22

Лекція 5. Типові процеси та обладнання для проведення теплової обробки Обладнання для випікання та обсмаження харчових продуктів

Випікання – нестаціонарний процес теплообміну із зміною агрегатного та колоїдного стану матеріала, який супроводжується переміщенням та випаровуванням вологи.

Гідротермічна обробка для випікання тістових заготовок здійснюється в робочій камері печі. Під дією теплоти та вологи відбувається перетворення тістової заготовки на хліб.

Сучасні хлібопекарські печі класифікують за такими основними ознаками:

• За продуктивністю залежно від робочої площі поду печі ділять на три групи: малої продуктивності – 4, 8, 10, 16 м², середньої – 25, 50 м², великої – 80, 100, 125 м².

• За асортиментом, що випікається, печі поділяють на: універсальні (печі, призначені для випікання широкого асортименту виробів); спеціальні (призначені для випікання одного якого-небудь виду виробів).

• За способом підведення теплоти печі бувають з індивідуальним обігрівом (кожна піч має свій генератор теплоти) та з центральним обігрівом (від одного генератора обігрівається декілька печей).

• За конфігурацією пекарної камери печі поділяються на: тупикові (посадка тістових заготовок на под і вивантаження готової продукції відбувається через один отвір) – одно- і багатоярусні тупикові, етажеркові, барабанні, роторні, кільцеві; наскрізні (посадка тістових заготовок відбувається через один отвір, а вивантаження – через інший).

• За способом обігрівання пекарної камери розрізняють: регенеративні або жарові, в яких паливо спалюється безпосередньо в пекарній камері; печі з канальним обігріванням (теплота в пекарну камеру від гріючих газів передається через робочі стінки каналів різної конструкції); печі з конвективним обігріванням (випікання за допомогою нагрітого повітря); печі з радіаційно-конвективним обігріванням за допомогою нагрівальних каналів або конвективного обігрівання виробів гарячим повітрям; печі з внутрішньокамерним газовим обігріванням, в яких паливо спалюється в печі; печі з пароводяним обігріванням за допомогою нагрівальних трубок Перкінса; печі з центральним паровим обігрівом від котлів високого тиску; печі з електрообігрівом.

• За конструкцією поду печі бувають із стаціонарним, висувним та конвеєрним подом.

• За ступенем автоматизації печі поділяються на печі з ручним та напівавтоматичним управлінням.

Тупикові печі з електрообігріванням мають однотипну конструкцію і призначені для випікання широкого асортименту виробів.

Електропіч П-104 /рис. 3 дод. 25/ відноситься до групи тупікових конвеєрних колисково-подових печей середньої потужності з електрообігрівом та складається з блочно-каркасної огорожі 1, пекарної камери 3, в якій розміщений конвеєр 4 з втулково-роликовими ланцюгами з кроком 140 мм.

На конвеєрі через кожні три ланки підвішені 34 люльки 5 розміром 1920×350 мм із зйомними подиками. Передній вал 11 конвеєру привідний, а задній 8 натяжний. Вали опираються на підшипники кочення, які у привідного валу винесені, а у натяжного розташовані в нишах бокових панелей. Направляючі зірочки 2 кріпляться на консольних осях. Рух конвеєра печі рівномірно-преривчастий, здійснюється за допомогою реле часу та кінцевого вимикача. Привід печі складається з електродвигуна, клинопасової передачі, черв’ячного редуктора та ланцюгової передачі.

Пекарна камера обігрівається 72 трубчатими електронагрівачами 6 потужністю 2,5 кВт кожний. Нагрівачі розбиті по зонам пекарної камери на чотири групи відповідно до теплових навантажень. Для контролю за тепловим режимом по зонам передбачені чотири термопари 7.

Огорожа печі виконана з пустотілих металевих панелей 9, заповнених мінеральною ватою. Між верхнім та нижнім ланцюгами конвеєра розміщені короба 10, що дозволяє краще регулювати температуру в пекарній камері.

Для зволоження пекарної камери протягом 2 ÷ 2,5 хв парою передбачені три гребінки, розташовані над першими колисками.

Готові вироби розвантажуються на стрічковий транспортер 12 з індивідуальним приводом.

Продуктивність по гарячому хлібу визначається для колискових печей за рівнянням:

, кг/с,

де N – кількість колисок в робочій камері печі;

n – кількість виробів, що розташовані на колисці;

g – маса гарячого хліба, кг;

τ_в – тривалість випікання,с.

Для стрічкових тунельних печей:

, кг/с,

де m – кількість виробів, що розташовані в робочій камері;

k – кількість виробів, розміщених внизу.

Овочеві, а також деякі м’ясні та рибні консерви виготовляють з продуктів, попередньо обсмажених.

Обсмаження – процес теплової обробки продуктів при температурі 120÷160⁰С з використанням проміжного теплоносія (рослинного або тваринного жиру), що контактує з сировиною.

Процес обсмаження здійснюється в обсмажувальних апаратах або в обсмажувальних печах. Обсмажувальні апарати можуть працювати при атмосферному тиску, коли температура випаровування вологи з продукту близька до 100⁰С, і під розрідженням, коли температура випаровування відповідає розрідженню в апараті і складає близько 55 ÷ 60⁰С. В обох випадках температура олії досягає 120 ÷ 140⁰С. При обсмажуванні під розрідженням різниця між температурою олії і продукту більш висока, а тому і волога випаровується значно інтенсивніше.

Обсмажувальні апарати, що працюють при атмосферному тиску та під вакуумом, класифікуються наступним чином:

• за видом теплової обробки (обсмаження);

• за способом передачі теплоти (конвекція, теплопередача, струменеспускання);

• за видом гріючого середовища (без додавання жиру, в малій кількості жиру, у великій кількості жиру - фритюр).

В залежності від виду теплоносія розрізняють жаровні з обсмаженням в гарячій олії, в потоці гарячого повітря, під впливом ІЧ-променів. В жаровнях з паровим обігрівом використовується водяну пару під тиском 0,8 ÷ 1,2 МПа, яку підводять в нагрівальні камери.

За принципом дії обсмажувальні апарати можуть бути періодичної та безперервної дії.

На консервних заводах застосовуються немеханізовані та механізовані обсмажувальні печі. В механізованих печах продукт безперервно переміщається конвеєром із зйомними або незйомними сітками або стрічковим транспортером з металевою стрічкою. Ці печі обладнані охолоджувачами для продукту.

У немеханізованих обсмажувальних печах завантаження сировини і розвантаження обсмаженого продукту проводиться вручну.

Основною частиною обсмажувальної печі /рис. 4 дод. 25/ є металева прямокутна ванна 1 із зігнутим до центру днищем. Висота ванни приймається 800 ÷ 900 мм, ширина 800 ÷ 1100 мм, а довжина її залежить від продуктивності печі і буває від 2500 до 6000 мм. Всередині ванни на висоті 250 ÷ 350 мм від днища встановлена нагрівальна камера 2 з двома колекторами, з’єднаними між собою рядом стальних труб 3, по яким рухається пара під тиском 0,8 ÷ 1,2 МПа. Нагрівальна камера може обертатися навколо осі одного із колекторів при очищенні труб. У цьому колекторі встановлена поперечна перегородка, що ділить його на дві нерівні частини. Пара подається в меншу частину колектора, а конденсат відводиться з більшої частини його. Для збільшення поверхні нагрівання у ванні печі труби нагрівальної камери сплющують та надають їм овальної форми, розміщують їх в два ряди. Над нагрівальною камерою встановлюють чотири сітки 4, на які вкладається сировина.

Ванна заповнюється водою, рівень якої нижче від поверхні нагрівання на 30÷ 40 мм. Вода температурою 50 ÷ 60⁰С служить для охолодження та видалення із ванни частинок осілого продукту, комків борошна тощо. Ванна над водою заповнюється рослинною олією таким чином, що вся нагрівальна камера і сітки з продуктом повністю знаходяться в олії. Олія, що заповнює ванну, за висотою умовно ділиться на три шари:

• активний шар товщиною 85 ÷ 115 мм, що знаходиться над нагрівальною камерою, в якому проходить обсмажування продукту;

• середній шар, в якому розміщена нагрівальна камера і проходить нагрівання олії;

• пасивний шар товщиною 30 ÷ 40 мм, розміщений над нагрівальною камерою і служить для ізолювання її від контакту з водою.

Коли активний шар олії нагрівається до температури обсмажування 120÷ 160⁰С, в нього завантажують сітки з продуктом. В міру готовності продукту сітки з обсмаженою сировиною видаляються, а на їх місце встановлюють сітки з необсмаженим продуктом.

Температура олії в період обсмажування по довжині ванни обсмажувальної печі в товщині шару продукту різна і залежить від стадії обсмажування та умов теплообміну. Овочі обсмажують при температурі олії 120 ÷ 160⁰С, а рибу – при 140 ÷ 180⁰С.

Термін обсмажування залежить від густини продукту, форми та розмірів шматочків, температури олії в сітці та товщини шару продукту.