УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНСЕРВОВ В ПОЛИМЕРНЫХ ПАКЕТАХ

Полезная модель относится к области пищевой промышленности, а именно к технологическим агрегатам непрерывного действия для производства консервов, преимущественно из рыбы и морепродуктов, в полимерных пакетах и может быть использована на предприятиях, изготовляющих консервы в полимерных пакетах из сырья животного и растительного происхождения.
Существующие конструкции установок для производства консервов в полимерных пакетах имеют различные варианты технической реализации. Однако основными их элементами являются: технологический блок мойки сырья, технологический блок посола и обработки сырья ингредиентами, аппарат для порционного наполнения полимерных пакетов сырьем, аппарат для вакуумирования и герметизации пакетов с сырьем, аппарат для термической обработки сырья в полимерных пакетах, технологический блок сортировки и упаковки в тару полимерных пакетов с консервами и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля.
Известна установка для производства консервов в полимерной упаковке, содержащая технологический блок мойки сырья с использованием барабанной моечной машины, технологический блок посола и обработки сырья ингредиентами, аппарат для порционного наполнения полимерных пакетов сырьем, вакуум-упаковочный аппарат, автоклав для термической обработки сырья, блок сортировки и упаковки пакетов с консервами и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля («Установка для производства консервов в полимерной упаковке». Информационный листок о научно-техническом достижении №07-81, УДК 664.951, схема технологическая, рис.1, Приморский ЦНТИ, г.Владивосток, 1981 г.).
Характеризуя указанную установку, следует отметить сложность и несовершенство ее конструкции, большую металлоемкость, значительную долю ручного труда при обслуживании, высокие удельные энергозатраты. Установка скомпонована таким образом, что производственный процесс между блоком мойки сырья и блоком посола и обработки сырья ингредиентами имеет технологический разрыв. В частности, после мытья сырья в барабанной моечной машине, сырье выгружается в приемные емкости и транспортируется при помощи ручных тележек в технологический блок посола и обработки сырья ингредиентами. Барабанная мойка громоздка, имеет большую металлоемкость и сложна в эксплуатации. В ней отсутствует поддон для сбора отработавшей воды и ее необходимо сливать в дренажное устройство, что увеличивает расход технической воды и создает неудобства в эксплуатации. После выхода сырья из моечного барабана оно требует ополаскивания, которое осуществляется на полотне специального конвейера, что усложняет обслуживание установки,
увеличивает удельный расход воды. В устройстве для посола и обработки сырья ингредиентами отсутствует система, позволяющая применять отработанный тузлук для повторного использования, само устройство сложно в эксплуатации, малопроизводительно (200 кг/час) и имеет относительно большую установочную мощность электрооборудования (5,5 кВт).
Наиболее близкой по совокупности признаков, технической сущности и достигаемому результату является установка типа «УПК-300» для производства консервов в полимерных пакетах, содержащая технологический блок для мойки сырья с использованием вибрационной моечной машины, технологический блок посола и обработки сырья ингредиентами, аппарат для порционного наполнения полимерных пакетов сырьем, аппарат для вакуумирования и герметизации пакетов с сырьем, аппарат для термической обработки сырья в полимерных пакетах, технологический блок сортировки и упаковки в тару полимерных пакетов с консервами и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля (Установка «УПК-300» для производства консервов в полимерных пакетах. Технологическая схема установки «УПК-300», чертежи №УПК-300.01.000СТ, КБ НПО ОАО «Радуга», г.Новосибирск, 1997 г.).
Однако данная установка имеет ряд существенных недостатков эксплуатационного и конструктивного характера, к которым относятся:
низкая производительность (300 кг/час) при относительно большой установочной мощности электрооборудования (10 кВт), повышенный удельный расход воды и тузлука, наличие негативных последствий, отрицательно влияющих на качество производимого продукта, вызванных отсутствием соответствующей подготовки воды и тузлука, значительная доля ручного труда при обслуживании, относительно большая металлоемкость.
Низкая производительность и большая доля ручного труда в большой мере обусловлены тем обстоятельством, что технологические блоки установки не объединены в один непрерывный технологический цикл, а работают автономно, что требует использования для связи с ними различные транспортные средства. Несовершенна конструкция вибрационного устройства для мойки сырья, установленного в технологическом блоке мойки. Само устройство малопроизводительно, требует частой очистки вибрационного сита, не обеспечивает необходимого качества мойки кусков сырья, требует относительно большого расхода воды. В тех случаях, когда забивается сито или разгрузочные отверстия, приходится останавливать весь технологический блок и производить необходимые работы, что отрицательно сказывается на производительности установки. Вся вода, используемая в технологическом блоке мойки сырья сливается в дренажное устройство, так как в блоке отсутствует система рециркуляции и очистки технической воды для ее повторного использования. Отсутствует система рециркуляции и очистки тузлука и в технологическом блоке посола и обработки сырья, что значительно увеличивает его удельный расход и время приготовления.
Сам блок, содержащий приемную емкость, наклонный ленточный транспортер, смесительный барабан (посольное устройство), агрегат для приготовления тузлука с ингредиентами и вспомогательное оборудование имеет относительно большую металлоемкость и сложен в эксплуатации.
Аппарат для порционного наполнения полимерных пакетов сырьем такой установки имеет наполнительную насадку, способную одновременно наполнить сырьем только один полимерный пакет, установленный вертикально, после чего на его место устанавливается следующий, что делает подобный аппарат малопроизводительным. Отрицательным фактором является и то обстоятельство, что полимерные пакеты с сырьем, подготовленные для термической обработки, укладываются в рабочей полости автоклава (в перфорированных «корзинах») друг на друга в горизонтальном положении. В таком положении уложенные пакеты контактируют при термообработке с теплоносителем (водой) минимальной площадью, что ухудшает и удлиняет процесс стерилизации консервов.
Ограничивает возможности использования данной установки и то обстоятельство, что в ней для производства консервов используется в основном однослойные пакеты из полимерных полиэтиленовых пленок марки ПНП (полиэтилен низкой плотности), не обеспечивающих гарантированную влаго и воздухонепроницаемость пакетов, а так же их прочностные характеристики в процессе стерилизации. А это, в свою очередь, может привести к сокращению гарантированных сроков хранения произведенных консервов, находящихся в упаковках, а так же к разгерметизации пакетов во время стерилизации. В конечном счете вышеперечисленные недостатки прототипа отрицательно сказываются на производительность установки, увеличивают себестоимость продукции, повышают долю ручного труда при обслуживании, значительно сокращают коэффициент использования технологического оборудования.
Задача полезной модели - улучшение конструктивных характеристик, повышение производительности, уменьшение металлоемкости, сокращение доли ручного труда, обеспечение оптимального режима технологического процесса.
Поставленная задача реализуется тем, что в известной установке для производства консервов в полимерных пакетах, содержащей технологический блок мойки сырья, технологический блок посола и обработки сырья ингредиентами, аппарат для порционного наполнения полимерных пакетов с сырьем, аппарат для термической обработки сырья в полимерных пакетах, технологический блок для сортировки и упаковки в тару полимерных пакетов с консервами и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля, моечное устройство, установленное в технологическом блоке мойки сырья, выполнено в виде агрегата, состоящего из сетчатого ленточного транспортера с поддоном для сборки воды и из водяного коллектора со струйными форсунками для орошения сырья водой. При этом ленточный транспортер моечного устройства снабжен реверсивным электроприводом с регулируемой
частотой вращения, а техническая вода, используемая для мойки сырья и приготовления тузлука проходит очистку фильтрацией и обеззараживание стерилизацией в специальном устройстве. Кроме этого, технологический блок мойки сырья и технологический блок обработки сырья ингредиентами, работают по замкнутым циклам, осуществляемым посредством системы трубопроводов с трубопроводной арматурой, соединяющей друг с другом агрегаты и аппараты технологических блоков.
Наполнительная насадка аппарата для порционного наполнения сырьем полимерных пакетов выполнена в виде блока, состоящего как минимум из пяти набивочных мундштуков, а наполненные сырьем пакеты устанавливаются в рабочей полости аппарата для их термической обработки в вертикальном положении. При этом, используемые для производства консервов полимерные пакеты изготовляются из комбинированных полимерных материалов, обеспечивающих гарантированную влаго и воздухонепроницаемость, а также прочностные характеристики в процессе стерилизации, охлаждения и последующего хранения продукта.
Отличительные признаки - наличие в технологическом блоке мойки сырья моечного агрегата транспортерного типа с поддоном для сборки технической воды и с оросительными форсунками, позволяет значительную часть уже использованной воды повторно применить для мойки сырья, транспортируя ее по технологическим трубопроводам по замкнутому циклу. Наличие в моечном агрегате струйного устройства для мойки сырья водой, прошедшей водоподготовку, а именно фильтрацию и стерилизацию в специальном аппарате (облучение ультрафиолетовыми лампами), позволяет увеличить производительность установки и избежать обсеменения вредной микрофлорой поверхности производимого продукта, повысив тем самым его качественные характеристики. Конструктивное исполнение технологического блока посола и обработки сырья ингредиентами позволяет всем его агрегатам работать в экономичном режиме, производить качественную посольную смесь с различными ингредиентами, разнообразить вкусовой посол в зависимости от вида производимого продукта, улучшить его органолептические характеристики, придавая продукту особую пикантность. Использование в аппарате для порционного наполнения сырьем полимерных пакетов набивочной насадки блочного типа, позволяет значительно увеличить производительность аппарата, а размещение в автоклаве приготовленных к стерилизации полимерных пакетов с сырьем в вертикальном положении, многократно увеличивает площадь контактируемой с теплоносителем поверхности пакетов, что сокращает время стерилизации консервов. Применение для производства консервов многослойных полимерных пакетов из комбинированных материалов, обладающих повышенными барьерными характеристиками, позволяет обеспечить полную непроницаемость упаковки для пара, воды, кислорода и ароматических веществ, а также обеспечить прочностные характеристики пакетов в процессе стерилизации, охлаждения и последующего хранения готового продукта.
Заявленная устаковка для производства консервов в полимерных пакетах была реализована в конкретном варианте, изображенном на чертеже.
На чертеже изображена принципиальная схема установки для производства консервов в полимерных пакетах.
Установка для производства консервов в полимерных пакетах (далее - установка) содержит технологический блок мойки сырья, базовым агрегатом которого является моечное устройство, состоящее из ленточного транспортера 1, имеющего ведомый 2 и ведущий 3 барабаны, при этом последний снабжен реверсивным электроприводом 4 с регулируемой частотой вращения приводного вала. Сверху ленточного транспортера 1 смонтирован водяной коллектор 5 со струйными форсунками 6, а снизу - поддон 7 (для сбора использованной воды). В зоне ведомого барабана 2 над ленточным транспортером 1 установлен бункер 8 с шиберной задвижкой 9, а в зоне ведущего барабана 3 установлен лоток 10, который расположен под ленточным транспортером 11, предназначенным для стечки воды с сырья в поддон 12. Поддоны 7 и 12 соединены с баком 13 (для сбора использованной воды) посредством технологического трубопровода 14 и снабжены запорными вентилями 15 и 16 соответственно. Снизу к баку 13 присоединен центробежный насос 17, нагнетательный патрубок которого посредством трубопровода 18 (обратка) и вентиля 19 соединен с приемным патрубком 20 бака 21, к которому подведен посредством вентиля 22 магистральный водопровод 23. Снизу к баку 21 присоединен центробежный насос 24, нагнетательный патрубок которого посредством трубопровода 25 и вентилей 26, 27 и 28 соединен с водяным коллектором 5, а посредством патрубка 29 и вентиля 30 - с входным патрубком 31 аппарата 32 (для фильтрации и стерилизации воды), в центре которого установлен высокопрочный (прозрачный) цилиндрический фильтр 33, над которым по контуру смонтированы бактерицидные (ультрафиолетовые) лампы 34. Выходной патрубок аппарата 32 присоединен к трубопроводу 25 посредством вентиля 35.
Технологический блок посола и обработки сырья ингредиентами состоит из мерной емкости 36 (для дозирования воды и приготовления экстрактов из ингредиентов), приемный патрубок 37 которого посредством вентиля 38, трубопровода 25 и вентиля 35 соединен с аппаратом 32. Сливной патрубок 39 емкости 36 посредством вентиля 40 соединен с верхним патрубком 41 емкости 42 (для приготовления посольной смеси - тузлука), а посредством вентиля 43 емкость 42 соединена с аппаратом 32. Мерная емкость 36 снабжена циркуляционным насосом 44, смонтированным в ее нижней зоне, аналогичным насосом 45 снабжена и емкость 42. Второй верхний патрубок 46 емкости 42 посредством трубопровода 47 (обратка) и вентиля 48 соединен с выходным патрубком 49 устройства 50 (для стерилизации тузлука), противоположный патрубок 51 которого посредством фильтра 52, трубопровода 53, вентиля 54 и центробежного насоса 55 соединен с коническим днищем емкости 56 (для слива отработанного тузлука). Устройство 50 имеет трубопровод 57 для подачи к нему теплоносителя и
трубопровод 58 для его отвода. Вихревое устройство 59 (ванна для посола сырья) с активатором 60, расположенное под лотком 61 между ленточным транспортером 11 и ленточным транспортером 62, предназначенным для стечки тузлука в ванну 63, в верхней части имеет лоток 64, а в нижней - запорный вентиль 65, соединенный посредством трубопровода 66 с емкостью 56. С противоположной стороны к емкости 56 присоединен трубопровод 67, соединяющий ее посредством вентилей 68 с емкостью 42. Над вихревым устройством 59 расположен патрубок 69 для заливки в него тузлука из емкости 42 через клапан 70.
На конце транспортера 62 расположен лоток 71, предназначенный для подачи кусков сырья в промежуточную (демпферную) емкость 72, разгрузочный патрубок которой посредством шиберной задвижки 73 и питателя 74 соединен с крышкой аппарата 75, предназначенного для порционного наполнения полимерных пакетов 76 сырьем. В нижней части аппарата 75 посредством регулировочной заслонки 77 смонтирована наполнительная насадка 78 блочного типа, имеющая в данной конструкции пять мундштуков для загрузки дозированных порций сырья в пакеты 76. Под аппаратом 75 расположен стол 79 ленточного типа, на котором устанавливаются пакеты 76 в блочных держателях 80 по пять штук в каждом. Между транспортерным столом 79 и промежуточным столом 81 установлен аппарат 82, предназначенный для вакуумирования и герметизации полимерных пакетов с сырьем, а на определенном расстоянии от стола 81 размещен аппарат 82 (автоклав) для термической обработки сырья в полимерных пакетах.
Технологический блок сортировки и упаковки в тару полимерных пакетов с консервами включает в себя стол 83, предназначенный для установки на него корзин 84 (с произведенным продуктом), извлеченных из автоклава 82 грузоподъемным устройством 85 (кран-балка с тельфером), на котором осуществляется стечка воды с полимерных пакетов и стол 86 для сортировки (инспекции) и укладки полимерных пакетов в тару.
Технологические трубопроводы водопроводной и тузлучной систем вышеперечисленного оборудования снабжены необходимой водопроводной арматурой (вентили, клапана, задвижки) и приборами визуального контроля, а именно манометрами 87 и термометрами 88.
Установка для производства консервов в полимерных пакетах работает следующим образом:
Сырье, предназначенное для производства консервов, в качестве которого могут быть куски (филе) лососевых рыб, трески, минтая, так же разновидности других пород рыб, нерыбные объекты промысла, мяса, птицы и другие разновидности сырья, помещается в загрузочный бункер 8 в частично дефростированном состоянии (не полностью размороженным). Открывается регулировочная задвижка 9 и куски сырья, увлекаемые движущейся лентой транспортера 1, подводятся к оросительным форсункам 6 водяного коллектора 5 и омываются струями воды, выходящими под давлением 2-3 атм. Вода, выходящая направлено в распыленном виде из
форсунок, равномерно омывает всю поверхность кусков сырья, смывая с него посторонние взвешенные частицы и вредоносную микрофлору. Последнее способствует значительному снижению степени обсеменения сырья вредоносной микрофлорой, повышая тем самым качественные характеристики производимого продукта. Техническая вода, используемая для мойки сырья, подается из магистрального водопровода 23 в расходный бак 21, а из бака центробежным насосом 24 (под давлением 5-6 атм) нагнетается в устройство 32 для водоподготовки, проходя через которое вода фильтруется, очищаясь от взвешенных частиц в фильтре 33 и обеззараживается, облучаясь бактерицидными ультрафиолетовыми лампами 34, вмонтированными в устройство 32. Подача воды на мойку сырья осуществляется при закрытых вентилях 26, 38 и 43, при этом остальные вентили в системе подачи воды на мойку сырья открыты. Величина избыточного давления водяных струй, выходящих из форсунок 6, регулируется вентилями 27 и 28 и осуществляется таким образом, чтобы оно равномерно распределялось по всем форсункам. Вода, использованная для мытья сырья, вместе с посторонними примесями смывается с него, просачиваясь через сетчатую ленту транспортера 1, и стекает в поддон 7, а из него поступает в бак 13 для сбора воды. По мере накопления этого бака, находящаяся в нем вода центробежным насосом 17 закачивается в расходную емкость 21, что дает возможность повторно использовать технологическую воду, осуществляя тем самым циркуляцию воды в системе технологического блока мойки сырья по замкнутому циклу, сокращая потребление воды из магистрального трубопровода 23.
Скорость движения транспортерной ленты конвейера 1 в зависимости от разновидности сырья, размера его кусков и по ряду других причин может регулироваться в ту или иную сторону при помощи реверсивного электропривода 4 с регулируемой частотой вращения приводного вала. Это, в свою очередь, дает возможность осуществлять работу технологического блока в оптимальном режиме и при необходимости, например при очистке транспортерной ленты, изменять направление движения ленты за счет реверса.
Промытое сырье, сходя с ленты транспортера 1, поступает на движущуюся ленту транспортера 11, на котором осуществляется стечка воды с кусков промытого сырья. Вода, просачиваясь через сетчатую транспортерную ленту, стекает в поддон 12, а из него по трубопроводу 14 поступает в бак 13.
С движущейся ленты транспортера 11 куски сырья посредством лотка 60 поступают в посольное устройство 59 технологического блока посола и обработки сырья ингредиентами. Посольная смесь (тузлук) приготовляется в баке 42, для чего через центральную горловину в него засыпается определенное количество поваренной соли. В мерную емкость 36 через открытый вентиль 38 насосом 24 закачивается необходимое количество воды, прошедшей водоподготовку в устройстве 32, после чего открывается вентиль 40 и вода поступает в бак 42. После заполнения бака водой
открывается его боковой вентиль, включается центробежный насос 45 и вода начинает циркулировать по замкнутому циклу (бак-насос) до тех пор, пока соль полностью не растворится в воде. Плотность полученного тузлука проверяется ареометром. В зависимости от вида производимых консервов в приготовленный тузлук могут быть добавлены различные ингредиенты, как-то: сорбиновая кислота, антиокислитель, пряности и различные специи. Для этих целей в мерную емкость 36 закачивается необходимое количество воды, обработанной в устройстве 32, после чего в эту емкость подают необходимые ингредиенты, а затем включают центробежные насосы 44. Вода с ингредиентами циркулирует по замкнутому циклу до тех пор, пока ингредиенты не растворятся в воде до необходимой концентрации, после чего при закрытом вентиле 43, полученный концентрат сливается в бак 42. В результате в баке образуется посольная смесь с заданным содержанием ингредиентов для определенного вида консервов.
Приготовленная смесь (тузлук) из бака заливается в посольное устройство 59, внутри которого вращается лопастный активатор 60 (частота вращения не менее n=30 об/мин), резиновые лопасти которого захватывают куски сырья, поступившего с транспортера 11 и, окуная их в посольную смесь, несколько раз проворачивают в этой смеси. В результате этого процесса ингредиенты посольной смеси достаточно быстро сорбируют в поверхностный слой кусков сырья, при этом температура на их поверхности составляет от плюс одного до четырех градусов Цельсия, что является наиболее оптимальным температурным режимом для получения высококачественного продукта.
После обработки в посольном устройстве 59 куски сырья всплывают на поверхность и по лотку 64 поступают на движущуюся ленту транспортера 62, где происходит стечка излишков тузлука с кусков сырья, который собирается в поддоне 63 транспортера и далее сливается в емкость 56. После того, как емкость заполняется определенным количеством тузлука, открывается вентили 48 и 54, и при помощи центробежного насоса 55 скопившийся излишний тузлук посредством технологического трубопровода 53 (обратка) через фильтр 52 и тонкослойный термический стерилизатор 50 закачивается обратно в емкость 42, для повторного использования. Это, в свою очередь позволяет значительно сократить потери компонентов посольной смеси, сократить время на изготовление посольной смеси, а так же экстрактов специй и ингредиентов, снизить себестоимость производимой продукции. Качество возвращаемой для повторного использования части тузлука обеспечивают фильтр 52 и стерилизатор 50, при этом в последнем, благодаря термической обработки тузлука паром (в тонком слое посредством паровой рубашки), производится его обеззараживание.
После осуществления на транспортере 62 стечки тузлука с поверхности сырья, его куски посредством лотка 71 подаются в накопительную (демпферную) емкость 72, откуда посредством шиберной заслонки 73 и питателя 74 они подаются в рабочую полость аппарата 75, предназначенного для порционного наполнения (набивки) полимерных
пакетов 76, сырьем. В отличии от существующих прототипов, этот аппарат имеет на конце наполнительную насадку 78 (набивочный мундштук), обеспечивающую дозировку и наполнение продуктом не одного, а как минимум сразу пяти полимерных пакетов 76, установленных вертикально в блоке 80 на транспортерном конвейерном столе 79, что значительно увеличивает производительность установки.
Конструктивно используемый в установке формат пакетов выполнен таким образом, что помещенное в них при помощи наполнительной насадки сырье, в поперечном сечении приобретает геометрическую форму, приближенную к прямоугольнику (толщиной 20-25 мм), которая для полимерных пакетов является оптимальной, так как обеспечивает максимальную степень заполнения сырьем. Формат полимерных пакетов и их конструктивное исполнение разработаны применительно к технологическому режиму (температура, время стерилизации и т.д.) работы заявленной установки и являются ее неотъемлемой частью.
После наполнения сырьем полимерные пакеты 76 подаются на аппарат 82, в котором происходит их вакуумирование и герметизация, после чего они помещаются на стол 81. На этом столе пакеты с сырьем инспектируются, а затем укладываются в специальные (многосекционные) автоклавные корзины 84 в вертикальном положении (а не в горизонтально и друг на друга, как в прототипе) и помещаются в аппарат 82 (автоклав) для термической обработки, которая осуществляется при температуре теплоносителя 107-125°С в зависимости от вида продукта. Вертикальное расположение полимерных пакетов в аппарате для термической обработки позволяет омывать теплоносителем (водой) пакеты со всех сторон, что значительно сокращает время стерилизации продукта, увеличивает производительность установки и уменьшает удельный расход теплоносителя.
После термической обработки и охлаждения полимерные пакеты с произведенными консервами извлекаются из автоклава 82 при помощи грузоподъемного устройства 85. Корзины 84 с пакетами устанавливаются на стол 83, на котором происходит стечка с них воды, после чего пакеты с продуктом извлекаются из корзин и размещаются на столе 86, где происходит их инспекция и упаковка в тару для последующей транспортировки на склад готовой продукции.