з віссю вала. Періодичне змащування підшипників консистентним мастилом ведеться за допомогою пристрою 8. При появі надмірної вібрації чи стуків в камері машини - її зупиняють та, відкривши верхню кришку, ліквідують причину їх появи.
У середньому тривалість обробки коренеплодів становить 60-90с. Тривалість допоміжних операцій залежить від організації виробничого процесу, проте для завантаження достатньо ЗО с, вивантаження - 15с.
Для заданої продуктивності С раціональні розміри камери вибирають, враховуючи багато чинників (розмір окремих коренеплодів, умови їх завантаження і вивантаження, конструктивні вимоги тощо).
Роликові машини дозволяють вести безперервне очищення коренеплодів,
тому їх можна ставити в потокові механізовані лінії.
Машина типу КНА-6(рис.3.18) виготовляється у вигляді прямокутної ванни, встановленої на чотирьох опорах, дві з яких за допомогою пристрою 7 можуть змінювати свою висоту, змінюючи кут нахилу ванни. Ванна має завантажувальний бункер 1, вивантажувальний лоток 5, чотири колектори для підводу ополіскуючої води 2, чотири каскади роликів 6, поділених перегородками з отворами на чотири секції. У кожній із трьох перегородок перехідні отвори розташовані з різних боків. Це забезпечує зигзагоподібний шлях переміщення коренеплодів по рухомому полотну, утвореному роликами з абразивною поверхнею.
Машина відрізняється не тільки безперервністю роботи, а й принципом дії робочих органів на очищувані поверхні коренеплодів. Завантажені через бункер 1 коренеплоди зигзагоподібно рухаються по роликах у воді. Шкірочка знімається тонким шаром з м'якої тканини коренеплодів. Після проходження чотирьох секцій очищені і помиті коренеплоди через лоток 5 вивантажуються з машини.
Під час роботи слід підтримувати оптимальний рівень води, встановивши рівновагу між кількістю води, що подається в зрошувальні колектори і кількістю води, яка разом з очищеними частинками виводиться з машини через патрубок 8.
Тривалість перебування в таких машинах, наприклад, картоплі, становить 3-4 хв.
Відходи сировини не перевищують 15-20%, зберігається первісна форма коренеплоду.
Для відділення зовнішніх оболонок окремих видів сировини застосовують безводні методи. Наприклад, для очищення цибулі використовують установки з пневматичним видаленням оболонок.
На рис .3.19 показаний загальний вигляд установки до складу якої входять бункер 1, дозатор 2, очищувальна машина 3 з вивантажувальним люком 4, колектором для підводу повітря 5 з розподільника 6, електропривода 7 та циклона 10, з'єднаного вхідним пневмопроводом 9 з робочою камерою машини і вихідним отвором зі збірником оболонок 8.
Основна складова частина установки - машина для відділення оболонок 3. Вона складається з циліндричної сталевої герметичної камери, дном якої служить диск, покритий абразивною масою. Над диском по периметру камери розміщено колектор для підводу стисненого повітря від компресора.
Завантажена в бункер 1 цибуля дозатором 2 порціями по 6 кг подається в камеру очищувальної машини, піддається дії абразивної поверхні рухомого диска і втрачає оболонку. Подача стисненого повітря в об'ємі З м3/хв сприяє більш швидкому і повному відділенню оболонок і виносу їх по трубопроводу 9 в циклон.
Повітря в камеру подається через розподільник 5 з клапаном, який при періодичному вивантаженні цибулі автоматично перекриває подачу повітря в камеру.
Оскільки до складу установок такого типу входить кілька агрегатів, при виконанні проектних розрахунків слід узгоджувати величини продуктивності кожного із них. Наприклад, продуктивність робочої камери за відомими розмірами або розміри за відомою продуктивністю можна визначити за формулою (3.4). У той же час продуктивність робочої камери залежить від роботи дозатора.
Повна тривалість циклу обробки порції цибулі становить 50 с. Продуктивність 0,14 кг/с (500 кг/год).
До недоліків установок подібного типу належить необхідність ручного доочищення частини цибулин та обов'язкове ручне відрізання шийки та мочки цибулин.
Виробництво різноманітної плодоовочевої продукції пов'язане з попереднім відриванням плодоніжок і чашелистків, вилученням кісточок, вирізанням серцевини плодів тощо.
Відривання чашелистків і плодоніжок від ягід та плодів дуже трудоємка операція. Існує багато конструкцій машин для її виконання. Вони відрізняються міжсобоюрозмірами робочих органів, параметрами роботи, продуктивністю. Ці відмінності пов'язані в першу чергу з відмінностями будови окремих типів плодів і ягід, їх розмірами.
Рис.3.20.
Схема пристрою відривання плодоніжок
плодоніжок, використовується однаковий принцип - затягування плодоніжок між двома валками, встановленими так, що ширина щілини d між ними менша від товщини плодоніжки. Валки при цьому обертаються в зустрічних напрямках (рис.3.20).
Діаметр валків вибирають з урахуванням розмірів плодів. Він повинен бути таким, щоб зусилля по відриву плодоніжок не затягнули плід в щілину і не пошкодили його. Як правило, діаметр покритих гумовим шаром відривних валків вибирають трохи більше віддіаметра плода.
На рис. 3.21 наведена конструктивна схема машини для відривання плодоніжок, побудована за розглянутим вище принципом роботи.
Машина має трубчастий каркас 1 з поперечною віссю і сектором 5, на якому закріплено лоток 2 з піддоном. Проміжне дно лотка утворене кількома валками 4 (20 і більше штук), які обертаються від електродвигуна пристроєм 3. Електродвигун прикріплений до поворотного лотка 2. За допомогою сектора 5 можна змінювати кут нахилу лотка. Подані в бункер плоди рівномірно розподіляються по ширині лотка і по похилій площині рухомого дна переміщаються до місця вивантаження. При обертанні плодів між рядами валків їх плодоніжки затягуються між валками і відриваються. Для покращення умов відділення плодоніжок на шар рухомих плодів можна подавати воду.
плоди
Рис.3.21.
Схема машини для відривання плодоніжок
Продуктивність таких машин з шириною лотка 880 мм і довжиною 2900 мм становить 1200 кг/год (0,32 кг/с). Потужність електродвигуна 1,7 кВт. Машини для вилучення кісточок поділяють на кісточковибивні і кісточковирізні.
Для плодів з кісточкою, яка легко відділяється (вишня, черешня, деякі сорти слив) застосовують кісточковибивні машини.
Принципова схема такої машини подана на рис.3.22. Основні елементи - бункер 1, барабан, зібраний із окремих матриць 2 з овальними заглибленнями (чарунками), пристрій для вилучення кісточок 3, пуансонів з пружинами 4 та прижимної плити 5.
Барабан обертається із зупинками. У чарунки, розмір яких приблизно відповідає розміру плода, з бункера 1 потрапляють плоди. При повороті барабана на певний кут вони підходять під нерухомий блок, в якому розміщені пуансони з пружинами. їх розміщення аналогічне розміщенню чарунок. Це дозволяє пуансонам (рис.3.22) при опусканні прижимної плити 5 вибивати кісточки з плодів. Через конусні отвори в нижній частині чарунок кісточки потрапляють в середину барабана через пристрій 3 і видаляються з машини. М'якоть плодів залишається в чарунках. Всі операції по вилученню виконуються під час зупинки барабана.
При наступному повороті барабана з наступними рядами завантажених чарунок відбуваються подібні операції, а з чарунок матриць, які зайняли нижнє горизонтальне положення, випадають звільнені від кісточок плоди.
У деяких конструкціях таких машин всі названі операції проводяться у безперервному режимі. Це досягається за рахунок введення в конструкцію машини пристрою, який забезпечує прижимання плити з пуансонами до
Рис.3.22.
Кісточковибивна машина
матриці, рух разом з нею по колу, вибивання кісточок, віджим від барабана, рух у зворотному напрямку знову прижим до барабана тощо.
Кісточковирізні машини застосовуються для вирізання серцевини і розрізання яблук на частинки. Ці машини з одного боку достатньо точні, з іншого боку потребують затрат ручної праці для наколювання яблук на штирі, що закріплені на стрічці двохланцюгового конвеєра. Конвеєр рухається з зупинками. Під час зупинки в яблуко, надягнене на штир, вгору плодоніжкою, врізається трубчатий ніж. Потім він піднімається і повторює цю ж операцію з наступним яблуком. Вирізані частини виштовхуються наступними і виводяться за межі машини. При 40 переміщеннях конвеєра за хвилину продуктивність становить 80 яблук. Вона обмежується можливостями людини.
При конструюванні машин слід дотримуватись таких вимог:
- пуансони і матриці кісточковибивних машин, всі рухомі деталі та вузли повинні закриватись захисними кожухами;
- висота завантажувальних бункерів не повинна бути меншою 600 мм.
ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ СТЕРИЛІЗАЦІЇ І САНІТАРНОЇ ПІДГОТОВКИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ
Після закінчення технологічного процесу виробництва продуктів харчування на поверхні обладнання, трубопроводів і тари затримуються залишки продуктів. Вони є хорошим живильним середовищем для розвитку багатьох мікроорганізмів, в тому числі і таких, які викликають псування продуктів. З метою запобігання розмноження небажаних мікроорганізмів необхідно ретельно видаляти забруднення з поверхні обладнання, тобто своєчасно проводити миття і дезинфекцію чи санітарне оброблення його.
Ефективність санітарного оброблення залежить від впливу багатьох факторів: виду і складу забруднення, якості води що застосовується, властивостей і умов застосування мийних засобів (концентрації, температури, швидкості та тривалості оброблення), дезинфекції, способів і режимів санітарного оброблення.
У зв'язку з цим миття різного технологічного обладнання має свої особливості, які визначаються підбором від повідних його режимів і складом мийних розчинів.
Основою мийного розчину є вода, тому до неї пред'являються особливі вимоги відносно бактеріальної чистоти. Вода за якісними показниками повинна відповідати державному стандарту на воду питну і містити мінімальну кількість солей кальцію та
магнію, які обумовлюють її жорсткість та за певних умов можуть випадати в осад і утворювати наліт на поверхнях відмивання.
Застосування мийних розчинів повинне забезпечувати необхідну чистоту поверхні відмивання, бути безпечним для обслуговуючого персоналу, не чините руйнівної дії на матеріали, з яких виготовлені мийні пристрої та об'єкти миття, забезпечувати ефективним перебіг наступних фізико-хімічних процесів: змочування поверхонь, які відмиваються; диспергування забруднень (набухання, пептизацію і подрібнення білкових речовин, емульгування і часткове омилювання жирів); стабілізацію забруднень у мийному розчині.
Змочування поверхні відмивання залежить від поверхневого натягу мийного розчину та міжфазного натяіу на межі "рідина-тверде тіло". Чим краще змочування поверхні відмивання мийним розчином, тим ефективніше миття. Основними способами зниження поверхневого натягу рідини є збільшення температури її та введення в рідину поверхнево-активних речовин.
Наявність у розчині поверхнево-активних речовин сприяє не тільки змочуванню поверхні відмивання, в тому числі забрудненої жиром, але і проникненню розчину в найдрібніші пори забруднення. Накопичення в проміжках між забрудненням і поверхнею відмивання, а також в порах самих забруднень молекул поверхнево-активних речовин приводить до значного зменшення зчеплення частинок забруднення між собою і з поверхнею обладнання. При цьому концентрація їх на поверхнях відмивання в 500...1000 разів більша, ніж в самому мийному розчині. До поверхнево-активних речовин, які застосовуються ж компоненти мийних розчинів, належить група органічних речовин різної хімічної будови: аніоноактивні (мила, алкисульфати), катіоноактивні (катамін АБ), неіоногенні (змочувачі ОП, ДБ, БНСта інші).
Великою перевагою катіоноактивних мийних розчинів є їх сильна дезинфікуючі дія, завдяки цьому вони використовуються для холодної стерилізації обладнання.
Хороші емульгуючі властивості мийного розчину обумовлюють високу дисперсність жирів, які входять до складу забруднення. Чим вище дисперсність емульсії, тим ефективніше відбувається процес відмивання забруднених поверхонь.
Це пояснюється тим, що частинки забруднення, адсорбуючи на своїй поверхні молекули поверхнево-активних речовин мають однаковий заряд, що запобігає їх агрегатуванню і осадженню на поверхні відмивання.
При експлуатації технологічного обладнання на його поверхні утворюються забруднення, до складу яких можуть входити жири, білок, мінеральні речовини, фосфати і силікати кальцію та магнію. Для кожного з цих забруднень використовують мийні розчини, склад і концентрація яких зазначені в галузевих інструкціях по санітарному обробленню обладнання.
При проведенні дезинфікуючих заходів технологічного обладнання основна увага приділяється знищенню мікроорганізмів, які негативно впливають на якість продуктів харчування. Бажаний позитивний ефект досягається при ретельному очищенні обладнання від залишків продуктів переробки і інших фізичних забруднень.
Процес дезинфекції включає:
забезпечення контакіу певної тривалості між дезинфікуючим агентом необхідної концентрації та мікробіологічним об'єктом оброблення;
безпосередній вплив дезинфеканта на мікробну клітину.
Перший етап визначає технічні умови дезинфекції, другий - біологічні.
Санітарне оброблення технологічного обладнання передбачає постійне поєднання вказаних етапів.
Бажаний позитивний ефект досягається при ретельному очищенні обладнання від залишків продуктів переробки і інших фізичних забруднень.
Для знезараження технологічного обладнання застосовують теплову та хімічну дезинфекцію. Дезинфекція обладнання за рахунок теплового впливу - один із найбільш відомих і ефективних способів боротьби з шкідливими мікроорганізмами.
Найбільш надійним і розповсюдженим способом термічного оброблення є використання насиченої пари. Застосовують пару як при атмосферному тиску з температурою 373 К, так і пару під тиском. Значення надлишкового тиску підфимується в діапазоні 0,05...0,25 МПа, що дозволяє підняти температуру пари до 383...441К і досягти високого дезинфікуючого ефекту. Спори більшості мікробів гинуть при 5-хвилинній експозиції в насиченій парі при температурі 394 К.
Стерилізація парою вигідна і ефективна при обробленні резервуарів, трубопроводів та іншого технологічного обладнання і застосовується проти всіх видів мікроорганізмів при відповідному режимі оброблення.
Якщо об'єкти знезараження не можуть бути оброблені парою, використовують гарячу воду. При застосуванні гарячої води більшість вегетативних форм мікрофлори гине при температурі 333-343 К протягом 30 хвилин, а в воді при температурі 373 К вегетативні форми інакіивуюгься протягом 1 -2 хвилин, спорові форми мікроорганізмів - протягом 5-10 хвилин.
Для підсилення актимікробної дії гарячої води в ній розчиняють 1-2% лугу. При дезинфекції обладнання рекомендують його оброблення гарячою водою при температурі 358 К, яка циркулює протягом 10-20 хвилин.
Застосування для дезинфекції технологічного обладнання хімічних сполук базується на проникненні дезинфікуючого препарату всередину мікробної клітини, реакція з компонентами, які відповідальні за важливі для мікробів процеси життєдіяльності.
Хімічні сполуки повинні бути нетоксичними, не мага запаху, не викликати корозію матеріалів, з яких виготовлено обладнання. Серед дезинфікуючих засобів особливо розповсюджені препарати, які містять хлор (гіпохлорити, хлорамін, трихлорізоцианурова кислота тощо). Концентрація активного хлору у дезинфікуючому розчині повинна бути 150-400 мг на 1л залежно від об'єкта, а температура цього розчину - не вище 35°С.
Високими бактерицидними та поверхнево-активними властивостями характеризуються чотирьохзаміщені амонієві сполуки. Вони добре розчиняються у воді, але бактерицидна дія їх різко знижується у присутності органічних сполук - білків, жирів.
Процеси миття і дезинфекції доцільно проводити роздільно, у зв'язку з тим, що дезинфікуючі речовини можуть інактивуватися залишками продуктів перероблення і тому не завжди досягається бажаний дезинфікуючий ефект.
При проектуванні сучасних підприємств харчових виробництв передбачаються приміщення з резервуарами для приготування розчинів, насосними установками та системою трубопроводів для подачі мийних розчинів і ополіскуючої води у приміщення всіх технологічних цехів для санітарного оброблення технологічного обладнання. У випадку відсутності на підприємстві спеціалізованого приміщення для приготування і подачі мийних і дезинфікуючих розчинів використовують пересувну установку. До її складу входить ємність для приготування мийного розчину, спеціальна насадка для нанесення на поверхню відмивання мийного розчину, ополіскувальної води та дезинфікуючого розчину. Вода і пара підводяться до установки за допомогою гнучких шлангів і змішуються в ежекторі. Мийний розчин до місць користування підводиться також гнучкими шлангами.
Для миття технологічного обладнання, ємностей та трубопроводів застосовується мийна установка (рис. 3.23). Вона складається з двох бачків 1 з люками 2 у верхній частині для очищення бачків. Бачки служать для приготування мийних розчинів, встановлені на каркасі 5 і мають патрубки 3 дня підведення води та хімічних розчинів. Для очищення розчинів в бачках встановлено фільтри 4. Мийні розчини з бачків відкачуються кислотостійким насосом 7 і подаються до мийних пристроїв. Подача регулюється краном 6.
При механізації миття технологічного обладнання об'єкт відмивання, циркуляційний насос, проміжні ємності, підігрівачі і трубопроводи з'єднані в замкнуту систему. Застосування засобів автоматизації забезпечує під тримання в автоматичному режимі заданої температури, часу і черговості циркуляції розчинів, їх концентрацію.
Схема установки для циркуляційного миття резервуарів і трубопроводів подана на рис. 3.24.
На зварній рамі встановлена ємність, яка має три відділення: для холодної, гарячої води та мийного розчину. У кожному відділенні встановлено поплавковий регулятор
рівня, а у другому і третьому відділеннях встановлені підігрівачі змієвикового типу При приготуванні мийного розчину в третьому відділенні він перемішується мішалкою ежекторного типу. Подача води
і мийного розчину в трубопроводи і ємності забезпечується насосом вихрового типу.
Рис. 3.23. Схема мийної установки
Н
а
ефективність миття впливає режим руху
мийних розчинів. При низьких швидкостях
можуть утворюватись газові пробки, в
результаті чого якість відмивання
Рис.3.24 Схема установки для циркуляційного