Оборудование консервного производства: переработка Плодов и овощей

Машины для тепловой обработки сырья

Одним из основных процессов производства консервов является тепловая обработка сырья. При такой обработке удаляется часть влаги, продукт приобретает определенные вкус, цвет и запах, инактивиру­ются ферменты и прекращается жизнедеятельность микроорганизмов, что обеспечивает кратковременную сохранность полуфабрикатов.

Тепловые процессы (бланширование, подогрев, охлаждение, замора­живание, уваривание) могут проводиться при разных тепловых режи­мах (продолжительность и температура).

В качестве теплоносителя на консервных заводах преимущественно используют водяной насыщенный пар, подогретый воздух, в отдельных случаях горячее масло и воду. Аппараты, в которых осуществляются процессы нагревания и охлаждения, называют теплообменниками.

Расчеты теплообменных аппаратов в условиях консервных заводов могут быть поверочными и предварительными. Поверочные расчеты проводят в целях установления возможности использования существую­щих аппаратов. Эти расчеты основываются на совместном решении уравнения теплового баланса 0 = бтсД/п и уравнения теплообмена д = /гт^Д/г, т. е.

Йт сД/„ = Лт/^Д/,,

Где ф — количество теплоты, Дж; й — производительность аппарата, кг/с; Д/„—разность температур продукта. К; к — коэффициент тепло­передачи, Вт/(м2 • К); ^ — площадь поверхности теплопередачи, м2; Д/т—разность температур теплоносителя К; с — удельная теплоем­кость продукта, Дж/(кг • К); т — продолжительность нагревания, с.

Теплоемкость пищевых продуктов определяется по формуле В. 3. Жадана:

С = 4190 4- 3,35л ж + 1,25 п6 - 27,65п,

Где л*, пб и п — соответственно содержание в продукте жиров, белков и углеводов, %.

Приведенные формулы положены в основу расчета любого тепло­обменного аппарата независимо от того, каким образом передается теплота к продукту: путем непосредственного контакта теплоносителя с обрабатываемым продуктом или через стенку.

Тепловые аппараты для предварительной тепловой обработки сырья можно классифицировать на бланширователи, развариватели и подог­реватели. Для более глубокой тепловой обработки используются обжа - рочные аппараты (печи).

Бланширователь А9-КБЕ. Предназначен для тепловой обработки овощей и фруктов (огурцов, яблок, груш, слив и т. д.) в потоке в среде горяЧей вОды или насыщенного пара, а также в растворах лимонной 'илТГвинной кислоты либо в сахарном сиропе.

Бланширователь А9-КБЕ включает каркас, ванну, конвейер, при­вод, паровую и водяную коммуникации и электрооборудование.

Ванну заполняют водопроводной водой до уровня переливных бортов, после чего подаюТ, паР для нагревания поды и парового пространства. По'достижении заданной температуры бланширующей среды включают конвейер, подают в ковши продукт, открывают краны

Производительность при IIродолжитель - ностн бланширования, кг/ч

	8000 500 80-96 ±4 Не более 200 Не более 0,15 1.1 8610 X 1200 X 1650 2200

Душевых устройств и краны подачи воды к охлаждающему устройству. При бланшировании пар подают через барботеры в камеру с продук­том, при этом продукт непосредственно соприкасается с паром и тепло­вая энергия проходит в толщу продукта.

Ковшовый бланширователь БК. Предназначен для тепловой обра­ботки водой и паром плодов и овощей (зеленого горошка, шпината, капусты, моркови, картофеля, яблок, груш).

Техническая характеристика бланширователя БК

Производительность, кг/ч Температура бланширования, °С Расход воды, кг/ч

Расход пара при давлении 0.2—0,3 МПа, кг/ч

Установленная мощность, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг

Основными частями бланширователя БК (рис. 23) являются кар­кас /, бланшировочный туннель 2, ковшовый транспортер 3, привод 4, паропровод 5 и водопровод 6.

На внутренней поверхности бланшировочного туннеля предусмотре­ны направляющие, по которым катятся ролики ковшового транспор­тера, что исключает провисание цепей. Нижняя часть туннеля (ванна) заполняется горячей водой. Пар и горячий воздух отводятся от блан­ширователя по двум вытяжным трубам.

Ковшовый транспортер состоит из ковшей, изготовленных из перфо­рированной нержавеющей листовой стали толщиной 1 мм. Расстояние между центрами двух соседних ковшей 0,2 м. Движение транспортера осуществляется от привода, включающего электродвигатель, редукторы зубчатый и червячный и цепную передачу.

Рабочая ветвь ковшового транспортера проходит в ванне между верхними и нижними барботерами, холостая — под ванной. Барботеры представляют собой расположенные поперек ванны трубки диаметром 8 мм, в которых просверлены отверстия диаметром 1,5 мм.

При включении бланширователя его настраивают на определенный технологический режим и закрывают заслонки вытяжных труб. При водяным бланшировании наполняют ванну водой, подают пар, нагре­вают воду до заданной температуры, подают воду в систему охлажде­ния продукта, включают привод транспортера и начинают загрузку ковшей продуктом.

Рис. 23. Ковшовый бланижровате^ь:

/ — каркас; 2—бланшнровочный туннель; 3—транспортер; 4—привод; 5— паропро­вод; 6 — водопровод

Для смены бланшнровочной среды транспортер останавливают, сливают жидкость из ванны, чистят и ополаскивают туннель, подают свежую бланшировочную среду. По окончании работы бланширователя или при длительной остановке продукт из ковшей выгружают.

Бланширователи КБТ-400 и КБТ-900 (табл. 11). Предназначены для обработки паром нарезанного на дольки картофеля, шпарки, про­мывки картофеля и подачи его на сушку.

Бланширователь КБТ (рис. 24) представляет собой транспортер, проходящий через шпарительную и промывочную камеры. Бланширо­ватель состоит из корпуса 2, транспортерной ленты 1, двух барабанов 7 и 10, раскладчика 11.

Корпус бланширователя разделен на три камеры: про­мывочную 3, шпарительную 4 и промывочно-охладительную 6. В промывочной и промывочно­охладительной камерах нахо­дятся разбрызгиватели 5, кото­рые орошают продукт мелкими струйками воды.

Шпарительная камера яв­ляется батареей из десяти по­перечных труб и одной про­дольной.

Внутри бланширователя размешены приводной и натяж­ной барабаны, на которые натя­нута бесконечная лента транс­портера. Последняя изготовле­на из сетки с прикрепленными к ней скребками, удерживаю - ющими продукт от сползания вниз.

Раскладчик представляет собой желоб со шнеком, привод которого осуществляется от основного электродвигателя 8 через цепную передачу 9.

Нарезанный картофель поступает в загрузочный бункер расклад­чика и ровным слоем загружается на сетчатую ленту транспортера. При движении ленты продукт попадает в промывочную камеру, где он промывается холодной водой, затем перемещается в шпарительную

Сок на подогреС

Рис. 25. Подогреватель КТП-2:

/ — теплообменник; 2 — вакуум-бачок; 3 — паровая магистраль; 4 — бак для воды; 5 — насос
камеру. Пар в шпарительную камеру подается через батарею барбо - теров под сетку. Находясь в камере, продукт проходит процесс шпарки при температуре 98—102 °С, после чего попадает в промывочно-охла­дительную камеру, где еще раз промывается холодной водой. Далее продукт поступает на очередную технологическую операцию.

Кожухотрубчатые подогреватели Предназначены для изменения температуры жидких сред (сока, сусла, заливки, рассола и т. п.). Изго­товляют эти подогреватели следующих типов: ТН—с неподвижными трубными решетками, жестко прикрепленными к кожуху; ТК — с непод­вижными трубными решетками и температурным компенсатором; ТП — с плавающей головкой, т. е. одна трубная решетка свободно переме­щается; ТУ — с и-образными теплообменными трубками; ТС — с саль­ником на плавающей головке.

Подогреватель КТП-2 (рис. 25) предназначен для нагревания соков и томатной пульпы. Он включает теплообменник /, вакуум-бачок 2, па­ровую магистраль 3, бак 4 для воды и насос 5.

Техническая характеристика подогревателя КТП-2

TOC o "1-5" h z Производительность, л/ч 1800

Площадь поверхности нагрева. м? 4

Скорость движения продукта по трубкам, 2,8—3,5

М/с

Установленная мощность, кВт I

Продолжительность нагревания сока от 115

20 до 90 “С. с

Габаритные размеры, мм 3300 X 2350

Масса, кг 600

Теплообменная часть представляет собой стальной цилиндрический кожух, внутри которого крестообразно закреплены 12 последовательно соединенных трубок из нержавеющей стали (диаметр трубок 50 мм. длина 2925 мм). Продукт подается внутрь трубок, пар — в межтрубное пространство. Перед подачей в аппарат пар давлением 0,2 МПа реду­цируется до давления 0,07—0,09 МПа, что соответствует температуре 93—96 °С и позволяет избегать перегрева и подгорания продукта.

В связи с тем, что давление внутри аппарата ниже атмосферного, для вывода конденсата применен водяной эжектор. Конденсат отводится из подогревателя через конденсатоотводчик с закрытым поплавком в вакуум-сборник. Из него конденсат и скопившийся там воздух удаляют­ся водяным эжектором, создающим некоторое разрежение и в вакуум - сборнике. Продукт насосом прокачивается через все трубки и нагревает­ся до температуры 80—90 °С. Терморегулятор автоматически поддержи­вает заданную температуру продукта на выходе.

Подогреватель А9-КБВ Предназначен для подогрева сока; пред­ставляет собой цилиндр, к торцам которого приварены трубные решетки с завальцованными в них трубами наружным диаметром 38 мм. Трубные решетки, изготовленные из нержавеющей стали, имеют выфре - зерованные каналы, соединяющие попарно торцы всех труб, по которым движется продукт.

В межтрубное пространство подогревателя поступает теплоноситель пар. Продукт подается в нижний теплообменник, проходит по его труб­ному пространству и предварительно нагревается паром. Затем продукт

Техническая характеристика кожухотрубчатого подогревателя А9-КБВ

TOC o "1-5" h z Производительность, т/ч 4.2

Площадь поверхности нагрева, м* 9

Расход электроэнергии, кВт • ч 0,71

Расход пара, т/ч 0,214

Масса, кг 5,1

поступает в верхний теплообменник и нагревается до заданной тем­пературы, поступая оттуда на дальнейшую обработку. Отработанный пар в виде конденсата удаляется через конденсатоотводчик.

Двухтрубные теплообменники типа «труба в трубе». Предназначены для охлаждения сокоматериалов перед отстаиванием, готовых соков, рассолов, заливки и т. д. Представляют собой устройство, состоящее из двух труб, где одна труба меньшего диаметра вставлена в трубу боль­шего диаметра. По одной трубе пропускается обрабатываемая жид­кость, а по другой противотоком движется теплоноситель.

Техническая характеристика двухтрубного теплообменника Б2-ВХ2Б

TOC o "1-5" h z Производительность, л/ч 7500

Площадь поверхности теплообме­на, м2 8,4

Температура охлаждаемого соко - материала, °С

Начальная 20—30

Конечная 5—15

Температура хладагента (рассо­ла), °С

Начальная —10

Конечная 18

Расход рассола, м3/ч 4

Давление сока на входе, МПа 0.22

Давление рассола на входе, МПа 0,45

Габаритные размеры, мм 3650 X 360X1290

Масса, кг 400

Теплообменник состоит из нескольких расположенных один над другим прямолинейных участков, при этом внутренние трубы последо­вательно соединяются каналами — полудугами, скрепленными на флан­цах. Наружные трубы связаны между собой патрубками. Весь аппа­рат представляет собой один элемент большой длины.

Благодаря небольшому поперечному сечению трубы в таких тепло­обменниках продукт может перемещаться с большой скоростью, что обеспечивает хороший теплообмен за счет турбулентного движения и предотвращает образование нагара при использовании таких теплооб­менников в качестве подогревателей.

Ультраохладители типа ВУНО. Предназначены для быстрого ох­лаждения виноградного сока в потоке. Представляют собой теплооб­менные аппараты типа «труба в трубе» (табл. 12). Для охлаждения используют непосредственно испаряющийся хладагент (аммиак).

Аппараты (рис. 26) имеют несколько горизонтально расположен­ных элементов. По внутренней трубе каждого из них протекает обра-

Батываемый продукт, а по межтрубному пространству — хл а доноситель. В качестве хладагента можно использовать также хладон-12. Для пре­дохранения сока от замерзания в полость внутренней трубы вставлена мешалка. Значительная скорость движения обрабатываемого продукта и его перемешивание обусловливают быстрое охлаждение его без замер­зания. При этом происходит выпадание винного камня.

Пластинчатые теплообменники. Для них характерны плоские по­верхности теплообмена. Они состоят из ряда параллельных пластин, из­готовленных из тонких металлических листов (нержавеющая сталь) толщиной около 1 мм.

Устройство разборного пластинчатого теплообменника напоминает фильтр-пресс. Между поверхностями двух смежных пластин образуется небольшой зазор, который служит каналом для жидкости, подвергаемой нагреванию или охлаждению.

В консервной промышленности нашли применение пастеризационно­охладительные установки ВПУ (табл. 13), 472-021/13МН и охладитель­ные установки ВОУ (табл. 14).

Пластинчатый теплообменный аппарат (рис. 27) состоит из ста­нины, набора пластин и промежу­точных плит. Основными частями станины являются стойки 3 и 9, верхняя и нижняя штанги 7, на­жимная плита 8, винт 10. На глав­ной стойке находятся штуцер / для ввода продукта и штуцер 2 для вывода теплоносителя. На нажимной плите размещены шту­цер II для вывода продукта и штуцер 12 для ввода теплоноси­теля (путь движения теплоноси­теля показан пунктирной линией. Рис. 26. Ультраохладитель ВУНО:

Путь Движения Продукта —СПЛОШ - /—труба для сока; 2— мешалка; 3 —

НОЙ). аммиачная рубашка

Теплообменные плиты 15, подвешенные на штанги, в рабочем по­ложении плотно прижаты одна к другой: Уплотнение при этом обеспе­чивается резиновыми прокладками 4. 5, 13 и 14. По расположению отверстий, окольцованных прокладками, пластины (плиты) делятся на левые и правые и при подвешивании чередуются. Последняя по ходу движения продукта пластина б не имеет отверстия, что создает необ­ходимый подпор и способствует распределению нагреваемой жидкости по нечетным полостям между пластинами.

Теплоноситель движется противотоком, распределяясь по четным полостям. Таким образом, полости с продуктом и теплоносителем чередуются, и в аппарате создаются две системы взаимоизолированных каналов.

В многосекционных пластинчатых теплообменных аппаратах в от­дельных секциях в целях экономии энергии используют нагреваемый или охлаждаемый продукт как теплоноситель. Такая секция называется регенерационной.

Достоинствами пластинчатых теплообменников являются их ком­пактность, возможность проведения тщательной санитарной обработки, кратковременность теплового воздействия вследствие небольшой толщи­ны слоя продукта, обеспечение автоматического регулирования. Недос­татком их является большое число прокладочных соединений между пластинами.

Теплообменный аппарат А9-КБДУЗ. Предназначен для нагревания и охлаждения томатной пасты и плодовых полуфабрикатов.

Производительность по томатной пас­те, т/ч, не менее при нагревании при охлаждении Площадь поверхности нагрева, м2 Температура продукта на входе в ап­парат, °С

При нагревании при охлаждении Температура продукта на выходе из аппарата, °С

При нагревании при охлаждении Температура охлаждающей среды, °С Давление греющего пара, МПа Давление продукта в рабочей поло­сти. МПа

Расход охлаждающей волы, м3/ч Расход пара, кг/ч Расход электроэнергии, кВт • ч Габаритные размеры, мм Масса, кг

Аппарат состоит из двух теплообменников, рамы, коммуникации пара, продуктопровода и щита управления.

Теплообменник работает по принципу механической турбулизаиии потока и состоит из корпуса и вращающегося барабана с ножами. Кольцевой зазор в корпусе служит для прохода тепло - и хладагента. Внутри корпуса с зазором расположен барабан с ножами, которые при вращении барабана снимают пристенные слои продукта и перемеши­вают их с ядром потока, обусловливая тем самым высокий коэффициент теплопередачи и равномерность прогрева всего объема продукта.

Вращение барабана осуществляется электродвигателем через кли­ноременную передачу.

Котлы варочные. Предназначены для варки сиропа, рассола, буль­она, варенья, джемов и т. п. В зависимости от вместимости котлы выпускаются разных типов (табл. 15).

Варочный котел МЗ-2С-2446 (рис. 28) имеет две стойки /, две цапфы 2, паровую рубашку 3, корпус 4, мешалку 5 (варочный котел МЗ-2С-244а выпускается без мешалки), и электрооборудование.

15. Техническая характеристика варочных котлов

В нижней части паровой ру­башки предусмотрен краник для спуска воздуха и конденсата. На подводящей паровой линии уста­новлены манометры и предохра­нительный клапан. Привод мешал­ки состоит из электродвигателя и редуктора.

После заполнения котла про­дуктом в рубашку подают пар и начинают процесс варки. Затем подачу пара прекращают, котел поворачивают на опорах и удаля­ют из него содержимое.

Реакторы МЗ-2С-210 и МЭ-2С-316. Предназначены для перемешивания с подогревом вяз­ких и жидких пищевых продук­тов, состоящих из нескольких компонентов (табл. 16).

Реакторы состоят из корпуса с паровой рубашкой, крышки, привода, мешалки и электрообо­рудования.

Продукт перемешивается ме­шалкой, представляющей собой вал с лопастями. В аппарате пре­дусмотрены два окна для осмотра внутренней полости реактора,

А также люк для периодического осмотра, чистки и ремонта.

Выпарные аппараты МЗС-Э20 (ВНИИКОП-2) и МЭС-320М.

Предназначены в качестве сборника-подогревателя, вакуум-выпарного аппарата при приготовлении томатного пюре и пасты, разных соусов, повидла, варенья и рассолов (табл. 17).

Аппарат МЗС-320 (рис. 29) состоит из корпуса 4 с паровой рубаш­кой, крышки 2, привода, мешалки 3, ловушки / и электрооборудования. На сферической крышке смонтирован привод, состоящий из электро­двигателя 5 и редуктора 6. К крышке крепится ловушка для улавли­вания наиболее крупных частиц продукта и паров с ароматическими

16.Техническая характеристика реакторов

Показатели

Рабочий объем, дм3 Рабочее давление, МПа о паровой камере в корпусе

Частота вращения вала мешалки, мин“1 Установленная мощность, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг

1000

0, TOC o "1-5" h z 25 0,25

0, 07 0,07

48 75

3 1,5

1315ХП94Х 2003 1360Х 1134 X 1700 900 485

Веществами. Разгрузка аппарата осуществляется через спускной пат­рубок с пробковым краном. Аппарат снабжен краном для взятия проб.

Вакуум-аппараты МЗ-2С-241а и МЗ-2С-241аМ. Предназначены для выпаривания и уваривания сырья с перемешиванием (табл. 18).

Вакуум-аппарат состоит из корпуса, паровой рубашки, опор, приво­да, мешалки, ловушки и электрооборудования. Вакуум-аппарат типа МЗ-2С-241аМ комплектуется вакуум-насосом с электродвигателем мощ­ностью 4,6 кВт.

По принципу действия эти аппараты аналогичны аппаратам типа МЗС-320.

Аппараты А9-КЖД (табл. 18а). Предназначены для обжаривания в растительном масле овощей.

Перед началом работы ванну аппарата заполняют холодным мас­лом из бака. При достижении уровня масла в аппарате 100—200 мм включают насосную установку, обеспечивающую заполнение всей систе­мы маслом. После этого включают подачу пара в подогреватель и масло в системе «ванна — подогреватель — ванна» подогревают до тем­пературы 150 °С.

На подающее устройство аппарата подают нарезанное сырье, ко­торое поступает в ванну с горячим маслом и под действием пластин скребкового конвейера продвигается вдоль ванны. По мере продвиже­ния сЬрье обжаривается. Во время обжаривания выделяется вторичный пар, который по каналу, образованному теплоизоляционными экранами и поверхностью масла, перемещается к вытяжным патрубкам. При выходе из ванны обжаренный продукт выводится перфорированной пластиной на наклонную часть днища и выходит из ванны, попадая на вибролоток отводящего устройства.

Паромасляная печь АПМП-1. Предназначена для обжаривания в растительном масле овощей.

Техническая характеристика печи АПМП-1

TOC o "1-5" h z Производительность, кг/ч 2000

Площадь поверхности нагрева, м2 45,5

Среднее количество масла в печи, 950 ±50

Кг

Расход пара при давлении 1— 1440

1, 2 МПа, кг/ч

Продолжительность обжаривания, 5—22

Мин

Скорость движения ленты, м/с 0,005—0,02

Расход воды в охладителе, м3/ч 2

Суточный коэффициент сменности масла (расчетный) при обжарива­нии

Кабачков 2

Баклажанов 6,6

Объем бака, м3

Напорного 1,6

Фильтрационного 1,6

Установленная мощность, кВт 6,1

Габаритные размеры, мм 12 700X3640X3710

Масса, кг 10 500

Паромасляная печь (рис. 30) состоит из ванны, транспортирующего устройства, зонтов, привода и электрооборудования.

Ванна представляет собой сварную металлоконструкцию и разделе­на перегородкой на два отсека. В первом (по ходу продукта) размеще­ны две нагревательные камеры, каждая из которых имеет три ряда трубок по высоте ванны. Во втором отсеке расположены две двухрядные нагревательные камеры, которые подняты относительно нагревательных камер первого отсека на 50 мм.

Разделение ванны на два отсека со ступенчатым размещением

Нагревательных камер резко сокращает количество масла в печи, а разделение поверхности нагрева по длине (65 % в первом отсеке и 35 % во втором) обеспечивает равномерную температуру масла, что способствует более качественному обжариванию продукта.

Масло отделено от дниша водяной подушкой. Во избежание пере­грева воды при работе с постоянной водяной подушкой под нагреватель­ными камерами установлены трубчатые охладители.

Транспортирующий орган представляет собой бесконечное полотно, собранное из ковшей.

Со стороны загрузки сырья размещена натяжная станция. Над ванной печи устанавливается вытяжной зонт. Транспортирующая лента вносит продукт в ванну, где происходит его обжаривание в масле при температуре 120—160 °С. Обжаренный продукт выносится лентой из ванны и выгружается в месте огибания ею приводной звездочки.

Паровая плита КПП-1 (плита Крапивина). Предназначена для вар­ки варенья, томатопродуктов, сиропов, джемов, повидла и т. п., а также обжаривания овощей и мяса, подсушки муки.

Универсальная паровая плита состоит из корпуса, опрокидываю­щего механизма, стоек, трубопроводной арматуры и вытяжного колпака. Корпус изготовлен из листовой нержавеющей стали и установлен на двух опорах — пустотелых цапфах.

Пар подается в центральный коллектор нагревательной камеры, а конденсат стекает с противоположной стороны коллектора. Опрокиды­вание паровой плиты осуществляется вращением маховика.

При варке продукта или обжаривании овощей пар в паровую рубашку подается только после заполнения ванны продуктом. Если после тепловой обработки требуется охладить продукт, пар из нагрева­тельной камеры выпускается и в рубашку подается холодная вода.