ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЮРЕОБРАЗНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ИЗ ПЛОДОВ, ЯГОД И ОВОЩЕЙ
PRODUCTION LINE OF PUREE-LIKE CONCENTRATES OUT OF FRUITS, BERRIES AND VEGETABLES

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к линиям переработки плодового и фруктового сырья, и может быть использовано при производстве пюреобразных концентратов.
7
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является линия производства пюреобразных концентратов из плодов, ягод и овощей [Пат. №2320244, МПК А23Р 1/10, А23Р 1/12, А23L 1/212, А23L 1/06, А23N 1/00. Линия производства пюреобразных концентратов из плодов, ягод и овощей / А.Н.Остриков, Г.О.Магомедов, Ф.Н.Вертяков; Воронеж. гос. технол. акад. - №2006134065/13. Заявл. 25.09.2006. Опубл. 27.03.2008; Бюл. №9], содержащая производственные бункеры, моечную машину, сортировочно-инспекционный транспортер. Отличительной особенностью линии является то, что после сортировочно-инспекционного транспортера последовательно установлены горизонтальный шнековый пресс с наклонным сетчатым водоотделителем, ленточная сушилка, емкости для хранения пищевых добавок с установленными в их нижней части объемными дозаторами, аппарат для тонкодисперсного нанесения пищевых добавок с помощью форсунок на поверхность подсушенного продукта и вертикальный экструдер с вакуум-камерой.
Недостатками известной линии являются невысокое качество производимых пюреобразных концентратов и высокие энергозатраты на производство выпускаемой продукции.
Технической задачей изобретения является повышение качества производимых пюреобразных концентратов за счет получения готового продукта повышенного содержания термолабильных пищевых компонентов (витаминов, белков, моносахаридов и др.) в их составе, за счет их лучшей сохранности и снижения потерь ценных компонентов вследствие использования «мягких» температурных режимов при концентрировании пюре, а также снижение энергозатрат на производство пюреобразных концентратов заданной пищевой ценности.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в линии производства пюреобразных концентратов из плодов, ягод и овощей, содержащей производственные бункеры, моечную машину, сортировочно-инспекционный транспортер, шнековый измельчитель, емкости для хранения пищевых добавок с объемными дозаторами, новым является то, что после шнекового измельчителя последовательно установлены коллоидная мельница для тонкого измельчения сырья; подогреватель свежеизмельченного пюре с мешалкой; насос высокого давления; вакуум-выпарной аппарат для двухстадийного концентрирования, содержащий теплообменник-подогреватель и насос для термостатирования внутренней стенки вакуум-выпарного аппарата, змеевиковый теплообменник для конденсации испаряемых паров и вакуум-насос; комбинированный смеситель; карусельный дозировочно-наполнительный автомат и вертикальный двухсетчатый автоклав для стерилизации банок с пюре.
На чертеже изображен общий вид линии производства пюреобразных концентратов из плодов, ягод и овощей.
Линия производства пюреобразных концентратов из плодов, ягод и овощей (фиг.1) содержит последовательно установленные производственный бункер 1 для хранения исходного сырья (семечковые плоды яблок, груш и т.п.; различные ягоды: малина, клубника, крыжовник, смородина и т.п.; овощи: морковь, свеклу и т.п.) с установленными в их нижней части роторными дозаторами 2, моечную машину 3 с перфорированными трубами для подачи воздуха и душевым устройством 4, сортировочно-инспекционный транспортер 5, шнековый измельчитель 6, емкости 17 для хранения пищевых добавок (сахарного сиропа, ароматизаторов, структурообразователей и т.п.) с установленными в их нижней части объемными дозаторами 18, коллоидную мельницу 7 для тонкого измельчения сырья, подогреватель 10 пюре с мешалкой, насос высокого давления 11, вакуум-выпарной аппарат 12 для двухстадийного концентрирования, содержащий теплообменник-подогреватель 13 и насос 14 для термостатирования внутренней стенки вакуум-выпарного аппарата 12, а также линию для отвода и конденсации в змеевиковом теплообменнике 9 испаряемых из пюре и отсасываемых вакуум-насосом 8 паров, комбинированный смеситель 16, карусельный дозировочно-наполнительный автомат 19 и вертикальный двухсетчатый автоклав 20 для стерилизации банок с пюре. В нижней конусной части вакуум-выпарного аппарата 12 установлен вакуумный шлюзовый затвор 15.
Моечная машина 3 состоит из ванны, транспортерного полотна, душевого устройства 4 и привода. На каркасе ванны смонтированы все узлы моечной машины. Моечная машина 3 снабжена перфорированными трубами для подачи воздуха, что позволяет мыть овощи и плоды как с мягкой, так и с твердой оболочкой.
Предлагаемая линия производства пюреобразных концентратов из плодов, ягод и овощей работает следующим образом (чертеж).
Включается привод роторного дозатора 2, установленного в нижней части производственного бункера 1, и исходное сырье, например семечковые плоды яблок, груш и т.п.; различные ягоды: малина, клубника, крыжовник, смородина и т.п.; овощи: морковь, свекла и т.п., определенными порциями подается в моечную машину 3. Одновременно включается привод ленточного транспортера, расположенного в ней, в перфорированные трубы подается воздух, а в душевое устройство 4 - вода.
При работе машин плоды поступают в моечное пространство ванны непрерывно. Для более интенсивной мойки загрязненного продукта в моечной ванне машин создается бурление посредством подводимого в перфорированные трубы сжатого воздуха. Вымытый продукт из моечного пространства перемещается наклонным конвейером, в верхней части которого (перед выгрузкой) продукт ополаскивается водой из душевого устройства 4. Вода, поступающая в ванну через ополаскивающий душ, удаляется через сливную щель.
В процессе работы машин вода в ванне может периодически обновляться путем слива грязной воды через спускной кран. Чистка ванны производится через грязевой люк и боковые окна. При обработке сильно загрязненных овощей и плодов можно увеличить время их пребывания в зоне отмывки путем периодических остановок транспортера.
Затем мытые плоды подаются на сортировочно-инспекционный транспортер 5, который состоит из каркаса и металлической сетчатой ленты шириной 0,6…0,8 м, натянутой между двумя барабанами. По сторонам конвейера имеются спуски для удаления отходов. Отходы собираются в приемники и сборники для утилизации и вывоза за пределы цеха. После сортировки сырье промывается водой.
Инспекцию и сортирование проводят вручную на полотне ленточных или роликовых конвейеров, по которым движется сырье в один слой, т.к. при многослойной загрузке верхние плоды закрывают нижние и их трудно осмотреть. Работники располагаются с обеих сторон конвейера через каждые 0,8…1,2 м. Одновременно с сортированием проводят инспекцию сырья, при которой удаляют дефектные экземпляры (загнившие, поврежденные, битые, заплесневелые, сильно загрязненные), посторонние примеси и предметы, а также вырезают поврежденные участки.
Доброкачественное сырье остается на ленте конвейера и передается в шнековый измельчитель 6, предназначенный для предварительного (грубого) измельчения плодового или овощного сырья. Одновременно включается привод шнекового измельчителя 6, и плоды подвергаются уплотнению, постепенному сжатию и измельчению. На выходе из шнекового измельчителя 6 установлена неподвижная решетка. При вращении шнека плоды измельчаются, а полученное грубоизмельченное пюре продавливается через отверстия решетки, приобретая форму гранул, и направляется в коллоидную мельницу 7 для тонкого измельчения сырья.
Включается привод коллоидной мельницы 7, и сырье измельчается в ней до размера 0,3…0,5 мм. Из коллоидной мельницы 7 тонко измельченное сырье направляется в подогреватель 10 пюре с мешалкой. В двутельный корпус подогревателя 10 подается горячий теплоноситель (например, горячая вода или пар в зависимости от конечной температуры нагрева пюре) и включается привод мешалки, которая обеспечивает равномерный нагрев всего объема пюре.
Из подогревателя 10 нагретое до заданной температуры пюре насосом высокого давления 11 нагнетается в вакуум-выпарной аппарат 12, в верхней части которого установлен входной трубопровод с расположенной на конце форсункой. Таким образом, в вакуум-выпарном аппарате 12 пюре распыливается с помощью форсунки. Одновременно включается привод вакуум-насоса 8, который поддерживает в вакуум-выпарном аппарате 12 разряжение 4…6 кПа, и в двутельный корпус вакуум-выпарного аппарата 12 подается с помощью насоса 14 горячая вода, которая нагревается в теплообменнике-подогревателе 13 и используется для термостатирования внутренней стенки вакуум-выпарного аппарата 12.
При этом в вакуум-выпарном аппарате 12 в результате резкого перепада давления (сброса давления) происходило мелкодиспергированное распыление продукта, сопровождающееся мгновенным испарением части влаги, содержащейся в пюре в перегретом состоянии (первая стадия концентрирования). Распад струи пюре, выходящей из сопловой форсунки, на отдельные капли происходил под совместным воздействием кавитационных явлений, возникающих вследствие колебательных процессов, которые сопровождают течение пюре перед распыливанием, и под воздействием турбулентных пульсаций, приводящих к отрыву отдельных частиц пюре.
На выбор диаметра вакуум-выпарного аппарата 12, в которой протекало двухстадийное выпаривание, существенное влияние оказывал дисперсный состав капель пюре и дальность их полета. При этом очень важно было подобрать такую траекторию полета капель пюре, чтобы обеспечить, с одной стороны, максимально возможную дальность горизонтального полета для обеспечения взрывного испарения перегретой влаги из пюре за счет перепада давления, а с другой - контакт капель с вертикальной стенкой вакуум-камеры.
Далее мелкодиспергированные капельки пюре достигали вертикальной внутренней стенки вакуум-выпарного аппарата 12 и оседали на ней, образуя пленку продукта, постепенно стекающую вниз по вертикальной внутренней стенке под действием сил тяжести. Боковая стенка вакуум-выпарного аппарата 12 была оборудована греющей рубашкой, в которую подавалась горячая вода с начальной температурой 358…363 К. При контакте капель пюре с греющей стенкой вакуум-выпарного аппарата 12 происходил нагрев стекающей вниз пленки пюре до температуры кипения при данной величине разряжения (вторая стадия концентрирования).
Испаряемые из пюре водяные пары отводились в змеевиковый теплообменник 9, где они конденсировались за счет охлаждения стенок змеевика охлаждающей водой, подаваемой в корпус змеевикового теплообменника 9. Неконденсируемые пары и воздух отсасывались вакуум-насосом 8 и выбрасывались в атмосферу.
Сконцентрированная пюреобразная масса продвигается в нижнюю конусную часть вакуум-выпарного аппарата 12 и через установленный вакуумный шлюзовый затвор 15 выгружается из вакуум-выпарного аппарата 12 в комбинированный смеситель 16.
В загрузочном бункере комбинированного смесителя 16 установлены форсунки, которые соединены с емкостями 17 для хранения пищевых добавок, например сахарного сиропа, ароматизаторов, структурообразователей и т.п. Из емкостей 17 пищевые добавки с помощью установленных в их нижней части объемных дозаторов 18 нагнетаются в форсунки 14 и подаются в строго определенных пропорциях внутрь комбинированного смесителя 16. Это способствует повышению пищевой ценности и сбалансированности готового продукта. Включается привод комбинированного смесителя 16 и по мере продвижения пюреобразного концентрата и пищевых добавок они перемешиваются до получения однородной консистенции. Таким образом, на выходе из комбинированного смесителя 16 получают пюреобразный концентрат заданного состава, который затем направляется в карусельный дозировочно-наполнительный автомат 19, где он фасуется в стеклянные банки. Затем банки с пюреобразным концентратом заданного состава формируются рядами в несколько слоев на стальных сетках, которые загружаются в вертикальный двухсетчатый автоклав 20 для стерилизации. После стерилизации банок в автоклаве 20 их охлаждают и направляют на хранение.
Таким образом, предлагаемая линия производства пюреобразных концентратов из плодов, ягод и овощей позволяет:
- повысить качество пюреобразных концентратов за счет повышенного содержания термолабильных пищевых компонентов (витаминов, белков, моносахаридов и др.) вследствие их лучшей сохранности и меньших потерь ценных компонентов за счет использования «мягких» температурных режимов;
- снизить энергозатраты на производство пюреобразных концентратов заданной пищевой ценности;
- повысить пищевую ценность многокомпонентных пюреобразных концентратов путем направленного регулирования за счет применения пищевых добавок разного состава.