Дацишин О.В. Механізація переробки і зберігання плодоовочевої продукції

Подождите немного. Документ загружается.

ступальний рух, всмоктує рідину з каналу

, закритого всмокту-

вальним клапаном

, і нагнітає її через клапан

в гомогенізу-

вальну головку

У стальному корпусі гомогенізувальної головки

(рис. 1.49)

знаходиться циліндричний клапан

, що центрується кільцем

розпилювача

. Робоча поверхня клапана

має опуклу, а сідло

— увігнуту сферичну

форму. Під дією тиску рідини клапан під-

німається на 100 – 150 мкм, утворюючи кі-

льцеву щілину, через яку рідина проходить

з великою швидкістю в розпилювач і далі у

відвідний штуцер

Регулюючи маховичком

і гвинтом

тиск пружини

на грибок

, стержень

клапан

, можна забезпечити оптимальний

режим гомогенізації для різних продуктів.

Клапан

двосторонній: після спрацювання

його нижньої робочої поверхні можна вико-

ристати верхню поверхню.

Для забезпечення рівномірного зносу і

подовження термінів служби гомогенізува-

льного органа та поліпшення гомогенізації застосовують клапан,

який примусово обертається (від електродвигуна або головного

електродвигуна машин). Існують і двоступеневі гомогенізувальні

головки — дві в одному тілі, послідовно змонтовані, як у гомоге-

нізаторі марки А1-ОГМ (табл. 1.7).

Таблиця 1.7.

Технічна характеристика клапанних гомогенізаторів

Показники ОГБ-5 А1-ОГМ

Продуктивність, м

/год

Робочий тиск, МПа

Встановлена потужність, кВт

Габаритні розміри, мм

Маса, кг

1300×750× 130

1350

1430×1110×1640

1710

Гомогенізатор Р3-КИК

призначений для тонкого подрібнення

м’якуша плодів і овочів у виробництві харчових продуктів. Його

роторно-пульсаційний апарат має вигляд корпусу з розміщени-

ми у ньому чотирма нерухомими дисками статора, між якими на

вертикальному валу обертаються три диски ротора. Продукт

Рис. 1.49. Головка гомо-

генізатора ОГБ-5

надходить крізь спеціальний фільтр, встановлений на лінії по-

дачі продукту. В апарат продукт потрапляє через патрубок у

нижній частині корпусу, зливається через патрубок над верхнім

статором, рухаючись при цьому каналами, що утворюються отво-

рами у статорі і роторі. При обертанні останніх канали багато

разів перекриваються, внаслідок чого в рідині виникають значні

перепади тиску. У тонких щілинах між ротором і статором в умо-

вах високих напруг зсуву і великих зусиль зрізу і відбувається

тонке подрібнення.

Технічна характеристика гомогенізатора Р3-КИК

Продуктивність, м

/год .................................................................... 10

Ступенів гомогенізації ...................................................................... 3

Частота обертання ротора, с

–1

........................................................ 50

Встановлена потужність, кВт ........................................................ 2,0

Габаритні розміри, мм ......................................... 1100 × 1000 × 2000

Маса, кг ........................................................................................... 750

Дисковий гомогенізатор LT-2

(рис. 1.50,

) виробництва Уго-

рщини призначений для тонкого подрібнення частинок м’якуша

плодів і овочів (від 500 до 50 – 90 мкм). На його станині

встанов-

лені гомогенізувальна головка

і електродвигун

, вал якого че-

Рис. 1.50. Дисковий гомогенізатор LT-2

рез муфту

з’єднаний з валом головки. Всередині станини розмі-

щений масляний насос

, який приводиться в дію двигуном

Робочі органи гомогенізувальної головки (рис. 1.50,

) — коніч-

ний диск і прецизійно виготовлена конічна втулка

. Поверхня

диска має гострі рифлення та щілину між диском і втулкою 50 –

80 мкм. Диск насаджений на вал

, що обертається у підшип-

никах

і приводиться в дію від вала

електродвигуна че-

рез муфту

Продукт нагнітається насосом під тиском 0,2 – 0,4 МПа по па-

трубку

у змішувальну камеру

, яка має нерухомі зубці

В зазорі між ними проходять гребені

, котрі, як і диск

, закріп-

лені на валу

. Вал з гребенями і диском приводиться в обер-

тання з частотою 3000 хв

–1

. При цьому частинки м’якуша зазда-

легідь подрібнюються між зубцями гребенями, потім у щілині

між диском і втулкою. Продукт виводиться через патрубок

Робочі органи розміщені всередині корпусу

, який з втулкою

утворює порожнину

, в яку через штуцер

можна підводити

охолоджувальну рідину. Всередині опори

є підшипникова втул-

ка

з канавками, по яких циркулює мастило, що подається че-

рез штуцер

до підшипників

і підп’ятника

і відво-

диться через штуцер

. Наявність соку контролюють краном

21.

Технічна характеристика гомогенізатора LT-2

Продуктивність, м

/год ...................................................................... 2

Частота обертання вала, с

–1

......................................................... ~ 50

Потужність електродвигуна, кВт:

для гомогенізувальної головки ................................................ 17

для насоса ................................................................................ 0,13

Габаритні розміри, мм ............................................... 1500×1480×679

Маса, кг ........................................................................................... 450

Гідродинамічний ультразвуковий гомогенізатор

діє за прин-

ципом, що ґрунтується на впливі рідини, що витікає під тиском,

на площину у вигляді тонкої пластинки. Завдяки відриву потоку

через необтічну пластинку граничний шар видаляється з повер-

хні. При цьому в середовищі біля поверхні створюються завих-

рення, що супроводжуються перепадами тиску, внаслідок чого

створюються звуки завихрення. Інтенсивність звукоутворення

може збільшуватись внаслідок явищ резонансу, тобто збігу час-

тоти вимушених і власних коливань пластинки.

У гідродинамічних гомогенізаторах механічна енергія стру-

меня рідини, що нагнітається насосом, безпосередньо перетворю-

ється в енергію високочастотних пружних механічних коливань,

при цьому забезпечується однорідність подрібнення продукту, що

обробляється.

Продукт подрібнюється завдяки кавітаційним процесам, які

виникають при різкій зміні тиску. Остання спостерігається під

час дії на продукт ультразвуку. Інтенсивність подрібнення за-

лежить від частоти ультразвукових хвиль і їх напруженості.

У гідродинамічний ультразвуковий гомогенізатор подрібню-

ваний продукт надходить по трубі під тиском 1,2 – 2,0 МПа. Ви-

йшовши із сопла, він потрапляє на загострений край пластинки,

закріпленої у спеціальному тримачі, чим забезпечується її віб-

рація.

Затрати енергії на гомогенізацію зменшуються у стільки ра-

зів, у скільки разів тиск рідини, що подається, нижчий, ніж при

механічній гомогенізації. Ефективність гідродинамічних і меха-

нічних (щілинних) гомогенізаторів високого тиску порівняно од-

накова, проте гідродинамічні ультразвукові гомогенізатори ефе-

ктивніші.

Продуктивність гомогенізатора,

/с,

г o

sz d

Π=ωη

(1.36)

де

— крок і діаметр плунжера, мм; ω — кутова швидкість

ексцентрикового вала, рад/с;

— число плунжерів; η

— об’ємний

ККД насоса (η

= 0,85...0,9).

Перемішування у рідкому середовищі

може здійснюватись механічним, пото-

ковим або пневматичним способом.

Механічне перемішування

проводять

за допомогою мішалок;

потокове

— шляхом перемішування рід-

ких потоків у спеціальних змішувачах;

пневматичне

— за раху-

нок енергії струменів газу чи пари, які надходять у рідку масу.

На консервних заводах метою перемішування є виробництво

однорідної суміші з кількох компонентів та інтенсифікація про-

цесів нагрівання рідких продуктів у теплових апаратах. Для пе-

ремішування рідких продуктів застосовують лопатеві і турбінні

мішалки. Найпоширеніші лопатеві мішалки (рис. 1.51).

Лопатеві мішалки

мають найпростішу порівняно з іншими мі-

шальну конструкцію. Пристроями для перемішування в них є

Перемішувальне об-

ладнання

(

мішалки

)

плоскі лопаті

, встановлені пе-

рпендикулярно або похило до

напрямку руху (рис. 1.51,

Лопаті посаджені на вертика-

льний або горизонтальний

вал, що обертається. В одній

площині може бути від однієї

до чотирьох лопатей (рис. 1.51,

). Кількість рядів лопатей за

висотою також різна (від 1 до 5). Форма лопатей — від простого

прямокутника до форм складної конфігурації. Використовують

ґратчасті, якірні та інші лопаті. Вибір їх типу залежить від харак-

теру перемішуваного продукту. Так, якірні мішалки (рис. 1.52)

призначені для перемішування систем, що утворюють осад. Щоб

запобігти обертальному руху рідини разом з лопатями (особливо

при перемішуванні в’язких рідин), встановлюють відбивачі (рис.

1.51,

). При обертанні мішалок поверхня рідини набуває форми

параболоїда, глибина якого збільшується із зростанням частоти

обертання. Лопатеві мішалки роблять не більше 400 хв

–1

. Зви-

чайна частота обертання 20 – 80 хв

–1

Перевагою лопатевих мішалок є їх простота. Однак вони не

забезпечують якісного перемішування в напрямку, перпендику-

лярному площині лопаті. Якщо лопаті встановлені перпендику-

лярно до напрямку руху, то не забезпечують утримання части-

нок суспензії у зваженому стані, особливо якщо щільність части-

нок велика, а в’язкість рідини мала.

Прості лопатеві мішалки (рис. 1.51,

) придатні переважно

для перемішування малов’язких рідин (до 0,1 Па

•с).

Рис. 1.51. Лопатеві мішалки:

— з різним нахилом лопатей;

— при-

стрій з лопатей;

— парні лопаті;

—

мішалка з відбивачами;

— ґратчаста

мішалка

Рис. 1.52. Якірна мішалка

Більш в’язкі рідини рекомендується перемішувати

рамними

мішалками

або

мішалками в ємностях з відбивними перегород-

ками

Ефективне перемішування забезпечує лопатева

планетарна

мішалка

(рис. 1.53), однак вона складна за конструкцією.

Пропелерні мішалки

(рис. 1.54)

мають робочим органом гвинт (про-

пелер), насаджений на вертикальну

або горизонтальну вісь. Діаметр гвинта становить від 1/3 до 1/4

діаметра ємності, в якій відбувається перемішування. Гвинти бу-

вають дво- і трилопатеві. Завдяки куту нахилу лопатей, що змі-

нюється по їх довжині, частинки рідини відштовхуються гвинтом

у багатьох напрямках. Внаслідок цього виникають зустрічні пото-

ки рідини, що забезпечує добре перемішування.

Для надання осьового напрямку потокові рідини, який утво-

рюється пропелером, останній розміщують іноді в короткому ци-

ліндрі з розтрубом, а для кращого перемішування на одній осі

встановлюють два гвинти, які створюють зустрічні потоки. Час-

тота обертання цих мішалок 150 – 1000 хв

–1

. Пропелерні мішал-

ки доцільно застосовувати для текучих і помірно в’язких (до

6 Па

•с) рідин. Порівняно з лопатевими ці мішалки ефективніші,

але споживають більше енергії. За напрямку потоку рідини до

дна вони добре каламутять осад з частинками до 0,15 мм. Ефек-

тивність мішалок підвищує похиле розміщення осі гвинта.

Турбінні мішалки.

Їх робочим органом є турбінне колесо (тур-

біна), що обертається на вертикальній осі. Колесо робить від 200

до 2000 хв

–1

. Робота його аналогічна роботі колеса відцентрового

насоса. На рис. 1.55 показано напрямок потоку рідини в турбін-

ній мішалці. Рідина входить в колесо по осі через центральні

отвори і, набуваючи прискорення від лопатей, викидається з ко-

Рис. 1.53. Планетарна мішалка:

— нерухоме зубчасте колесо;

—

рухомве зубчасте колесо;

—

водило

Рис. 1.54. Пропелерна мішалка

леса в радіальному на-

прямку. Колесо, що обер-

тається, нерідко встанов-

люють всередині нерухо-

мого напрямного колеса з

лопатями. Призначення

цього колеса — плавно

змінювати напрямок по-

току рідини і зменшувати

гідравлічні втрати.

Турбінні мішалки пра-

цюють дуже ефективно.

Вони придатні для пере-

мішування рідин як з

малою, так і з великою (до 50 Па

•с) в’язкістю. Їх можна

використовувати для скаламучування осадів у рідинах, що

містять до 60 % твердої фази, а також для перемішування в ріди-

нах сипких речовин із частинками розміром до 25 мм.

Пневматичне перемішування

застосовується щодо рідин з

дуже високою в’язкістю (до 200 Па

•с). Іноді здійснюється пере-

мішування парою, яка одночасно підігріває рідину. Газ або пара

при цьому надходить у рідину крізь отвори сопла (барботера).

Струмінь газу (пари) розпадається на бульбашки, що підніма-

ються у масі рідини (рис. 1.56).

Перемішування відбувається за рахунок того, що, спливаючи,

бульбашки тягнуть частину

рідини, а також через виник-

нення потоку небарботованої

рідини у напрямку, протиле-

жному напрямку переміщення

бульбашок.

Рис. 1.55. Турбінна мішалка

Рис. 1.56. Пневматичне

перемішування

Рис. 1.57. Розподільна система

барботера:

— вертикальний повітропровід;

—

горизонтальний повітропровід;

— по-

вітророзподільні трубки

Для перемішування застосовують різні барботери. Якщо необ-

хідно одночасно привести в тісне зіткнення газ і рідину, застосо-

вують барботер зі складним розподілом газу (рис. 1.57 і з малими

отворами.

Ножі різальних машин мають бути за-

криті кожухами, що зблоковані з пус-

ковим пристроєм. Блокування пови-

нне забезпечувати вимкнення елект-

родвигуна з електромережі і

гальмування ножів при відкриванні вання ножів при відкриванні кожуха. Машини для різання

м’яса повинні мати пристосування для безпечного заточування

ножів.

Різальні машини і дробарки обов’язково обладнують заван-

тажувальними бункерами заввишки не менш як 600 мм. Місце

укладання сировини має бути на відстані не менш як 600 мм

від робочих органів.

Машини для різання м’яса обладнують завантажувальним

бункером, приймальний отвір якого розміщений на відстані не

менше 600 мм від ножів. Бункери, які завантажують вручну,

повинні мати запобіжні завантажувальні кільця.

Місця для заповнення ємностей подрібненим напівфабрика-

том слід обладнувати місцевою вентиляцією типу витяжної

шафи.

Кришки змішувачів повинні бути зблоковані з вимикальним

пристроєм так, щоб у разі відкривання кришки машини відбу-

валася автоматична зупинка її лопатей.

Кришки змішувачів повинні мати два фіксованих положен-

ня: відкрите і закрите, а змішувачі — блокувальний пристрій,

яким мішалки можуть бути відключені від приводу при пере-

киданні діжки.

1.5. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ОБРОБКИ

СИРОВИНИ

Сировина, яка надходить на консервні заводи, піддається по-

передній підготовці, що полягає у видаленні шкірочок, листяних

оболонок, кісточок, плодоніжок, качанів тощо. Ці процеси здійс-

Основні правила об-

слуговування машин

і техніка безпеки

нюються за допомогою спеціальних машин. Останні розділяють

продукт не менш ніж на дві частини, з яких одна йде безпосере-

дньо на консервування, а друга (відходи) після відповідної обро-

бки — на виробництво різних харчових продуктів. Наприклад, з

відходів томатного виробництва — насіння можна отримати

олію, з відходів сокового — пектини та ін.

Обладнання для обробки сировини дуже різноманітне. Осно-

вними з них є машини, в яких:

³ продукт протирається крізь перфоровану поверхню (проти-

ральні);

³ зовнішній шар продукту (шкірочка) руйнується абразивною

поверхнею (очисники для зняття шкірки);

³ з плодів вибиваються кісточки;

³ під дією ударів продукт розділяється на дві або три фракції

(горохомолотильні, лущильні);

³ точно фіксується плід (наприклад, яблуко) і розрізається

трубчастим або пелюстковим ножем на частинки потрібного роз-

міру з видаленням насіннєвої коробочки (яблукорізальні).

Якісне розділення рослинної сировини

на напівфабрикат, з якого виготовля-

ють консерви, і на баластні тканини

(відходи) — одна з основних технологічних операцій у вироб-

ництві томатопродуктів, соків з м’якушем і пюреподібних виробів

для дитячого харчування.

Процес розділення характеризується виходом напівфабрика-

ту з одиниці маси сировини, що переробляється, і якісними по-

казниками: однорідністю кольору, збереженням вітамінів, амі-

нокислот і вуглеводів, а також дисперсним складом, що визначає

ступінь подрібнення сировини. У консервному виробництві зде-

більшого застосовують три способи розділення сировини: проти-

рання, пресування і центрифугування, або фільтрування. Пер-

шим способом працюють протиральні машини і фінішери, дру-

гим — преси, третім — сепаратори і фільтри.

Процеси протирання і фінішування здійснюються у виробни-

цтві соків з м’якушем, концентрованих томатопродуктів, пюре-

подібних продуктів і рослинних напівфабрикатів для суміжних

галузей харчової промисловості на машинах однакової конструк-

тивної схеми, які різняться тільки діаметром отворів робочого

сита. Під час протирання маса плодоовочевої сировини звільня-

ється від кісточок, насіння і шкірочок на ситах з отворами діа-

Протиральні

машини і фінішери

метром 0,7 – 5 мм. Фінішування полягає у додатковому подріб-

ненні протертої маси пропусканням крізь сито з отворами діамет-

ром 0,4 мм і менше.

Після протирання, а потім після фінішування утворюються

напівфабрикат і відходи, які не мають харчової цінності, оскіль-

ки складаються переважно з клітковини. При виконанні цих

процесів маса потрапляє на поверхню рухомих бичів і відцентро-

вою силою притискається до робочого сита. Крізь отвори в ньому

напівфабрикат проходить у збірник, а тверді баластні тканини і

механічні домішки під дією сили, зумовленої кутом випере-

дження бичів, просуваються до виходу робочого сита. Оскільки

бичі встановлені під певним кутом до осі вала, то із збільшенням

кута випередження маса швидше рухається вздовж бича і вог-

кість відходів збільшується, і навпаки.

Основні вимоги процесів протирання і фінішування такі: ви-

сока якість розділення (сепарації) маси, що протирається на на-

півфабрикат і відходи; мінімальна кількість відходів; однорід-

ний і досить тонкий дисперсний склад протертого напівфабри-

кату; максимальний ступінь подрібнення. Протиральні машини

і фінішери повинні мати високу питому продуктивність (кіль-

кість напівфабрикату, вироблена за одиницю часу з одиниці

площі робочого сита); низьку питому витрату енергії; низьку ме-

талоємність, особливо некорозійність матеріалів; просту конс-

трукцію, що забезпечує зручність обслуговування, профілактич-

ний огляд, ремонт і якісну санітарну обробку без розбирання ос-

новних пристроїв машини; забезпечувати автоматичну стабільну

вологість відходів і надходження маси на робочі органи, можли-

вість фракційного протирання напівфабрикату.

До основних робочих органів усіх типів протиральних машин

і фінішерів належать сітчастий барабан, бичі та пристрої для

завантажування маси на бичі і видалення відходів з барабана.

У протиральних машинах і фінішерах сітчастий барабан, як

правило, нерухомий, рухаються бичі. За стабільної подачі маси в

машину без зміни діаметрів отворів робочих сит, кута випере-

дження бичів і чинника розділення легше керувати процесами

протирання і фінішування, тобто встановлювати необхідні ре-

жими їх (вологість відходів, продуктивність і дисперсний склад

протертого напівфабрикату). При нестабільній подачі маси си-

ровини в машину знижується якість протирання. Пристрої пода-

чі маси істотно впливають на характер її руху вздовж барабана,

а пристрій видалення відходів — на рух відходів.