20.06.2018
Очистка сырья
Очистку овощей и плодов производят для удаления малоценных в пищевом отношении (кожица) и несъедобных (плодоножки, косточки, семенное гнездо) частей сырья. Кроме того, из сырья, освобожденного от кожицы, представляющей собой труднопроницаемый слой, быстрее испаряется влага в процессе сушки, а готовый сушеный продукт имеет более привлекательный внешний вид и более высокую пищевую ценность. Предназначенное для сушки сырье очищают при помощи машин.
Плодоножки вишни и сливы, гребни винограда, чашелистики ягод удаляют на веточкоотрывных машинах, семенные гнезда плодов вырезают трубчатыми ножами машин и гидротурбинками.
Выбор способа и оборудования для очистки сырья определяется видом поступающих на обработку овощей и фруктов, мощностью предприятия и видом готовой продукции.
Различают следующие способы очистки овощей, картофеля, и фруктов от кожицы: термические (паровой, пароводотермический); химический (щелочной); механические (абразивной поверхностью, системой ножей, сжатым воздухом); комбинированные (щелочно-паровая и др.).
Термические способы очистки
Среди этих способов очистки картофеля и овощей от кожицы наибольшее распространение получил паровой способ.
При паровом способе очистки картофель и овощи подвергают кратковременной обработке паром под давлением с последующим удалением кожицы в моечно-очистительной машине. При этом способе очистки па сырье оказывают комбинированное воздействие пар под давлением 0,3-0,5 МПа и температура 140-180 °С, перепад давлений при выходе из аппарата, гидравлическое (струями воды) и механическое трение.
Под влиянием обработки паром кожица и тонкий поверхностный слой мякоти (1-2 мм) сырья прогреваются, под действием значительного перепада давлений на выходе из аппарата кожица вспучивается, лопается и легко отделяется от мякоти водой в моечно-очистительной машине. Количество отходов и потерь в моечно-очистительной машине зависит от глубины провара и степени размягчения подкожного слоя. Установлено, что чем выше давление пара, тем меньше время обработки, что в свою очередь приводит к значительно меньшей глубине провара подкожного слоя и уменьшению потерь ценного продукта.
Быстрая обработка позволяет так изменять свойства кожицы, что она очень легко отделяется от мякоти, практически не изменяя ее качества по цвету, вкусу и консистенции. Для лучшего сохранения натуральных органолептических свойств мякоти и сведения к минимуму возможных повреждений самым важным является строгое соблюдение времени обработки сырья.
Паровой способ очистки обладает существенными преимуществами по сравнению с другими способами. При его применении уменьшается количество отходов и устраняется необходимость предварительного калибрования овощей. Картофель и овощи любых форм и размеров хорошо очищаются, имеют сырую (иебланшироваиную) мякоть, поэтому они хорошо измельчаются на корнерезках. Этот способ широко используется на овощесушильных и консервных заводах страны.
Паровая очистка овощей и картофеля осуществляется на машинах различной конструкции.
Машины для паровой очистки овощей
На овощесушильных заводах эксплуатируются машины для паровой очистки овощей бельгийской фирмы марки РМС-392 (рисунок 1) и марки ТА отечественного производства, которая имеет аналогичную конструкцию.
Машина состоит из наклонной паровой камеры, внутри которой установлен шнек. В начале и конце его имеются шлюзовые камеры, через которые овощи поступают в машину и выгружаются из нее.
Шнек приводится в движение через вариатор, позволяющий изменять частоту вращения, а следовательно, и продолжительность нахождения продукта в паровом пространстве. В трубу шнека автоматически через пневмоклапан при заданном давлении, необходимом для очистки определенного вида сырья, подается пар. Конденсат периодически сбрасывается через электроклапан, регулируемый реле времени.
Производительность машины 6т/ч, при очистке картофеля давление пара составляет 0,35-0,42 МПа, продолжительность обработки 60-70 с, при очистке моркови - соответственно 0,30-0,35 МПа и 40-50 с. Свеклу очищают при том же давлении пара, что и морковь, но в течение 90 с. После паровой обработки овощи поступают в барабанную моечно-очистительную машину, где в результате трения клубней между собой и действия струй воды под давлением 0,2 МПа кожица смывается и удаляется. Продолжительность нахождения сырья в моечно-очистительной машине регулируют наклоном барабана.
1 - загрузочная шлюзовая камера; 2 - электродвигатель; 3 - корпус; 4 - шнек; 5 - конденсатор; 6 - разгрузочная камера; 7 - карман камеры
Рисунок 1 — Машина для паровой очистки картофеля и овощей марки РМС-392
Отходы при паровом способе очистки составляют для картофеля 15-25 %, моркови 10-12, свеклы 9-11 %.
Линия очистки моркови паровым методом
Принцип работы. Морковь поступает на транспортер, где при помощи ножевых дисковых устройств производится обрезка ее концов. Далее она попадает в лопастную моечную машину, а затем через барабанную моечную машину в барабанный отделитель воды, потом морковь поступает в паровую машину марки ТА.
В этой машине под действием высокой температуры верхний покров сырья размягчается, кожица частично отстает и отделяется в барабанной моечно-очистительной машине. Очищенная морковь поступает на дальнейшую переработку. Производительность линии 2 т/ч.
На комбинате картофеле продуктов производственного объединения «Колосс» эксплуатируется установка для паровой очистки фирмы «Пауль Кунц» (ФРГ) производительностью 6 т/ч (рисунок 2). Дозирование картофеля в паровую камеру осуществляется автоматически загрузочным шнеком, которой регулируется реле времени по заданной программе. Установка сдвоенная, она имеет два загрузочно-дозирующих шнека, две паровые камеры, один разгрузочный шнек и одну барабанную моечно-очистительную машину. Паровые камеры могут работать и одновременно, и раздельно. Паровая камера работает под давлением 0,6-1 МПа, насажена на вал и вращается с частотой 5-8 об/мин. К камере подведен паропровод, снабженный входным и выходным пневмоклапанами. Загрузочное отверстие камеры во время работы герметично закрыто специальным коническим клапаном, насаженным на конец штока, который находится внутри цилиндра, расположенного в камере.
1 - приемные бункера; 2 - загрузочно-дозировочные шнеки; 3 - паропровод для впуска пара; 4 - паровые камеры; 5 - корпус; 6 - паропровод для выпуска пара; 7 - разгрузочный шнек; 8 - барабанная моечно-очистительная машинаРисунок 2 — Схема установки для паровой очистки фирмы «Пауль Кунц»
Горловина камеры закрывается следующим образом. Магнитным клапаном открывается вентиль подачи сжатого воздуха, с помощью которого через паровой клапан регулируется поступление пара в цилиндр. Пар по паропроводу, присоединенному к паровой камере, поступает в цилиндр и давит на поршень со штоком. Шток поднимает конический клапан и герметично закрывает камеру во время обработки овощей паром.
Установка для паровой очистки картофеля и корнеплодов работает следующим образом. Перед началом работы камеру устанавливают горловиной вверх, и начинается загрузка сырья. Мытые клубни (50-100 кг) загрузочным шнеком подаются в паровую камеру в течение 5-20 с, после чего камера герметично закрывается и начинает вращаться. Клапан для выпуска пара из камеры закрывается, а клапан для впуска пара
открывается. Вращение камеры обеспечивает равномерную обработку сырья паром. Продолжительность обработки клубней зависит от качества картофеля и колеблется от 30 до 100 с. Затем подача пара прекращается, и в камеру в течение 10-15с из специального водопровода впрыскивается под давлением холодная вода. Электродвигатель камеры выключается, и она прекращает вращаться, останавливаясь горловиной вверх. Пар из камеры выпускают через полый вал и клапан в дренажную систему и затем вновь включают систему вращения камеры. После падения давления осуществляется разгрузка пропаренных клубней в приемный бункер, откуда они разгрузочным шнеком подаются на очистку.
Обработанные паром клубни очищаются от кожицы в барабанной моечной машине, в которую непрерывно подается под давлением холодная вода. В результате механического воздействия пластин, расположенных на внутренней поверхности барабана, воды и трения клубней между собой размягченная кожица снимается и удаляется водой через приемную воронку в канализацию. Очищенные и охлажденные клубни поступают на дальнейшую обработку.
При очистке картофеля на этой установке достигается 100%-ная очистка клубней от кожицы. На поверхности клубней остаются только глазки, потемневшие пятна, которые удаляются при последующей дочистке.
Сущность пароводотермического способа очистки картофеля и корнеплодов заключается в гидротермической обработке (водой и паром) сырья. В результате такой обработки ослабляются связи между клетками кожицы и мякотью и создаются благоприятные условия для механического отделения кожицы.
Пароводотермические агрегаты
Для комплексной обработки сырья на многих предприятиях установлены пароводотермические агрегаты (ПВТА).
Агрегат состоит из элеватора, бункера-дозатора с автоматическими весами, вращающегося автоклава, водяного термостата с наклонным транспортером и моечно-очистительной машины. Тепловую обработку (бланширование) сырья проводят в автоклаве и термостате, водяную - частично в автоклаве (под действием образующегося конденсата), а в основном в термостате и моечно-очистительной машине; механическая обработка осуществляется за счет трения клубней или корне плодов между собой в автоклаве и моечно-очистительной машине.
Пароводотермическая обработка сырья приводит к физико-химическим и структурно-механическим изменениям сырья: клейстеризации крахмала, коагуляции белковых веществ, частичному разрушению витаминов и др. При пароводотермическом способе имеет место размягчение ткани, увеличивается водо- и паропропицаемость клеточных оболочек, форма клеток приближается к шарообразной, вследствие чего увеличивается межклеточное пространство.
Обработку сырья в пароводотсрмичсских агрегатах осуществляют в следующей последовательности. Клубни или корнеплоды обрабатывают паром в автоклаве, затем их выгружают в термостатную ванну, где выдерживают в течение определенного времени в нагретой воде, после этого наклонным элеватором направляют в моечно-очистительную машину для очистки от кожицы и охлаждения.
Загружаемое в автоклав сырье, предварительно рассортированное по размеру, дозируют по массе. Загрузочный элеватор снабжен реле для автоматического прекращения подачи сырья в момент накопления порции для одной загрузки. В автоклав загружают до 450 кг свеклы или картофеля, до 400 кг моркови. При такой загрузке автоклав заполнен на 80 %. Свободные 20 % объема необходимы для хорошего перемешивания сырья.
Загруженное в автоклав сырье обрабатывают и четыре этапа: нагревание, бланширование, предварительная и окончательная доводка. Эти этапы отличаются между собой параметрами пара (давление), длительностью вращения автоклава и регулируются специальными вентилями. Положение этих вентилей на автоклаве по этапам технологической обработки (I-IV) и вращение автоклава приведены в таблице 1.
Режимы пароводотермической обработки моркови, свеклы и картофеля устанавливают в зависимости от калибра сырья. Корнеплоды или картофель, обработанные в автоклаве по соответствующему режиму, должны быть полностью пробланшированы. Признаками хорошего бланширования являются отсутствие жесткой сердцевины и свободное отделение кожицы при нажиме на них ладонью. Однако необходимо следить за тем, чтобы толщина проваренного подкожного слоя мякоти ткани не превышала 1 мм, так как излишнее разваривание увеличивает количество отходов. Нельзя также допускать, чтобы корнеплоды или клубни выходили из автоклава полностью очищенными. Это наблюдается при излишнем их разваривании или истирании в результате слишком жесткого режима обработки.
После паровой обработки в автоклаве сырье подвергают обработке нагретой водой в термостате для достижения равномерной проваренности всех слоев по сечению клубня или корнеплода. Перед выгрузкой сырья из автоклава проверяют температуру воды в термостате и доводят ее до 75 °С.
Продолжительность выдержки обработанного паром сырья в термостате зависит от его вида и калибра и составляет для картофеля и свеклы крупного размера 15 мин, моркови крупного размера, свеклы и картофеля среднего размера 10 мин, картофеля мелкого и моркови среднего размера 5 мин. Термостат разгружают быстрее или медленнее в зависимости от производительности оборудования на последующих технологических операциях.
Производительность наклонного элеватора водяного термостата можно изменять с помощью вариатора скорости и обеспечивать этим непрерывность процесса. Отделение кожицы от пробланшированных корнеплодов или клубней происходит в моечно-очистительной машине. Для охлаждения их после моечно-очистительной машины пользуются душем.
Производительность пароводотермического агрегата зависит от вида перерабатываемого сырья и его размера. При обработке картофеля среднего калибра производительность агрегата составляет 1,65 т/ч, свеклы - 0,8 и моркови- 1,1 т/ч.
Для улучшения и ускорения очистки моркови применяют комбинированную обработку с добавлением в термостат щелочного раствора в виде гашеной извести из расчета 750 г Са(ОН) 2 на 100 л воды (0,75 %).
Количество отходов и потерь зависит от сорта сырья, его размеров, качества, продолжительности храпения и др.
В среднем количество отходов и потерь при пароводотермической обработке составляет (в %): картофеля 30-40, моркови 22-25, свеклы 20-25.
Пароводотермический способ бланширования и очистки нашел широкое распространение при сушке моркови и свеклы, так как дает небольшой процент отходов.
К недостаткам пароводотермического способа относятся большие потери и отходы картофеля и невозможность использовать их для производства крахмала. Отходы картофеля после пароводотермической очистки используются на корм скоту в жидком, сгущенном или сухом виде.
Химический (щелочной) способ очистки
Щелочная очистка меньше разрушает поверхность овощей, чем механическая, этим способом пользуются для очистки овощей с вытянутой формой или сморщенной поверхностью, так как получаются минимальные отходы; щелочная очистка легче поддается механизации, и капитальные затраты на это меньше, чем при других способах.
Недостатками химической очистки являются необходимость точного и постоянного контроля режимов обработки, загрязнение сточных вод отработавшим щелочным раствором и относительно высокий расход воды.
При щелочной (химической) очистке овощи, картофель и некоторые фрукты и ягоды (слива, виноград) обрабатывают нагретыми растворами щелочей. Для очистки используют преимущественно растворы едкого натра (каустической соды), реже - едкого кали или негашеной извести.
Сырье, предназначенное для очистки, погружают в кипящий щелочной раствор. В процессе обработки протопектин кожуры подвергается расщеплению, связь кожицы с клетками мякоти нарушается и она легко отделяется и смывается водой в моечной машине. Использование щелочи обеспечивает хорошее качество очистки и повышение производительности труда на дочистке; кроме того, по сравнению с механической и пароводотермической очисткой количество отходов уменьшается.
Продолжительность обработки сырья щелочным раствором зависит от температуры раствора и его концентрации. При обработке картофеля кроме перечисленных факторов существенное значение имеют сорт и время его переработки (в свежеубранном виде или после хранения).
В таблице 2 приведены оптимальные режимы щелочной очистки картофеля.
Таблица 2 — Оптимальные режимы щелочной очистки картофеля
После обработки картофеля щелочью кожура смывается с него в щеточных, роторных или барабанных моечных машинах в течение 2-4 мин водой под давлением 0,6-0,8 МПа.
Щелочной способ очистки овощей и плодов применяется на многих консервных и овощесушильных заводах. Обычно для щелочной очистки используются установки барабанного типа (рисунок 3).
1 - барабан; 2 - камера; 3 - разгрузочная воронка; 4 - ваннаРисунок 3 — Барабанная установка для щелочной очистки кожицы
Барабанная установка представляет собой барабан большого диаметра, разделенный па отдельные камеры сегментами из перфорированных металлических листов. Когда барабан совершает вращательное движение, камеры поочередно проходят через нагретый щелочной раствор. Затем каждая камера поднимается вверх и, когда ограничивающие его металлические пластины занимают соответствующее положение, обрабатываемый продукт соскальзывает в разгрузочную воронку. Объем ванны, где находится щелочной раствор, 2-3 м 3 . Длительность прохождения продукта через ванну можно изменять в пределах от 1 до 15 мин. Так как пар при непосредственном соприкосновении с раствором разжижает его, установка обычно снабжается нагревательной системой с закрытыми паровыми трубами.
Поддержание температуры рабочего щелочного раствора на заданном уровне обеспечивается наличием специальной емкости, снабженной отдельным нагревателем, через который постоянно проходит рабочий раствор. Одновременно с подогреванием во время рециркуляции осуществляется фильтрация раствора от попавших в него остатков кожицы и крупных частиц грязи.
В современных установках для щелочной очистки овощей от кожицы регулировка и контроль температуры и концентрации раствора щелочи производятся автоматически.
Очень эффективна щелочная очистка белых кореньев и хрена. Режим обработки этого сырья приведен в таблице 3.
Таблица 3 — Режим работы кореньев и хрена
Щелочной обработке подвергают также сливы и другие косточковые плоды, а также виноград, чтобы удалить с их поверхности восковой налет для ускорения процесса сушки.
Для уменьшения расхода щелочи и воды, необходимой для ее смыва, применяют смачиватели (поверхностно-активные вещества, понижающие поверхностное натяжение щелочного раствора и обеспечивающие более тесный контакт между сырьем и раствором).
Для обеспечения наиболее тесного контакта щелочного раствора с поверхностью овощей и облегчения последующей отмывки щелочи в рабочий раствор добавляют 0,05 % додецилбензолсульфоната натрия (поверхностно-активное вещество).
Применение смачивателя позволяет снизить концентрацию щелочного раствора в 2 раза и сократить отходы сырья при очистке.
В таблице 4 приведены технологический режим и количество отходов, получаемых при щелочной очистке овощей в присутствии смачивателя и без него.
Таблица 4 — Технологический режим и количество отходов, получаемых при щелочной очистке овощей в присутствии смачивателя и без него
Механический способ очистки
Механическим путем очищают овощи и картофель от кожицы, а также удаляют несъедобные или поврежденные органы и ткани овощей и фруктов, извлекают семенные камеры или косточки у фруктов, высверливают кочерыжки у капусты, срезают донца п шейки у лука, удаляют листовую часть и тонкие корешки у корнеплодов, дочищают картофель и корнеплоды (ножами после очистки машинами).
Удаление кожицы механическим способом основано на стирании ее шероховатыми поверхностями, преимущественно абразивными (наждачными). Этим способом можно очищать картофель, морковь, свеклу, белые коренья, лук, т. е. сырье, имеющее грубую кожицу и плотную мякоть. Одновременно с кожицей у картофеля удаляют также глазки и части клубня с различными дефектами.
Чистка овощей и картофеля методом стирания кожицы производится на машинах периодического или непрерывного действия при непрерывной подаче в них воды для смывания и удаления отходов. До настоящего времени во многих овощесушильных заводах широко используются механические абразивные картофелеовощечистки периодического действия. Существует много типов этих машин.
На плодоовощных перерабатывающих предприятиях наибольшее распространение имеют картофелекорнечистки марки КЧК.
Рабочим органом этой машины является вращающийся в неподвижном цилиндре чугунный диск с волнообразной поверхностью. Диск и внутренняя поверхность цилиндра покрыты абразивным (наждачным) материалом.
Сверху над рабочим цилиндром установлена загрузочная воронка. Цилиндр имеет люк для выхода очищенного продукта, закрываемый во время работы машины заслонкой со специальным замком и рукояткой. Во внутренней части цилиндра имеется трубопровод, подающий через сопла воду для промывки очищенного сырья. Грязная вода вместе с отходами отводится через сливную трубу в нижней части цилиндра.
Сырье после мойки и калибрования подается периодически через загрузочную воронку в цилиндр. Очистка происходит благодаря трению сырья о внутреннюю поверхность цилиндра и диска под действием центробежной силы, развиваемой диском при его вращении. Машина от очищенного продукта разгружается без остановки через боковой люк и лоток при открытой заслонке. Производительность машины 400-500 кг/ч, вместимость цилиндра 15 кг, расход воды 0,5 м 3 /ч, продолжительность очистки 2-3 мин, частота вращения диска 450 об/мин.
Качество очистки и количество получаемых отходов зависят от сорта, кондиций, длительности хранения сырья и других факторов. Хорошая очистка при низком проценте отходов достигается в том случае, когда очищаемое сырье тщательно откалибровано, клубни пли корнеплоды не проросли, не завяли и сохранили упругость. В среднем количество отходов при очистке составляет 35- 38 %.
Необходимо следить за состоянием насечки па абразивной поверхности. По мере износа (затупления) терочную поверхность восстанавливают. Загрузку машины производят на ходу, заполняя цилиндр примерно на 3/4 его объема. Перегрузка или недогрузка ухудшают качество очистки. При перегрузке увеличивается продолжительность пребывания клубней или корнеплодов в машине. Это приводит к излишнему их истиранию и неравномерной очистке всей загруженной порции сырья. Недогрузка нежелательна в связи со снижением производительности, а также из-за излишнего разрушения наружных клеток от ударов клубней о ее стенки, что вызывает потемнение картофеля после очистки.
Цилиндрические абразивные картофелекорнечнетки отличаются простотой устройства и дешевизной. Однако они имеют существенные недостатки: периодичность действия, ручное открывание и закрывание люков для выгрузки сырья, повреждение мякоти, повышенные отходы сырья.
Автоматизированная абразивная картофелечистка периодического действия
Автоматизированная абразивная картофелечистка периодического действия работает следующим образом.
Перед картофелечисткой расположен бункер, накапливающий заданную порцию картофеля. После наполнения бункера автоматически выключается элеватор, подающий картофель, бункер открывается, и картофель высыпается в картофелечистку, где он очищается в течение времени, заданного по установленному режиму. Затем дверка картофелечистки автоматически открывается, и в картофелечистку поступает новая порция сырья. При этом обеспечивается оптимальная загрузка, исключается истирание клубней и точно соблюдается продолжительность очистки. Очищенный картофель поступает на дочистку. Производительность картофелечистки 1350 кг/ч.
Абразивная картофелечистка непрерывного действия
На некоторых заводах эксплуатируется абразивная картофелечистка непрерывного действия марки КНЛ-600М.
Рабочими органами этой машины являются 20 очистительных абразивных роликов, надетых на вращающиеся валы. Вращающиеся ролики в собранном виде образуют волнистую поверхность и делят машину на четыре секции. Над каждой из секций, отделенной от другой поперечной перегородкой, установлен душ.
Машина отличается от картофелечистки периодического действия не только непрерывностью работы, но и принципом воздействия абразивной поверхности на очищаемые клубни или корнеплоды. Сырье двигается по роликам в воде и проделывает зигзагообразный путь от входа к выходу. Вследствие плавного движения и непрерывного орошения удары клубней о стенки машины ослабляются. Кожица снимается роликами в виде тонких чешуек без стирания значительного слоя мякоти.
Откалиброванный картофель непрерывным потоком загружается в бункер машины и попадает в первую секцию на быстро-вращающиеся абразивные валики, очищающие с клубней кожицу. При вращении вокруг собственной оси клубни продвигаются вдоль машины, поднимаются по волнистой поверхности роликов, наталкиваются на перегородки и попадают обратно во впадину секции. При таком движении клубни постепенно продвигаются вдоль роликов к разгрузочному окну, поджимаются поступающим картофелем и попадают во вторую секцию, где совершают такой же путь по ширине машины. После прохождения четырех секций очищенные и обмытые под душем клубни подходят к разгрузочному окну и попадают в лоток.
Продолжительность пребывания клубней в машине или степень очистки их регулируют, изменяя ширину окна в перегородках, высоту подъема заслонки у разгрузочного окна и угол наклона машины к горизонту. При нормальной очистке картофеля продолжительность пребывания клубней в машине 3-4 мин.
Опыт эксплуатации машин КНА-600М свидетельствует о преимуществах их перед абразивными кориечпетками периодического действия. Эти машины работают непрерывно, их можно включать в поточные механизированные линии, в них снижен отход сырья на 15-20 %, меньшее повреждение наружных клеток и более гладкая поверхность очищенного картофеля, сохраняется первоначальная форма клубня, продолжительность пребывания очищенного сырья и машине можно регулировать. Производительность КНА-600М 1000 кг/ч (по сырью), расход воды 1-2 л/кг, частота вращения рабочих роликов 600об/мин.
Абразивная картофелечистка непрерывного действия фирмы «Эгго» приведена на рисунке 4.
1 - стойка; 2 - корпус; 3 -клетка типа «беличье колесо»; 4- ролик; 5 — загрузочный лоток; 6 - крышка; 7 — шнекРисунок 4 — Картофелечистка фирмы «Эгго» непрерывного действия с открытыми крышками в с пятью удаленными роликами
Машина состоит из клетки типа «беличье колесо», изготовленной из 23 роликов, вращающихся вокруг своей оси при одновременном вращении самой клетки. Внутри клетки находится шнек, вращающийся независимо от клетки и роликов и обеспечивающий продвижение клубней картофеля. Ролики, покрытые абразивным материалом, при соприкосновении с клубнями в нижней части клетки очищают их за 55 с, в верхнем положении очищенные клубни и абразивная поверхность роликов промываются водой и шнеком перемещаются к выходу.
Частоту вращения шнека и роликов можно регулировать без отключения машины с помощью специальных маховиков. Для более глубокой очистки уменьшают частоту вращения шнека и увеличивают подвижность роликов. Производительность машины по картофелю 3 т/ч. К машине приложен комплект резиновых роликов н нейлоновых щеток, которые используются при очистке молодого картофеля или моркови и свеклы, обработанных паром при атмосферном или повышенном давлении. Отходы и потери при очистке картофеля составляют около 28 %.
Кроме картофеля, моркови и свеклы в этой машине можно очищать лук.
При механической очистке картофеля и некоторых овощей имеет место разрушение абразивной поверхностью наружного слоя клубней. Это приводит к быстрому и интенсивному потемнению очищенного сырья на воздухе.
Для предотвращения соприкосновения поверхности клубня с кислородом воздуха картофель после очистки погружают в воду. Последующие операции (дочистку и резку) необходимо проводить при обильном смачивании поверхности клубней водой.
Очистительно-моечные машины
Для очистки применяются также очистительно-моечные машины пилеры, у которых трущими органами являются рифленые резиновые ролики. Смывание кожицы осуествляется водой, подаваемой из сопел под давлением 1 -1,2 МПа. Такое большое давление воды способствует лучшей очистке овощей и картофеля.
Очистительно-моечные машины барабанного и роликового типов широко используются для очистки сырья, которое предварительно обработано паром, щелочью, горячей водой, обжигом или др. Моечно-очистительныс машины входят в комплекс электро- и паротермических агрегатов и установок для щелочной очистки картофеля, свеклы, моркови, лука и некоторых плодов (персиков, яблок). Они завершают процесс очистки приприменении комбинированных способов удаления кожицы. Качество очистки и количество отходов сырья на этих машинах зависят от диаметра и длины барабана, частоты вращения и заполнения барабана, а также от температуры и уровня воды в ванне.
По конструкции и принципу действия эти машины аналогичны барабанным моечным машинам.
Очистка овощей улучшается при увеличении времени пребывания их в машине, повышении температуры воды и уменьшении ее уровня в ванне. Но при этом уменьшается производительность машины и возрастает количество отходов. Поэтому для каждого вида обрабатываемого сырья разрабатываются свои оптимальные режимы обработки, обеспечивающие хорошую очистку, максимальную производительность при минимальном количестве отходов.
При механической очистке картофеля получаемые отходы используют для производства крахмала.
На некоторых овощесушильных заводах применяется глубокая механическая очистка картофеля с удалением большого слоя мякоти клубней с углублениями п глазками, что повышает производительность труда па дочисткс и уменьшает почти в 2 раза затраты труда на эту операцию. Однако количество отходов за счет снятия ценного подкожного слоя возрастает до 55 %. Глубокую механическую очистку можно производить только при отсутствии в достаточном количестве рабочей силы и полном использовании отходов для получения пищевого крахмала.
Качество очистки картофеля и количество получаемых отходов зависят от способа очистки, сорта, кондиционности и продолжительности хранения сырья, а также от конструктивных особенностей применяемого оборудования.
В таблице 5 приведены данные о размерах отходов при очистке и дочистке картофеля механическим способом на разном оборудовании.
Данные таблицы 5 свидетельствуют о том, что с увеличением содержания некондиционных клубней количество отходов возрастает, причем наибольшее количество их получается при работе на картофелечистках КЧК.
Таблица 5 — Данные о размерах отходов при очистке и дочистке картофеля механическим способом на разном оборудовании
Средние данные о качестве очистки и количестве отходов сортового картофеля свежеубранного и после длительного хранения при различных способах очистки приведены в таблицы 6.
Таблица 6 — Данные о качестве очистки и количестве отходов сортового картофеля свежеубранного и после длительного хранения при различных способах очистки
Из данных таблицы 6 видно, что картофель после длительного хранения очищается хуже и количество отходов возрастает. Сравнивая различные способы очистки, необходимо отметить, что наименьшее количество отходов получено при щелочном и паровом способах очистки.
Пневматическая лукочистка
Очистка лука, заключающаяся в обрезке верхней заостренной шейки, нижнего корневого донца (корневой мочки) и снятии шелухи,-весьма трудоемкая технологическая операция. На некоторых предприятиях овощесушильной промышленности при очистке лука шейку и донце обрезают вручную, а шелуха снимается в пневмолукочистках (рисунок 5).
1 - очистительная камера, 2 - воздуховод; 3 -дозатор; 4 - бункер; 5 - циклонРисунок 5 — Пневматическая лукочистка
Машина состоит из цилиндрической очистительной камеры, дно которой сделано в виде вращающегося диска с волнистой поверхностью. У луковиц предварительно обрезают шейку и донце. Через бункер их подают в дозатор, откуда через каждые 40-50 с порция 6-8 кг поступает в очистительную камеру. При вращении дна п ударе о него и стенки кожица отделяется от луковиц н сжатым воздухом из барботера выносится в циклон, а очищенный луж выгружается через автоматически открывающуюся дверцу. За цикл очистки (40-50 с) полностью очищается до 85 % луковиц.
Затраты труда па очистку лука в этой машине снижаются почти вдвое по сравнению с ручной очисткой, производительность пневмолукочистки до 500 кг/ч, расход воздуха 3 м 3 /мин. В этой машине можно очищать только сухой лук, влажные луковицы приходится дочищать вручную.
Пневмолукочистка может работать во влажном режиме, т. е. разорванная при вращении и трении луковиц о шероховатую поверхность диска и стенок цилиндра шелуха удаляется не сжатым воздухом, а водой, подаваемой под давлением.
Универсальная линия для подготовки и сушки лука
На некоторых овощесушильных заводах эксплуатируется универсальная линия для подготовки и сушки лука (рисунок 6).
1, 4 и 8 - наклонные элеваторы; 2 - машина для обрезки шейки и донца луковиц; 3, 7 и 17 - инспекционные транспортеры; 5 - компрессор; 6 - пневмолукочистка; 9 - вентиляторная моечная машина; 10 - лукорезка; 11 - транспортер с оросителем; 12 - паровая конвейерная сушилка; 13 - шнековый транспортер; 14- инжектор с пневмотранспортером; 15 - бункер-охладитель; 16 - электромагнитный сепаратор; 18 - скребковый транспортер; 19- мельница; 20 - электродозатор; 21- пневмотранспортер; 22- вибратор для упаковки лука; 23- сито; 24- циклон; 25 - пылеуловителиРисунок 6 — Универсальная линия для подготовки и сушки лука
Линия состоит из машин для подготовки лука к сушке, сушилки и оборудования по обработке сушеного лука. Линия обеспечивает выработку сушеного лука, нарезанного кольцами, дробленого (размер частиц от 4 до 20 мм) и лукового порошка.
Перед подачей на линию лук сортируют по диаметру и подают на линию по размерам.
Наклонным элеватором лук подается в машину для обрезки шейки и донца, представляющую собой стальной транспортер, собранный из пластин с отверстиями. В конце транспортера имеются нижний блок серповидных ножей и верхний блок плавающих ножей. Машину обслуживают четыре работницы, устанавливающие луковицы в гнезда транспортерной ленты донцем вверх, в конце транспортера производится обрезка донца и шейки лука. При изменении калибра лука производится настройка машины на соответствующий размер. Затем лук поступает на инспекционный транспортер, где вручную обрезают донце и шейку (у плохо обрезанных луковиц). Далее лук элеватором загружается в пневмолукочистку, очищается от шелухи и снова поступает на инспекционный транспортер. Очищенные луковицы подвергаются мойке в вентиляторной моечной машине и резке па кружки толщиной 3-5 мм. Резаный лук на наклонном ленточном транспортере промывается струями воды. При этом частично вымывается сахара, что обеспечивает получение сушеного лука белого цвета.
После сушки в паровой ленточной конвейерной сушилке лук пневмотранспортером загружается в бункер-охладитель, через электромагнитный сепаратор поступает на инспекцию для удаления недосушенных и подгоревших кусочков. Высушенный лук просеивают и упаковывают, причем лук в виде колец упаковывают в тару, используя вибратор. Производительность линии 440-700кг/ч. На этой линии полностью очищенных луковиц диаметром 45-60 мм получают 55,7%, а диаметром 60-80 мм - 54,2%, количество отходов составляет соответственно 25,3 и 21,6 %.
Механизированная линия очистки и переработки лука типа НА-Т/2
Механизированная линия очистки и переработки лука типа НА-Т/2 показана на рисунке 7.
Очищенный от стеблей и грязи лук элеватором через дозатор подают в сортировочную машину, которая калибрует лук на четыре размера: диаметром до 3 см (нестандартный), от 3 до 5 см, от 5 до 10 см, свыше 10см (на переработку не идет).
Луковицы диаметром от 3 до 10 см подаются па элеватор, который доставляет их на подающий транспортер, где работницы укладывают их в гнезда. Размер гнезд подающего транспортера выбирается в соответствии с диаметром перерабатываемого лука. Пройдя машины для удаления донца и шейки, лук поступает на сборный транспортер, затем через элеватор на дозирующие весы и отсюда периодически в машину для удаления шелухи, работающую на влажном режиме.
Очищенный лук подается на ленту инспекционного транспортера, затем элеватором на шинковальную машину, где осуществляется резка его па кружки толщиной 3-6 мм. Производительность линии 700-750 кг/ч; при переработке лука южных сортов (с одной покровной чешуей) количество отходов составляет примерно 29,9%; полностью очищенных луковиц- 75,3%, луковиц, требующих дочистки, - 13,4%, полностью неочищенных- 11,3 %.
1 - элеватор с дозатором; 2 - сортировочная машина; 3, 7 и 11 - элеваторы; 4 - подающий транспортер; 5 - машины для удаления донца и шейки; 6 - транспортер; 8 -дозирующие весы; 9 - машина для удаления кожицы; 10 - инспекционный транспортер; 12 - шинковальная машинаРисунок 7 — Механизированная линия очистки и переработки лука типа НА-Т/2
Линия очистки лука отечественного производства
Линия очистки лука отечественного производства состоит из ленточного транспортера для обрезки шейки и донца луковицы, машины для очистки лука от кожицы системы Н. С. Фещенко и инспекционного ленточного транспортера.
Лук из лотка подается на ленточный транспортер, разделенный по ширине перегородками па три части, здесь он попадает в боковые отсеки лепты, имеющей шиберы, для задерживания против рабочих мест. Обрезанный вручную лук подается в машину для очистки от шелухи, потом через дозатор загружается в лоток на насеченный или покрытый корундом барабан. Порции луковиц захватываются лопастями цепного транспортера и перемещаются по поверхности вращающегося барабана, при этом шелуха разрывается, сдувается воздухом и через щель отсасывается из машины в сборник. Производительность линии в среднем 1,5 т/ч.
Машина для обрезки донца и шейки лука
Машина для обрезки донца и шейки лука (рисунок 8), работающая на некалиброванном луке различных сортов, состоит из двухрядного ленточного транспортера, выполненного таким образом, что его ветви перемещаются в противоположные стороны в одной плоскости. Это обеспечивает равномерное распределение лука по всей длине и ширине транспортера.
1 - двухрядный ленточный транспортер; 2 - лотки с пластинами; 3 - сбрасыватель; 4 -пластина; 5 - болт; 6 - ролик; 7 - паз; 8 -ступица; 9 - нож; 10 - вал; 11 - подпружиненный фиксатор; 12 - ось; 13 - захват; 14 -гнездо; 15 - дискРисунок 8 — Схема машины для обрезки шейки и донца лука
По длине транспортера установлены лотки, каждый из которых состоит из параллельно установленных пластин с U-образным вырезами. Вращающиеся поверхности лотков с двух сторон закрыты ограждениями и снабжены блокирующим устройством. Между пластинами проходят захваты для луковиц, каждый из которых также состоит из двух параллельно расположенных U-образных пластин, закрепленных на вращающемся диске. Над диском на валу 10 установлены ножи 9, которые могут вращаться и перемещаться вдоль оси. Ножи снабжены с тупицами с круговыми пазами, а также механизмом ориентации величины обрезки. Механизм ориентации величины обрезки шейки и донца луковицы выполнен из двух шарнирно расположенных подпружиненных пластин (фиксаторов) с роликами, размещенных в пазах ступиц ножей. На нижних концах пластин установлены сужающиеся к дисковым ножам захваты. Для удерживания луковиц в захватах в момент обрезки на оси установлен подпружиненный фиксатор, свободно проходящий между пластинами захватов. Расстояние между захватом и механизмом ориентации величины обрезки лука регулируется болтами. Машина имеет сбрасыватель обрезанных луковиц.
Обрезка концов лука осуществляется следующим образом. Работница берет с транспортера луковицы и кладет в лоток или в захват диска. По мере вращения диска луковицы прижимаются сверху фиксатором и заходят в пространство между гнездами механизма ориентации. При этом луковица действует на гнезда, которые в зависимости от ее длины вместе с пластинами фиксатора расходятся и раздвигают дисковые ножи. В результате обрезаются донце и шейка. Обрезанные луковицы из захватов выбрасываются вращающимся сбрасывателем и шнеком подаются на скребковый транспортер. После обрезки фиксатор, гнезда и ножи возвращаются в исходное положение, и цикл повторяется. В машине имеется приспособление для настройки величины обрезки лука.
Машина выполнена из соединенных муфтами секций. В первой секции расположен привод. Размеры секции 1600 х 1500 х 1200мм, каждую секцию обслуживают два человека. Таким образом, производительность машины зависит от числа работающих секций и числа обслуживающих рабочих.
Производительность труда одной работницы в смену составляет от 370 до 1360 кг, а количество отходов - от 5 до 9,4 % в зависимости от размера луковиц, количество необрезанных луковиц в среднем 1,4%.
Машина Л9-КЧП для очистки чеснока от кожицы
Для очистки чеснока от кожицы используют машину Л9-КЧП (рисунок 9).
Машина разделяет головки чеснока на дольки, очищает их от кожицы и отводит ее в специальный сборник. Очистка производится с помощью струй сжатого воздуха, движущегося со скоростью звука, что обеспечивается специальной формой сопла.
1 - вентилятор; 2- электродвигатель; 3 - станина; 4 - инспекционный транспортер; 5 - конус; 6 - рабочая камера; 7 - дозатор; 8 - питатель; 9 - подвижная часть дна; 10 - неподвижная часть дна; 11 - загрузочный бункер; 12 - горизонтальный диск; 13 - соединительная трубка; 14- канал; 15- клиноременная передача; 16- полый вал; 17- труба; 18- сборник; 19 - тканевый сборник для кожицыРисунок 9 — Машина для очистки чеснока А9-КЧП
Машина непрерывного действия состоит на загрузочного бункера, узла очистки (рабочие камеры с дозаторами), устройства для отвода и сбора кожицы и выносного инспекционного транспортера. Производительность 50 кг/ч.
При вращении дозаторов и рабочих камер вокруг полого вертикального вала происходят отделение порции сырья (две-четыре головки) и подача ее в рабочую камеру, после чего сжатый воздух через трубу, полый вал и соединительную трубу с большой скоростью вводится в камеру.
Рабочая камера-это открытый сверху и снизу цилиндр. Корпус ее отлит из алюминия, внутри имеется вставка из коррозиестойкой стали. В корпусе и вставке сделаны смещенные отверстия для прохода воздуха. Камера находится между двумя неподвижными дисками.
Время пребывания дозы чеснока в камере 10-12с, из них 8с приходится на собственно очистку, когда в камеру подается сжатый воздух. Остальное время необходимо для выгрузки очищенного чеснока из камеры. После этого камера, продолжая двигаться, снова оказывается под сплошной частью диска, происходит загрузка новой порции сырья, и цикл повторяется.
Продолжительность очистки регулируется путем изменения частоты вращения ротора за счет замены шкивов на клиноременной передаче между электродвигателем и редуктором.
Снятая кожица потоком воздуха от вентилятора перемещается по каналу к тканевому сборнику, а очищенный чеснок через отверстие в неподвижном диске, размещенном под рабочими камерами, выводится па инспекционный транспортер.
Производительность при ручной загрузке 30-35 кг/ч, при машинной - 50 кт/ч. Количество полностью очищенных зубков 80-84 % обрабатываемого сырья. Зубки с остатками кожицы, отобранные при инспекции, могут быть подвергнуты повторной очистке.
Комбинированный способ очистки
При этом способе предусматривается сочетание двух факторов, воздействующих на обрабатываемое сырье (щелочного раствора и пара, щелочного раствора и механической очистки, щелочного раствора и инфракрасного обогрева и др.).
При щелочно-паровом способе очистки картофель подвергают комбинированной обработке щелочным раствором и паром в аппаратах, работающих под давлением или при атмосферном давлении. При этом применяют более слабые щелочные растворы (5%-ные), в связи с чем резко снижается расход щелочи на 1т сырья и уменьшается количество отходов по сравнению со щелочным способом.
При использовании методов абразивной п щелочной очистки обработанное в слабом щелочном растворе сырье подвергают кратковременной очистке в машинах с абразивной поверхностью. Время обработки зависит от вида и сорта сырья и продолжительности его храпения.
Комбинирование щелочной обработки картофеля с инфракрасным облучением и последующей механической очисткой от кожицы производится следующим образом.
Клубни погружают в раствор щелочи концентрацией 7-15%, нагретый до 77°, на 30-90 с. Вместо погружения возможна обработка струей раствора щелочи. После отекания излишнего раствора картофель направляют в перфорированный вращающийся барабан, где он подвергается инфракрасному обогреву при температуре 871-897°С (источник тепла - газовые горелки).
Термическую обработку клубней можно также осуществлять на транспортере, расположенном под источником инфракрасных лучей. Транспортер оборудуют вибраторами или другими устройствами, обеспечивающими переворачивание клубней.
В процессе тепловой обработки происходит испарение воды из кожицы клубня, и концентрация находящегося в поверхностном слое щелочного раствора увеличивается. Благодаря этому действие щелочи в тонком слое усиливается и создаются благоприятные условия для дальнейшего механического удаления кожицы.
После термообработки клубни направляют в очистительную машину, снабженную гофрированными резиновыми валиками. Конечная очистка производится в щеточных моечных машинах. После очистки картофель погружают в 1 %-ный раствор соляной кислоты для нейтрализации щелочи, а затем направляют на дальнейшую переработку. Отходы при этом способе очистки составляют 7-10 %, расход воды в 4- -5 раз меньше, чем только при щелочной очистке.
При обслуживании очистительных машин, используемых при всех способах очистки сырья, необходимо строго выполнять правила безопасной работы.
На трубопроводе отработавшего пара пароводотермического агрегата должен быть установлен предохранительный клапан, отрегулированный па рабочее давление автоклава, и на подводящем паропроводе - манометр.
На паропроводе перед машиной для паровой очистки должен быть установлен редукционный клапан с манометром и предохранительным клапаном.
Запрещается подтягивать гайки и болты для уплотнения прокладок при наличии пара в автоклаве и машине для паровой очистки.
При неисправности манометра пли предохранительного клапана необходимо останавливать оборудование и спускать пар. То же делают при появлении на корпусе выпучин и трещин, при обнаружении трещин на затяжных болтах, при повышении давления в автоклаве или корпусе очистительной машины.
Дочистка сырья
Сырье после очистки нуждается в инспекции и дочистке. При выполнении этих операций вручную у корнеплодов и картофеля удаляют остатки кожицы, больные, поврежденные и подгнившие места, глазки у картофеля, ботву у моркови и свеклы, шейки и донца у луковиц. На овощесушильпых заводах дочистку картофеля и овощей производят на специальных ленточных транспортерах.
Ручная дочистка - очень трудоемкая операция. Особенно велики затраты па дочпетке картофеля и овощей при переработке некондиционного сырья.
Наиболее часто дочистку сырья проводят на ленточных конвейерах, разделенных продольными перегородками на три части: по крайним сырье подается на дочистку, по средней движется дочищенный продукт. Ширина ленты транспортера 0,75- 0,8 м, высота 0,75 м. Отходы удаляются гидротранспортером или обратным ходом ленты транспортера дочистки. Скорость движения транспортера дочистки 0,1-0,2 м/с.
Вдоль ленты транспортера с обеих сторон расположены рабочие места. Поскольку в течение всей смены рабочий находится на одном и том же месте, его рабочая поза должна быть сидя и стоя. Рабочее место должно быть оборудовано удобным стулом, высота которого могла бы регулироваться с учетом роста работающего. Размер рабочей зоны составляет 1 -1,1 м и предусматривает пространство на случай, когда рабочий встает рядом со своим стулом.
Используемые для дочистки ножи должны быть удобными, своевременно заточенными, иметь специальную форму и размеры.
При механическом способе очистки картофеля разрушается большое количество клеток, в результате чего на поверхности клубня выделяется некоторая часть крахмала, свободных аминокислот, ферментов, минеральных солей и других легкоокисляющихся веществ. Создаются благоприятные условия для взаимодействия их с кислородом воздуха при действии окислительных ферментов как катализатора, в результате чего поверхность клубней становится розовой, а затем темнеет.
Для предотвращения этого картофель после очистки погружают в воду, а дочистку и резку проводят при обильном смачивании клубней водой. Поэтому на заводах, где применяется механический способ очистки, конвейер дочистки оборудуют специальными ванночками с водой, где храпят очищенный картофель.
На ряде овощесушильных заводов используется удобный конвейер дочистки. Он устроен так, что ванночки для овощей расположены не вдоль ленточного транспортера, как обычно, а поперек. В конце конвейера на общей с ним раме смонтированы весы с бункером, имеющим открывающееся дно. Перед весами расположена свободная часть ленты, на которой бракер отбирает плохо очищенные клубни. Возле рабочего места бракера имеется пусковая кнопка. При такой установке ванночек для овощей все работницы стоят лицом к бракеру и весовщику, в затылок один другому. Это позволяет мастеру свободно подойти к любой работнице, проследить за качеством дочистки, количеством отходов, при необходимости показать правильные методы работы. По сигналу весовщика работницы, стоящие по одну сторону конвейера, высыпают очищенные овощи из ванночек на транспортерную ленту и кладут на них свой жетон с номером. Бракер включает транспортер. Когда к рабочему месту бракера подошла первая партия овощей, он останавливает транспортер, берег жетон и говорит номер весовщику, а за тем отбирает плохо очищенные клубни и вновь включает транспортер. Первая партия клубней ссыпается в бункер весов, а вторая подходит к рабочему месту бракера. Весовщик взвешивает картофель, записывает показания в карточку учета выработки и открывает дно бункера. Клубни высыпаются па скребковый транспортер для дальнейшей переработки.
При обслуживании конвейеров дочистки соблюдаются те же правила техники безопасности, что и при обслуживании ленточных и других транспортеров.
Вроде бы не такой уж сложный вопрос: нужно просто срезать кожуру с корнеплода и всё. Но в сегодняшней жизни не хочется тратить на это много времени... И действительно человечество не стоит на месте и его пытливый ум коснулся и этой стороны нашей жизни. Существует три способа сделать это с максимальным для себя комфортом:
Механический.
Термический.
Химический.
Первый - это вручную (механический), ножом. Помимо ножей классической формы существует масса специальных ножей для чистки картофеля. По строению, их можно разделить на две группы: ножики с режущей поверхностью, параллельной продольной оси рукоятки и ножи с режущей поверхностью, перпендикулярной продольной оси рукояти. Второй вид имеет плавающее лезвие, призванное облегчать процесс чистки, но применение тех или других - дело привычки и личных предпочтений и ни как не отразится на готовом блюде. От себя заметим, что специальные ножи гораздо экономичнее, удобнее и безопаснее.
Второй способ представляет собой сплав достижений человечества. Речь о картофелечистках.
На предприятиях общественного питания малой и средней мощности в овощных цехах устанавливают картофелечистки. Все предшествующие операции - сортировка, мытье и последующее - удаление глазков, доочистка осуществляется вручную.
Механический способ применяется для очистки корне-клубнеплодов и рыбы. Это наиболее распространенный способ очистки. Сущность очистительного процесса овощей при механическом способе заключается в истирании поверхностного слоя (кожуры) клубней об абразивную поверхность рабочих органов машины и удалении частиц кожуры водой.
Термический способ имеет две разновидности:
Сущность парового способа очистки состоит в том, что при кратковременной обработке корне-клубнеплодов острым паром давлением 0,4…0,7МПа, поверхностный слой продукта проваривается на глубину 1…1,5мм, а при резком снижении давления пара до атмосферного кожура растрескивается и легко отслаивается в результате мгновенного превращения в пар влаги поверхностного слоя клубня. Затем термически обработанный продукт. Паровая картофелечистка (рис.) состоит из наклонной цилиндрической камеры 3, внутри которого вращается шнек 2. Вал его выполнен в виде полой перфорированной трубы, через которую подается пар давлением 0,3…0,5 МПа, с температурой 140…1600С.Поступающий на обработку продукт загружается и разгружается через шлюзовые камеры 1и 4, что обеспечивает герметичность рабочей цилиндрической камеры 3 в процессе загрузки и выгрузки продукта. В приводе шнека предусмотрен вариатор, позволяющий изменить частоту вращения, а, следовательно, и продолжительность обработки продукта. Установлено, что чем выше давление, тем меньше требуется времени на обработку сырья. В паровой картофелечистке непрерывного действия на сырье оказывается комбинированное воздействие пара, перепада давления и механического трения при перемещении продукта шнеком. Шнек равномерно распределяет клубни, обеспечивая равномерность их обработки паром. Из паровой картофелечистки клубни поступают в моюще-очистительную машину (пиллер), где с них очищается и смывается кожура. При огневом способе очистки клубни в специальных термоагрегатах подвергаются в течение нескольких секунд обжигу при температуре 1200…1300 0С, в результате чего кожура обугливается и происходит проваривание верхнего слоя клубней (0,6…1,5 мм). Затем обработанный картофель поступает в пиллер, где удаляется кожура и частично проваренный слой.
Термический способ очистки применяется па поточных линиях обработки картофеля на крупных предприятиях общественного питания.
Химический способ основан на обработке клубней раствором щелочи с последующим снятием обработанного слоя в роликовых овощемоечных машинах. Затем клубни подвергают нейтрализации раствором лимонной и уксусной кислоты. На большинстве предприятий общественного питания применяется в основном механический способ очистки картофеля, который наряду с существенными недостатками этого способа (достаточно высокий процент отходов, необходимость ручной доочистки - удаление глазков) обладает определенными преимуществами, основными из которых являются: очевидная простота самого процесса очистки корне-клубнеплодов с использованием абразивных инструментов, компактное машинное оформление процесса, а также более низкие энергетические и материальные затраты по сравнению с термическими способами очистки корне-клубнеплодов (отсутствие необходимости расходование пара, топлива и применение моющей очистительной машины).
Механический способ очистки картофеля реализуется на специальных технологических машинах, имеющих ряд модификаций по производительности, конструктивному исполнению и применению.
Каждый из перечисленных способов имеет свой недостатки. Известно, что картофель - сырье для производства крахмала. При химическом и термическом способах очистки отходы не могут быть использованы для последующей переработки на крахмал. При механическом способе очистки некоторые участки поверхности клубней многократно соприкасаются с рабочими шероховатыми поверхностями. При этом снимается не только поверхностный слой, но и часть самого клубня, что приводит к повышенным потерям продукта, но их можно переработать в крахмал.
На предприятиях общественного питания первичная обработка овощей производится по следующей технологической схеме: сортировка, мытье, очистка, доочистка, сульфатация (обработка очищенного картофеля от потемнения) и измельчение.
Все процессы первичной обработки овощей, кроме доочистки, могут быть механизированы. Степень механизации процессов зависит от типа предприятия. На крупных предприятиях общественного питания устанавливают поточные линии.
Существует несколько способов очистки овощей от кожуры: механический, термический, щелочной, паровой и комбинированный.
При механическом способе очистка овощей происходит за счет трения их о шерохова тую поверхность рабочих органов машины при одновременном интенсивном перемешивании и смыве снятой кожуры водой в картофелеочистительных машинах.
При тепловом способе очистки овощи обжигают в цилиндрической печи с вращающимся керамическим ротором. Температура обжига составляет 1 100... 1 200°С, глубина обработки не превышает 1,5 мм. После обжига овощи поступают в овогцемоечпую машину, в которой кожура очищается щелочными валками и смывается водой. Продолжительность тепловой обработки для лука 3...4 с, для моркови - 5...7 с, для картофеля - 10... 12 с. В качестве топлива для печи могут быть использованы как газ, так и электричество или жидкое топливо. По сравнению с другими способами термический способ очистки картофеля и корнеплодов дает значительно меньший процент отходов.
При щелочном способе очистки картофель предварительно нагревают в воде до температуры 48 °С, а затем обрабатывают креп
ким щелочным раствором, нагретым до 100 “С, который размягчает поверхностный слой клубней. В барабанной моечной машине клубни очищаются от наружного слоя и отмываются от щелочи. Продолжительность обработки 3...8 мин.
При паровом способе очистки картофель обрабатывают паром в автоклавах под давлением 588...684 Па (6...7 атм) в течение 1...2мин, при этом поверхностный слой клубней проваривается. Затем картофель поступает в роликовую моечно-очистительную машину, в которой в результате интенсивного трения клубней о резиновые ролики и друг о друга проваренный слой снимается.
При комбинированном способе картофель сначала обрабатывают 10%-иым раствором каустической соды, нагретым до температуры 75...80°С, в течение 5,..6 мин, а затем паром высокого давления в течение 1 ...2 мин. После этого картофель поступает в моечные машины барабанного типа.
На предприятиях общественного питания применяют два способа очистки корне- и клубнеплодов - тепловой и механический.
корнеплод растениеводство очистка механизация
Технология обработки и подготовки кормовых корнеплодов к скармливанию зависит от зоотехнических требований, условий хозяйства, экономической целесообразности применения тех или иных способов и технологических средств. Корнеплоды являются необходимым, широко распространенным, высокоэффективным компонентом кормовой смеси в рационе крупного рогатого скота. Правильная подготовка их к скармливанию способствует рациональному использованию, повышению питательности и вкусовых качеств кормов, сокращению расходов энергии на пережевывание, улучшению усвоения кормов организмом животного. Загрязненность корнеплодов почвой и засоренность посторонними примесями вызывает необходимость их очистки перед скармливанием.
Обзор отечественных и зарубежных литератур показывает, что наиболее полно изучены технология и технические средства для подготовки кормовых корнеплодов к скармливанию. Однако процесс подготовки кормовых корнеплодов к скармливанию обладает несовершенством технологий мойки корнеплодов водой, поэтому последнее время ученые обращаются к сухой очистке кормовых корнеплодов. В связи с этим ниже приведен анализ результатов работ по разработке технических средств и созданию технологических линий.
Предложенная классификация технических средств для очистки кормовых корнеплодов от почвы позволяет более эффективно оценить существующие и выявить общие направления и сделать некоторый анализ их конструкций (рис. 1.1). При этом необходимо исходить из зоотехнических требований.
Рисунок 1.1.- Классификация устройств для очистки корнеплодов.
В направлении разработки технических средств для сухой очистки кормовых корнеплодов работают научно-исследовательские институты и вузы: БСХА, ВИЭСХ, ЧИМЭСХ, ЧГСХА и др. а так же зарубежные фирмы.
ВНИИживмаш предложил конструкцию агрегата для сухой очистки и измельчения корнеклубнеплодов на базе измельчителя ИКМ-5 (рис. 1.2.). Рабочим органом для сухой очистки является барабан предварительной сухой очистки, который установлен перед водяной ванной. Водяная ванна выполняет в данном случае функции камнеуловителя. При проведении испытаний агрегата для сухой очистки ИКУ-Ф-10 была получена остаточная загрязненность продукта после очистки не более 3% при расходе воды на одну тонну корнеклубнеплодов 100 л. Данному типу очистителей присущи большие энергозатраты. Хотя агрегат обладает высокой эффективностью очистки, однако ему присущи все недостатки, свойственные машинам для мойки корнеплодов, поэтому он не находит достаточного применения в сельском хозяйстве.
При разработке рабочих органов для очистки корнеплодов необходимо учитывать следующие условия :
Конструкция рабочих органов должна быть пригодной для очистки корнеплодов с различными физико-механическими свойствами;
При обработке корнеплодов остаточная загрязненность допускается не
Потеря корма при очистке не должна превышать 0.1%;
Рабочие органы должны копировать поверхность корнеплодов, вычищая почву из канавок.
Рисунок 1.2-Схема агрегата для сухой очистки и измельчения корнеплодов ИКУ-Ф-10 разработки ВНИИживмаш. 1 - барабан предварительной сухой очистки; 2 - ленточный конвейер; 3- выгрузное окно; 4 - водяная ванна; 5 - крылач; 6 - транспортер камней; 7 - транспортер корнеплодов; 8 - измельчитель.
В ВИЭСХ разработан барбанно-шеточный очиститель , состоящий из установленного на опорных роликах цилиндрического барабана со спиральной обрешеткой, внутри которого эксцентрично размещена щетка, вращающаяся навстречу барабану (рис. 1.3). Скорость вращения щетки составляла 150 мин-1, барабана - 30 мин-1, эксцентриситет щетки по отношению к барабану - 11 мм. Производительность очистителя менялась путем изменения угла наклона продольной оси барабана к горизонту от 0 до 12о через 3о. Однако примененная щетка большого диаметра не обеспечивала удаление почвы из канавок корнеплодов и эффект очистки оказался невысок - 50%.
Рисунок 1.3- Схема барабанно-щеточного очистителя корнеплодов разработки ВИЭСХ. 1 - корпус; 2 - загрузочный бункер; 3 - наклонная обрешетка; 4 - выгрузная горловина; 5 - щетка
Наиболее удачная подобная машина была создана в ОКБ СибНИИСХОЗа . Рабочий орган машины представляет собой вращающийся сетчатый барабан, внутри которого размещена щетка, вращающаяся в том же направлении, но с большей скоростью (рис 1.4). В очистителе предусмотрена регулировка зазора между щеткой и барабаном как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Производительность машины достигает 10 т/ч. При начальной загрязненности вороха 12%остаточная загрязненность составила 1.5%. Однако данные очистители не нашли широкого применения в сельском хозяйстве из-за низкой разделяющей способности очищаемого вороха.
Рисунок 2.4 -Схема барабанно -щеточного очистителя корнеплодов конструкции СибНИИСХОЗ. 1 - сетчатый барабан; 2 - щетка; 3 - загрузочный бункер; 4 - выгрузной лоток.
Для наглядного сравнения показатели работы оборудования для очистки корнеплодов от примесей представлены в таблице 1.1
Таблица 1.1-Показатели работы оборудования для очистки корнеплодов
Из таблицы 2.2 видно, что лучшие показатели очистки имеют барабанно-щеточные рабочие органы: общее отделение примесей - 73%, свободной почвы - 57%, связанной почвы - 47% при минимальной повреждаемости корнеплодов 1,06%.
Кроме того, достоинствами таких очистителей являются надежность конструкции, активное воздействие щеток на обрабатываемый материал.
К барабанным очистителям относятся также корнеклубнемойка ПБ1500, разработанная в Чехословакии в 50-х годах и машина более позднего выпуска PRU-20. основными рабочими органами данных устройств является моечный барабан и барабан для сухой очистки, где за счет интенсивного перетирания корнеплодов о планки барабана и друг о друга отделяется до 40% загрязнений.
Таким образом, из многообразия существующих способов и технических средств очистки корнеплодов от примесей следует выделить очистители, рабочие органы которых содержат упругие элементы. Поэтому дальнейшей приняли на разработку рабочих органов очистителей с упругими элементами (щетками).
При разработке машин для подготовки корнеплодов к скармливанию необходимо изучить физико-механические свойства почвы, так как согласно исследований академика В.П. Горячкина почва в зависимости от влажности и механического состава находится в трех фазах: твердой, пластичной и текучей.
Чтобы очистить корнеплод от налипшего грунта, необходимо приложить определенную силу, которая бы разрушала или соскабливала почву с поверхности корнеплода.
Исследования преподователей кафедры механизации животноводства ЧГСХА показали, что на процесс очистки корнеплода щетками действует сила трения F щетки о почву на корнеплоде, сила масса корнеплода mg и вращающий момент Мщ. Для осуществления процесса очистки необходимы следующие условия:
Сила F должна быть больше составляющих сил связи почвы с корнеплодом или сил внутреннего трения почвы;
Линейные скорости корнеплода и щетки в точке контакта должны быть различны;
Ворс щетки должен быть упруго-деформированым.
Основное условие осуществления процесса очистки - наличие нормальной силы N между рабочим органом и корнеплодом, так как она обеспечивает возникновение силы трения F
F=N f1 > Pc+Pf,
где f1 - коэффициент трения скольжения щетки о почву;
Рс - сила сопротивления почвы сдвигу;
Pf = N f2 - сила трения щеток о почву;
f2 - коэффициент трения скольжения щетки о корнеплод.
Таким образом, проведенный анализ работ по обработке корнеплодов показал:
а - рабочий процесс щеточных очистителей недостаточно изучен, а полученные зависимости не полно отображают взаимодействие корнеплодов со щеточными рабочими органами.
б - совершенствование технологической линии обработки корнеплодов путем обоснования и разработки устройства для сухой очистки кормовых корнеплодов.
Общие положения, назначение и классификация.
Очистительное оборудование
Вопросы
Вопросы и тесты для самопроверки
1. В чем состоит сущность мойки.
2. Какие схемы моечных устройств используют в пищевом производстве.
3. Как классифицируют моечное оборудование.
4. Каково принципиальное устройство для мойки корнеклубнеплодов машины ММВ-2000 и пиллера.
5. Как классифицируют посудомоечные машины.
6. Каковы технологические операции и температурные режимы процесса мытьяпосуды в посудомоечных машинах.
7. Перечислите требования, предъявляемые к качеству мытья посуды в посудомоечных машинах.
Это оборудование предназначено для удаления с продуктов поверхностного слоя (кожицы с овощей и фруктов, чешуи с рыбы), имеющего небольшую пищевую ценность. К ним относят машины для очистки овощей и приспособление для чистки рыбы от чешуи.
Очистку овощей можно проводить химическим, термическим или механическим способом.
Термический способ – огневой и паровой.
Огневой способ: клубни в термоагрегатах в течении 3 – 15 сек подвергают обжигу при t 0 1200 – 1300 0 С., при этом кожура обугливается, слой проваривается на глубину 0,6 ÷ 1,5 мм. Далее клубни очищаются в пиллере.
При паровом способе клубни в паровых агрегатах подвергаются воздействию острым паром под давлением 0,4 ÷ 1,1 МПа и температуре > 100 ˚С в течении 1 – 2 мин, далее давление подает до атмосферного. В результате резкой разницы давлений влага в слое под кожурой закипает и превращается в пар, который отслаивает и разрывает кожуру клубней. Поверхностный слой клубней проваривается. Окончательная очистка в пиллере.
Химический способ заключается в обработке клубней раствором щелочи, далее обработка механическим способом с нейтрализацией щелочи уксусной или лимонной кислотой.
При механическом способе наружный покров снимается с овощей шероховатыми рабочими поверхностями при их перемещении. Клубень прижимается к поверхности с таким усилием, чтобы частицы поверхности углубились в клубень и при дальнейшем его движении произошло микросрезание. Очистка механическим способом сопровождается интенсивным действием воды. Места залегания глазков и другие труднодоступные поверхности дочищаются вручную. Процесс трудоемкий и с большими отходами. Избежать этого можно выведением сортов картофеля правильной формы и с поверхностным залеганием глазков.
Глубокий способ очистки снимает поверхность до 15 мм выделяя только центральную часть в виде куба, а наиболее питательный слой в виде отходов используется в технических целях.
Оптимальным способом с точки зрения сохранения питательных веществ при минимальных отходах считается паровой.
Классификация очистительного оборудования. Все очистительное оборудование можно классификациях по следующим признакам:
По функциональному назначению: для очистки овощей и для чистки рыбы от чешуи;
По структуре рабочего цикла: периодического или непрерывного действия;
Форме рабочего органа
Рабочие органы могут быть диски, диски с закругленными краями, конусы, ролики (непрерывного действия), винтовые скребки (для рыбочисток) (см. рисунок 1.3.1).
Поверхность рабочих органов: абразивная, шероховатая металлическая или пластмассовая, щеточная, резиновая, гибкая нить, резиновая.
Виду привода: с индивидуальным приводом и в качестве сменных механизмов.
Отечественные производители и ряд зарубежных фирм выпускают в основном дисковые картофеле-очистительные машины.
Рисунок 1.3.1. Форма рабочих органов очистительного оборудования:
а - дисковые; б - дисковые с закругленными краями; в - конусные; г - роликовые; д- винтовые.
Отечественные производители и ряд зарубежных фирм выпускают в основном дисковые картофелеочистительные машины.