ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ФРУКТОВЫХ ЧИПСОВ
FRUIT CHIPS PRODUCTION TECHNOLOGICAL LINE

Изобретение относится к переработке фруктового и ягодного сырья и может быть использовано в линиях производства фруктовых чипсов, например, для производства яблочных, грушевых и других чипсов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является технологическая линия по переработке яблок [Справочник технолога пищеконцентратного и овощесушильного производства / В.Н.Гуляев, Н.В.Дремина, З.А.Кац и др.; Под ред. В.Н.Гуляева. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 488 с.], включающая валковый калиброватель, моечную машину, инспекционный транспортер, машину для удаления семенного гнезда, яблокорезку, ванну для обработки нарезанных яблок раствором бисульфита натрия, паровую конвейерную сушилку. Затем готовый продукт взвешивают и упаковывают.
Известная технологическая линия по переработке яблок имеет следующие недостатки: значительная длительность процесса, недостаточное качество готовой продукции, значительные энергозатраты на осуществление процесса, а также узкий ассортимент выпускаемой продукции.
Технической задачей изобретения является увеличение технологических возможностей линии по производству фруктовых чипсов, расширение ассортимента производимых фруктовых чипсов, повышение качества получаемых фруктовых чипсов за счет удаления испаряемой влаги в соответствии с основными кинетическими закономерностями, поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт и нанесения пищевых добавок на его поверхность, устранение брака и сокращение потерь сырья, а также интенсификация удаления испаряемой влаги.
Поставленная задача достигается тем, что в технологической линии производства фруктовых чипсов, содержащей моечную машину, инспекционный транспортер, калиброватель, машину для удаления семенного гнезда и резки плодов на пластины, сульфитатор и фасовочный автомат, новым является то, что установлен комбинированный аппарат для влаготепловой обработки, включающий последовательно расположенные, сообщающиеся между собой четыре камеры: ИК-камеру, СВЧ-камеру, камеру для нанесения сахарного сиропа на поверхность продукта и камеру подсушивания, через все четыре камеры проходит транспортер, на котором навешены сетчатые кассеты с пластинами обрабатываемых фруктов, после резательной машины установлен ориентатор для размещения пластин обрабатываемых фруктов в сетчатые кассеты, причем ориентатор, сульфитатор и комбинированный аппарат для влаготепловой обработки соединены общим транспортером.
Технический результат заключается в увеличении технологических возможностей линии по производству фруктовых чипсов, расширении ассортимента производимых фруктовых чипсов, повышении качества получаемых фруктовых чипсов за счет удаления испаряемой влаги в соответствии с основными кинетическими закономерностями, поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт и нанесения пищевых добавок на его поверхность, устранении брака и сокращении потерь сырья, а также интенсификации удаления испаряемой влаги.
На фиг.1 изображен общий вид технологической линии производства фруктовых чипсов, на фиг.2 - объемное изображение технологической линии производства фруктовых чипсов.
Технологическая линия производства фруктовых чипсов (фиг.1, 2) содержит бункеры для хранения исходного фруктового сырья 1 (яблоки, груши и т.д.) с установленными в их нижней части роторными дозаторами 2, весы 3, моечную машину 4, инспекционный транспортер 5, калиброватель 6, машину для удаления семенного гнезда и резки плодов на пластины 7, ориентатор 8, сульфитатор 9, комбинированный аппарат для влаготепловой обработки 10 и фасовочно-упаковочный автомат 11.
Сориентированные в вертикальное положение ориентаторе 8 пластины обрабатываемых фруктов последовательно загружаются в сетчатые кассеты 13, которые с определенным шагом размещены на транспортере 14. Транспортер 14 с сетчатыми кассетами 13, в которых находятся пластины обрабатываемых фруктов, последовательно проходит через ориентатор 8, сульфитатор 9 и комбинированный аппарат для влаготепловой обработки 10.
Сульфитатор 9 представляет собой ванну, через которую проходит транспортер 14. В ванне находится раствор лимонной кислоты 0,15% концентрации, который постоянно нагревается паром для поддержания заданной температуры бланширования.
Комбинированный аппарат для влаготепловой обработки 10 включает четыре последовательно расположенные и сообщающиеся между собой камеры: ИК-камеру 15, СВЧ-камеру 16, камеру для нанесения сахарного сиропа на поверхность продукта 17 и камеру подсушивания 18. Через все четыре камеры 15, 16, 17 и 18 проходит транспортер 14, на котором навешены сетчатые кассеты 13, внутрь которых помещаются пластинки обрабатываемых фруктов толщиной 2-3 мм.
В боковых стенках ИК-камеры 15 расположены инфракрасные лампы 19. В боковых стенках СВЧ-камеры 16 расположены магнетроны 20. В боковых стенках камеры 17 для нанесения сахарного сиропа на поверхность продукта расположены распылительные форсунки 21. Расположение пластин фруктов, находящихся в кассетах 13, и распылительных форсунок 21 симметрично для предотвращения потерь сахарного сиропа. Регулируемый привод транспортера 14 обеспечивает циклично-непрерывное движение кассет 13 с периодическими выстоями.
Под ИК-камерой 15 установлен вентилятор 22, а под СВЧ-камерой 16 -вентилятор 23. Вытяжной диффузор, расположенный над СВЧ-камерой 16, с помощью рециркуляционного трубопровода соединяется с нижней частью камеры подсушивания 18, в которой расположен калорифер 24.
Технологическая линия производства фруктовых чипсов содержит также вспомогательное оборудование, которое на фиг.1 и 2 не показано, а именно: промежуточные бункеры-накопители, перегрузочные транспортеры, фильтр для очистки отработанного теплоносителя от мельчайших частиц перерабатываемого сырья, емкости для сахарного сиропа, пищевых добавок и др.
Предлагаемая технологическая линия производства фруктовых чипсов работает следующим образом (фиг.1, 2).
Исходное фруктовое сырье (например, яблоки) из бункера 1 с помощью дозаторов 2 дозируются и направляются на весы 3. Фрукты, предназначенные для производства чипсов, должны быть свежими, здоровыми, желательно светлой окраски, с высоким содержанием пектина, органических кислот и сухих растворимых веществ. Зрелость плодов и ягод должна быть технической или близкой к потребительской. Фрукты не должны содержать плоды битые, загнившие, поврежденные вредителями и с другими дефектами.
После весов 3 порции яблок направляются в моечную машину 4, в которой плоды подаются в ванну на наклонную решетку. Под решеткой расположен барботер. Восходящие потоки воздуха приводят в движение сырье в ванне, интенсифицируя отмочку и отделение загрязнений. С наклонной решетки плоды попадают на роликовый транспортер, где продолжается процесс разрушения и отделения загрязнений от сырья за счет трения плодов при их повороте вращающимися роликами конвейера. Сырье при выходе из ванны перед поступлением на лоток ополаскивается струями чистой воды, подаваемыми из насадок шприцевых коллекторов.
Затем мытые плоды подвергаются инспекции и сортированию, которые проводят на сортировочно-инспекционном транспортере 5. Толщина слоя продукта регулируется специальной заслонкой. Плоды по нему движутся в один слой, т.к. при многослойной загрузке верхние плоды закрывают нижние и их трудно осмотреть. Одновременно с сортированием проводится инспекция сырья, при которой удаляют дефектные экземпляры (загнившие, поврежденные, битые, заплесневелые, сильно загрязненные), посторонние примеси и предметы. Отобранный с транспортерной ленты некондиционный продукт сбрасывается в карманы и попадает на нижнюю ветвь ленты, а с нее - в ящики или другую тару. Оставшийся на ленте продукт попадает на полотно элеватора, где ополаскивается водой из душевого устройства 25, и через разгрузочный лоток подается в бункер элеватора, а оттуда скребковым конвейером подается в калиброватель 6.
На первом участке калибровки проводится ориентация продолговатых фруктов осью вдоль роликов калибровочной цепи и удаление отходов, имеющих размеры меньше минимальных. Эти отходы проваливаются в зазоры между роликами и удаляются конвейером отходов. На втором участке калибровки ролики постепенно раздвигаются, зазор между ними увеличивается, плоды проваливаются в эти зазоры, делясь на определенные фракции по размерам, и удаляются из машины фракционным конвейером.
Плоды размером до 55 мм проваливаются между роликами и по лотку выкатываются за пределы машины. Полотно калибрователя 6 транспортирует сырье в машину 7 для удаления семенного гнезда и резки плодов на пластины. Рабочий орган машины 7 от мальтийского креста получает прерывистое движение, при этом блок ножей движется возвратно-поступательно. Движение рабочего полотна совпадает с движением блока ножей вблизи верхнего крайнего положения, а время выстоя рабочего полотна - с опусканием и подъемом блока ножей в нижнем положении. При остановке плода в зоне резки в период выстоя блок ножей опускается и разрезает его на кружки толщиной 2-3 мм. Одновременно патрон-трубчатый нож вырезает сердцевину фрукта, оставляя ее внутри себя. Прижим для выравнивания плода препятствует застреванию пластин между лезвиями во время подъема блока ножей. Сердцевина фрукта проталкивается в трубку. При движении рабочего полотна пластины выпадают из гнезд на лоток и выводятся из машины.
Затем нарезанные пластины фруктов, расположенные хаотически, механически подаются на ориентатор 8.
С ленты конвейера они поочередно поступают на три горизонтально расположенных конвейера 12. Каждый последующий конвейер движется с большей скоростью, чем предыдущий, благодаря чему между пластинами продукта достигается интервал, необходимый для их ориентации. Пластины фруктов при движении имеют два устойчивых неразличимых положения - на основании и верхней поверхности. В питателе происходит их ориентация на любую из этих плоскостей, а выравнивание обеспечивается вертикальными конвейерами. Ориентирование пластин длинной стороной по направлению движения происходит в результате их контакта при движении по горизонтальным конвейерам 12 с вертикальными конвейерами и направляющими. Над горизонтальными конвейерами 12 установлены подпружиненные направляющие и ряд неподвижных направляющих, дополнительно ориентирующих пластины. Для заполнения кассет ориентированные пластины отводятся вращающимся диском непосредственно на конвейер питателя машины, над которым установлена вращающаяся вокруг горизонтальной оси щетка, отбрасывающая несориентированные пластины.
В сетчатые кассеты 13 укладываются одним слоем три ряда пластин разрезанных фруктов, которые навешиваются на тросовый транспортер 14.
Затем пластины подвергают сульфитации в сульфитаторе 9, т.е. погружению в 0,15%-ный раствор лимонной кислоты или 2,5%-ный раствор бисульфита натрия на 1-2 минуты. Это производится для отбеливания поверхности плодов, потемневшей в процессе подготовки, и предотвращения дальнейшего потемнения. Для стекания излишнего раствора кассеты 13 с пластинами фруктов проходят по зигзагообразной траектории тросового транспортера 14.
Далее сетчатые кассеты 13 с пластинами фруктов с помощью транспортера 14 перемещаются в ИК-камеру 15, в которой одновременно включаются ИК-лампы 19. Отличительной особенностью инфракрасного нагрева является то, что глубина проникновения ИК-лучей составляет 1…3 мм. Таким образом, осуществляется поверхностный нагрев пластин разрезанных фруктов толщиной 2-3 мм. Одновременно включается нагнетательный вентилятор 22, расположенный под ИК-камерой 15. Подаваемый вентилятором 22 теплоноситель не только сдувает жидкую пленку с поверхности пластин фруктов, но и удаляет испарившуюся из плодов влагу из ИК-камеры 15. После удаления поверхностной влаги сетчатые кассеты 13 перемещаются в СВЧ-камеру 16, в которой одновременно включаются магнетроны 20. Отличительной особенностью СВЧ-нагрева является то, что пластины фруктов нагреваются равномерно по всему объему. При этом значительно интенсифицируется внутренний перенос влаги к границе раздела фаз. После нагрева пластин продукта включается нагнетательный вентилятор 23, подаваемый вентилятором теплоноситель удаляет испарившуюся из плодов влагу из СВЧ-камеры 16. После того как влажность пластин фруктов достигла заданного значения, сетчатые кассеты 13 перемещаются транспортером 14 в камеру 17 для нанесения сахарного сиропа, в которой с помощью форсунок 21 осуществляется распыливание сахарного сиропа на поверхность пластин фруктов. Мелкодиспергированные капли сахарного сиропа попадают на поверхность пластин фруктов, находящихся в кассетах 13, и формируют на ее поверхности тонкую пленку сахарного сиропа. Расположение форсунок 21 и пластин фруктов симметрично для предотвращения потерь сахарного сиропа. После сетчатые кассеты 13 перемещаются в камеру подсушивания 18. Подаваемый вентилятором 23 теплоноситель (воздух) нагревается до заданной температуры трубчатыми электронагревателями (ТЭН) и подается в камеру подсушивания 18 для удаления избытка влаги из пленки сахарного сиропа и подсушивания пластин фруктов. При достижении заданного значения влажности пластины фруктов, находящиеся в кассетах 13, удаляются транспортером 14 из камеры подсушивания 18. Затем они выгружаются из сетчатых кассет 13 и поступают в фасовочно-упаковочный автомат 11.
Фруктовые чипсы, высыпаясь из приемного бункера фасовочно-упаковочного автомата 11, заполняют мерные стаканы дозирующего ротора. При заполнении и переносе мерные стаканы снизу закрыты донышками. В положении донышко открывается и продукт высыпается в сваренную из пленки трубу. Величина дозы устанавливается и регулируется с помощью механизма регулирования объема мерных стаканов. Сваренная труба с продуктом протягивается вниз тянущими конвейерами на длину, равную длине пакета. Длина пакета при наличии на пленке рисунка с меткой контролируется фотоэлементом, который по контрольной метке дает сигнал об окончании протягивания пленки. После этого сваривается следующий пакет, обрезается нижний заполненный пакет, засыпается продукт для следующего пакета, разводятся губки и пакет падает на ленточный конвейер готовой продукции.
Таким образом, использование технологической линии производства фруктовых чипсов позволяет:
- повысить качество получаемых фруктовых чипсов за счет поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт и рационального нанесения пищевых добавок (сахарного сиропа, ароматизаторов, пищевых добавок и др.);
- интенсифицировать процесс удаления испаряемой влаги в соответствии с основными кинетическими закономерностями за счет использования комбинированного теплоподвода к обрабатываемым фруктовым чипсам;
- повысить технологические возможности линии по переработке фруктового сырья;
- достигнуть равномерной сушки вследствие использования мягких, щадящих режимов обработки при максимальном сохранении формы получаемых фруктовых чипсов.