Технические средства для тепловой обработки консервов
Стерилизаторы роторного и гидростатического типа
Стерилизаторы роторного типа оснащены устройствами автоматического регулирования температуры, давления и подачи охлаждающей воды. Скорость движения банок в аппарате может быть изменена посредством вариатора скоростей.
В гидростатических стерилизаторах непрерывного действия применен принцип уравновешивания давления в камере стерилизации с помощью гидравлических шлюзов. Эти аппараты - башенного типа, имеющие значительную высоту, но занимающие относительно небольшую площадь производственного помещения. Соотношение между временем подогрева, собственно стерилизации и охлаждения определяется скоростью перемещения конвейера и длиной пути.
Некоторые типы гидростатических стерилизаторов работают при повышенных избыточных давлениях, регулируемых подачей в камеру стерилизации сжатого воздуха. В качестве греющей среды применяется вода, распыляемая форсунками, что обеспечивает лучшие условия для передачи тепла к нагреваемым консервам.
В консервной промышленности используют несколько типов гидростатических стерилизаторов: типа «Сторк» с противодавлением, пневногидросгатический типа «Хунистер» (Венгрия), типа А9-ФСА и др.
Непрерывно действующий гидростатический стерилизатор А9-ФСА производства одесского СКТБ «Продмаш» состоит из водяной камеры подогрева, паровой камеры стерилизации, водяной камеры охлаждения, зоны дополнительного охлаждения водой, линии слива воды в канализацию и регулирования температуры стерилизации механизма загрузки и разгрузки, бассейна с водой для дополнительного охлаждения и бесконечного цепного конвейера.
|
|
|
В стерилизаторе А9-ФСА длина участка конвейера, находящегося в камере стерилизации, постоянна и равна 67 м. Длины участков конвейера в зонах подогрева и охлаждения одинаковы, поэтому формула стерилизации имеет симметричный вид А-В-А. Скорость движения конвейера изменяется в зависимости от времени собственно стерилизации.
Дополнительное охлаждение банок проводится вне корпуса стерилизатора и зависит от скорости конвейера и количества охлаждающей воды. Температура стерилизации поддерживается в результате регулирования положения уровня воды в камере стерилизации. Корпус установки выполнен секционным. Каждая секция разделена перегородками на три вертикальных канала. Для тепловой изоляции перегородки выполнены двойными.
Работает гидростатический стерилизатор следующим образом. Банки загружают в банконосители бесконечного непрерывно- движущегося цепного конвейера, который подает их в шахту гидростатического (водяного) затвора-шлюза. После прогрева банки поступают в камеру собственно парового стерилизатора, нагреваются до 120°С и затем попадают в зону водяного охлаждения, где температура консервов падает до 75-80°С. Выйдя из гидростатического затвора, банки поступают в камеру дополнительного водяного охлаждения (до 40-50°С), после чего консервы выгружают из стерилизатора.
|
|
|
Как правило, гидростатические стерилизаторы А9-ФСА оснащены автоматикой, в них предусмотрена схема очистки и охлаждения рециркуляционной воды. Используют гидростатический стерилизатор А9-ФСА в основном для стерилизации консервов в жестяной таре.
Пневмогидростатический стерилизатор «Хунистер» в отличие от прочих современных аппаратов непрерывного действия позволяет проводить стерилизацию консервов в жестяной и стеклянной таре. Его используют для термической обработки консервов детского и диетического питания, а также закусочных.
Особенностью стерилизатора «Хунистер» является наличие в нем ванны предварительного охлаждения, обе секции которой заполнены водой. В нижней части этой ванны давление воды достигает 2,5-105 Па, плавно уменьшаясь до 2,2-105 Па на выходе из нее.
Температура и давление в ваннах стерилизатора регулируются индивидуально.
|
|
|
Полуавтоматы и аппараты непрерывного действия
Конструкции аппаратов непрерывного действия различные: от роторных и стерилизаторов с различными пластинчатыми транспортерами до гидростатических и универсальных, пневмо- гидравлических, способных стерилизовать продукцию, расфасованную в жестяную и стеклянную тару.
В зависимости от уровня рабочего давления стерилизаторы подразделяют на две группы: работающие при атмосферном и избыточном давлении, которое создается в результате давления насыщенных паров воды и сжатого воздуха.
Использование стационарной стерилизации, т. е. неподвижного состояния банки при нагреве, приводит к использованию более низких температур греющей среды и к увеличению продолжительности стерилизации для того, чтобы внешние зоны консервируемого продукта не повреждались под воздействием излишнего тепла. Так как тепло проникает внутрь консервируемого продукта относительно медленно, то во внешних зонах объекта наблюдается разварка мясопродуктов, изменение цвета, ухудшение вкуса. Наиболее перспективным и рациональным в настоящее время считается проведение стерилизации методом высокотемпературного кратковременного нагрева с применением вращения банок (в одну сторону, попеременно в разные стороны - осевое вращение, вращение с донышка на крышку).
|
|
|
Разнообразие факторов, которые должны быть учтены при стерилизации с вращением банок, затрудняет выбор подходящих параметров стерилизации посредством метода высокотемпературного кратковременного нагрева. Такой метод стерилизации используют в основном для фаршевых, паштетных и других консервов, не содержащих жидкую фазу.
Для сокращения продолжительности стерилизации и улучшения качества продукта можно использовать ступенчатый режим стерилизации: первая ступень обычно проводится при достаточно высоких температурах (около 130°С) с целью прогрева продукта, вторая ступень - при относительно «мягких» условиях (115-120°С).
В стерилизаторах-полуавтоматах «Ротомат» (ФРГ) консервы стерилизуются в специальных корзинах, вращающихся или качающихся вокруг горизонтальной оси «Ротоматы» подразделяют на одно- и двухкорпусные.
Автоклав «Ротомат», предназначенный для стерилизации различных консервов в жестяной и стеклянной таре при температуре до 140°С и давлении до 6∙105 Па, состоит из горизонтального стерилизатора, в котором помещен вращающийся перфорированный барабан, снабженный прижимом для фиксации наполненных банками сеток 2. Над стерилизатором установлен тепло изоляционный бойлер для нагрева воды и аккумуляции ее в процессе охлаждения. При проведении цикла стерилизации в него подается пар для создания заданного давления в рабочем объеме аппарата.
После окончания процесса одновременно с подачей холодной воды в смесительную трубу перекачивается горячая вода в бойлер до достижения заданного уровня. Затем бойлер отключается и в процессе охлаждения избыток воды сливается в канализацию. После загрузки в автоклав сеток и его герметизации горячая вода из бойлера перед началом следующего цикла подается в барабан, в который нагнетают и пар для нагрева. Автоклав снабжен двумя насосами: насосом, подающим холодную воду в смеситель в процессе охлаждения консервов, и циркуляционным насосом, создающим рециркуляцию воды в стерилизаторе, заполненном банками. В этом случае циркуляция воды применяется не столько для увеличения скорости прогрева консервов, сколько для устранения температурных зон в автоклаве в процессе нагрева и особенно в процессе охлаждения находящихся в нем банок. Аппарат оснащен пультом управления, контрольно-измерительными и регулирующими приборами, вариатором скоростей вращения барабана.
Банки, подлежащие стерилизации, укладывают в сетки, которые устанавливают на специальные тележки. При загрузке банок в сетки в вертикальном положении их фиксируют в целях предотвращения перемещения дополнительными боковыми стенками. Между соседними рядами укладываемых банок ставят перфорированные прокладки.
Заполненную сетку подкатывают на тележке по специальному рельсу к открытому аппарату и по роликовым направляющим, размещенным внутри перфорированного барабана, помещают внутрь. После загрузки всех сеток в стерилизатор их фиксируют с помощью специального зажима во избежание смещения с направляющих. Герметизация стерилизатора осуществляется с помощью быстродействующего затвора в течение 15-20 с. После окончания цикла стерилизации и выпуска охлаждающей воды в канализацию открывают затвор, освобождают сетки от зажима и выкатывают их из стерилизатора на подставленные тележки.
Процесс загрузки и выгрузки может быть механизирован с помощью автоматических установок «Пакомат» или «Пакфикс» (фирмы «Миттельхойзер и Вальтер», ФРГ.
Банки с продуктом по течке поступают на вакуум-закаточную машину, после чего их передают на поворотный стол-накопитель. Со стола-накопителя банки заходят в загрузочное устройство типа «Пакфикс». Наполненные банками сетки, снабженные колесиками, транспортируют к стерилизаторам «Ротомат». После стерилизации и охлаждения сетки с банками выгружают из «Ротомата» и передают на разгрузочное устройство типа «Пакфикс», откуда стерилизованные банки поступают на установку для мойки и подсушки. Затем банки этикетируют, укладывают в картонные короба, упаковывают в коробки гуммированной лентой и по ленточному транспортеру передают упакованные консервы в экспедицию и на хранение.
Аппараты периодического действия
Наиболее распространенным типом аппаратов периодического действия для стерилизации консервов в стеклянных и жестяных банках является вертикальный автоклав. Автоклавы марки CP и АВ подразделяются по емкости в зависимости от числа загружаемых корзин.
Двухсеточный вертикальный автоклав представляет собой цилиндрический корпус со сферическим дном, оборудованный откидывающейся крышкой, снабженной противовесом. Герметичность крышки достигается прижимным усилием барашковых гаек и наличием уплотнигельной прокладки, уложенной в круговой паз. Греющий пар подается через барботер, установленный в придонной части. Над барботером располагаются корзины с банками.
Для контроля за режимом стерилизации установлены термометры и манометры, подключенные к сосуду. Этот сосуд соединяется с циркуляционной трубкой, связанной с внутренней полостью автоклава. В верхней крышке автоклава расположены отверстия для установки предохранительного клапана и продувного крана, в донной части - патрубок спуска конденсата.
Автоклав оснащен паропроводом от основной паровой магистрали с обратным клапаном и паровым вентилем, водяным трубопроводом от основной водяной магистрали с паровым вентилем и обратным клапаном, расположенными справа, в верхней цилиндрической части автоклава, паровым вентилем и обратным клапаном, также расположенными справа, подающими охлаждающую воду через крышку автоклава в змеевик. Для подачи горячей воды установлен водяной трубопровод с паровым вентилем и обратным клапаном, присоединенными к трубопроводу холодной воды в верхней цилиндрической части автоклава или к змеевику. От основной воздушной магистрали идет воздушный трубопровод с обратным клапаном и паровым вентилем.
Сливной трубопровод с паровым вентилем установлен в самой нижней цилиндрической части автоклава, соединенным с общим выходящим сливным трубопроводом и с паровым вентилем. В самой нижней части днища автоклава расположен сливной паровой вентиль. Он соединен с общим выводящим сливным трубопроводом.
Камера, сообщающаяся с автоклавом, соединена циркуляционной трубой с нижней цилиндрической частью автоклава на уровне барботера.
В горизонтальном автоклаве тележки с банками перемещаются внутри по рельсам. Эти автоклавы занимают много места, коэффициент загрузки их мал, требуются большие затраты труда для загрузки и выгрузки вагонеток и поэтому их мало применяют. Они удобны для одноэтажных зданий.
Для регулирования режимов работы автоклавов, в которых консервы стерилизуют в насыщенном паре без противодавления, применяют пневматические самопишущие регуляторы температуры с реле времени типа ПРС и 195-Р. При стерилизации консервов в автоклавах регулятор автоматически осуществляет следующие операции: непрерывную запись температуры (термограмма) в течение всего цикла стерилизации, регулирование температуры в период собственно стерилизации консервов, удаление воздуха из автоклава вначале и пара по окончании собственно стерилизации, световую сигнализацию во все периоды процесса.
После завершения цикла стерилизации режимы стерилизации заносят в специальный журнал, а термограммы проверяет работник ОПВК. Термограммы и стерилизационный журнал являются основным документом оценки качества выпускаемых консервов. Срок их хранения - 5 лет.
На производстве, как правило, устанавливают группу автоклавов. Для создания поточности в работе, облегчения загрузки и выгрузки корзин над автоклавами монтируют тельферный путь, соединяющий цех фасовки, автоклавное отделение и отделение сортировки.
Тельфер предназначен для перемещения автоклавных корзин по подвесному пути (посредством электродвигателя), подъема и опускания корзин (посредством другого электродвигателя). Он оснащен кнопочной станцией, грузоподъемность его 500 кг. На поворотах тельферный путь должен иметь радиус закругления не менее 0,7 м.
Укладка и выемка банок из автоклавных корзин осуществляется вручную посредством загрузки транспортером «навалом» и выгрузки путем опрокидывания корзины. Наиболее эффективно использование различного рода устройств: банкоукладчиков и разгрузчиков.
Стерилизация токами высокой частоты (ТВЧ)
Высокочастотный нагрев - прогрессивный технический прием, позволяющий интенсифицировать ряд термических процессов и, в частности, стерилизацию консервов.
Эффективность использования ТВЧ (103-1010 Гц) заключается в следующем:
- так как мясные изделия обладают высоким влагосодержанием, то вследствие большой величины диэлектрических потерь количество энергии, выделяющейся в продукте, велико. Таким образом, консервы могут быть нагреты до температуры стерилизации в 10-12 раз быстрее, чем при стерилизации паром, причем температура будет равномерно распределена по всему объему банки.
- токи высокой частоты угнетающе действуют на некоторые виды микрофлоры, что обусловлено выделением тепла непосредственно в микробной клетке. Таким образом, суммарное воздействие температуры нагретого продукта на микроорганизмы, а также нарушение функций жизнедеятельности их под непосредственным воздействием ТВЧ, создает предпосылки к сокращению времени собственно стерилизации, а следовательно, позволяет сохранить пищевую ценность стерилизуемого продукта.
- за счет отсутствия продолжительного периода предварительного прогрева банки до температуры собственно стерилизации использование ТВЧ позволяет значительно сократить общее время режима стерилизации.
Стерилизация в электромагнитном поле сверхвысоких частот (СВЧ)
При нагревании продукта в поле СВЧ (433, 915, 2450 МГц) воздействие тепла на микроорганизмы происходит так же, как и при ТВЧ нагреве, не столько путем теплоотдачи от продукта, сколько в результате образования тепла в самом содержимом клеток под действием высокочастотного переменного электромагнитного поля. Поэтому при нагревании продукта в поле СВЧ микроорганизмы отмирают быстрее. Эффективность воздействия СВЧ энергии подтверждена многочисленными опытами по стерилизации мяса. Например, стерильное мясо можно получить при нагревании до температуры 145°С в течение 3 мин, тогда как обычная стерилизация производится в течение 40 мин при температуре 115-118°С. Одновременно СВЧ нагрев обеспечивает сохранность пищевой ценности продукта.
Следует отметить, что СВЧ обработка приемлема только для продуктов, упакованных в стеклянную или полимерную тару.
Стерилизация ионизирующими облучениями. К ионизирующим излучениям относят катодные лучи - поток быстрых электронов, рентгеновские лучи (частота 1018-101в Гц) и гамма-лучи (1020). Все ионизирующие излучения обладают высоким бактерицидным действием и способны, не вызывая нагрева продукта, обеспечить полную стерилизацию.
Из радиоактивных излучений практическое значение имеют гамма-лучи, имеющие большую проникающую способность. Время стерилизации ионизирующими облучениями составляет всего несколько десятков секунд. Герметическая упаковка консервов может быть любого вида. Необходимо, однако, иметь в виду, что высокая интенсивность облучения приводит к изменению составных частей мяса. Кроме того, учитывая то обстоятельство, что после ионизационной обработки продукт внутри банки остается сырым, необходимо вслед за стерилизацией провести доведение его до состояния кулинарной готовности одним из обычных способов нагрева.
Использование стерилизации ионизирующими облучениями позволяет организовать непрерывно-поточную обработку консервов и делает возможным максимальное сохранение вкусовых свойств и пищевой ценности продукта.
Стерилизация консервов на примере полуавтомата-стерилизатора «Атмос»
Полуавтомат-стерилизатор «Атмос» состоит из стерилизационной камеры цилиндрической формы, над которой размещается теплоизолированный бойлер для предварительного нагрева воды перед стерилизацией. В стерилизационной камере находится перфорированный цилиндр с рельсами для перемещения сеток с консервами и прижимной плитой для удерживания консервов в сетках. Стерилизатор оснащен двумя насосами, один из которых рециркулирует воду в стерилизационной камере для устранения температурных зон, а другой подает холодную воду на этапе охлаждения.
При стерилизации консервов включают главный выключатель, открывают ручные вентили на линиях подачи пара и воды к автоклаву, заполняют водой бойлер до заданного уровня. Устанавливают температуру нагрева воды в бойлере. При стерилизации консервов в жестяной таре температура воды в бойлере должна быть несколько выше температуры стерилизации. Установив на пульте управления заданные значения температуры, давления, длительности этапов стерилизации и охлаждения, режим вращения перфорированного барабана после достижения в бойлере заданной температуры воды, в стерилизатор загружают вручную сетки с банками, фиксируют банки прижимной плитой и герметизируют камеру.
Стерилизация начинается после открытия клапана, соединяющего бойлер со стерилизационной камерой, когда в нее начинает поступать горячая вода. По окончании этапа собственно стерилизации (при одновременном вращении банок) клапан, соединяющий бойлер с камерой стерилизации, вновь открывается и горячая вода протекает в бойлер под давлением холодной воды, подаваемой в камеру для охлаждения банок. Консервы охлаждаются также с вращением банок по заданному режиму. Одновременно с охлаждением консервов в бойлере нагревается вода для стерилизации следующей партии.
В стерилизаторах роторного типа консервы стерилизуют под давлением, превышающим давление насыщенных паров воды при температуре стерилизации в результате регулируемого добавления воздуха в стерилизационную камеру.
Применяют также аппараты с раздельным процессом охлаждения: вначале под давлением выше атмосферного, затем под атмосферным. Компоновка рабочих цилиндров аппарата и их количество могут быть различными в зависимости от имеющейся площади производственного помещения и технологических требований к обработке продукции. Аппараты могут состоять из двух корпусов - стерилизатора и охладителя, работающего под атмосферным и давлением выше атмосферного, трех корпусов - стерилизатора и двух охладителей, один из которых работает под давлением выше атмосферного, а второй под атмосферным, четырех корпусов - подогревателя, стерилизатора и двух охладителей для раздельного охлаждения.
Роторный стерилизатор включает в себя загрузочную течку, барабан приемной звезды шлюзовой камеры и ротор стерилизатора. Скорости вращения барабанов синхронизированы с подачей банок. Время нахождения консервов в аппарате соответствует принятой формуле стерилизации.
Банки, подлежащие стерилизации, подаются по загрузочной течке внутрь корпуса шлюзовой камеры. При этом банка попадает между зубцами приемной звезды и перемещается из области атмосферного давления в область повышенного давления, т. е. внутрь корпуса стерилизатора. При вращении ротора стерилизатора банки перемещаются не только вокруг оси ротора, но и вдоль корпуса к выгрузочному устройству, которое работает так же, как и загрузочная течка.
Очередная банка выталкивается из гнезда ротора в выем звездочки выгрузочного устройства зубцом специальной выталкивающей звездочки. Продолжительность стерилизации регулируется числом оборотов ротора стерилизатора. При выходе из стерилизатора банки сразу попадают в охладитель, работающий по такому же принципу, что и стерилизатор.
Так как при поступлении банок в охладитель температура их достаточно высока и резкое охлаждение может вызвать деформацию банок, то охлаждение проводят секционно. В первой секции вода имеет высокую температуру и банки охлаждаются незначительно. Во второй и третьей секции температура воды понижается, в результате чего консервы охлаждают до 35-40°С.
Работает он следующим образом. Консервные банки после закатки и проверки на герметичность по транспортеру поступают в загрузочный люк барабана. Находясь в первом барабане, консервы прогреваются до 60-75°С (температура греющей среды 100°С) и при помощи герметичного клапана поступают во второй барабан для стерилизации. Температуру и давление внутри барабана устанавливают в соответствии с требуемой формулой стерилизации. В случае необходимости противодавление создают сжатым воздухом. По окончании процесса стерилизации с помощью второго герметичного клапана консервы подают в барабан на охлаждение. Охлаждают консервы водой до температуры 40°С.
Банкоукладчики и агрегаты для загрузки автоклавных корзин
Гидравлический банкоукладчик представляет собой устройство, сочетающее в себе гидравлический подъемник и специальную автоклавную корзину с передвижным дном, которое в момент начала загрузки устанавливают в крайнее верхнее положение. При загрузке банки, установленные на донышко, по транспортеру или столу поступают на поверхность поднятого дна корзины. После укладки первого ряда поршень, поддерживающий дно корзины, опускается на высоту, соответствующую высоте банки, и происходит укладка второго ряда. Затем цикл работы повторяется до полной загрузки корзины.
Гидромагнитный укладчик состоит из транспортера-питателя, вращающихся столов-накопителей, передвижной электромагнитной плиты-головки, укрепленной на консольном держателе с корпусом. Гидроцилиндр позволяет электромагнитной головке совершать возвратно-поступательное движение по вертикали (верх - низ), а поворотная головка обеспечивает поворот ее в горизонтальной плоскости от столов-накопителей к автоклавной корзине.
Работает устройство следующим образом. Банки по транспортеру поступают на приемные круглые столы, где специальная спираль формирует из них однорядный круг, диаметр которого равен диаметру автоклавной корзины. Передвижная электромагнитная головка накрывает сгруппированные банки, примагничивает их, поднимает со стола, передает к автоклавной корзине. После центрирования электромагнитной головки и корзины включается гидравлическая система и электромагнитная головка опускает банки в корзину. Затем цикл повторяется.
Гидромагнитным укладчиком загружают и выгружают жестяные и стеклянные банки.
Агрегат для загрузки автоклавных корзин Семипалатинского мясокомбината состоит из металлической ванны с водой, в которой расположены ленточный и скребковый транспортеры, приводимые в движение от одной приводной станции. Приводная станция состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, червячного редуктора, цепной передачи к ведущему валу и цепной передачи к ленточному транспортеру.
Работает агрегат следующим образом. Автоклавные корзины с консервными банками подаются тельфером на разгрузку в приемную часть опрокидывателя, включается электропривод, корзина поворачивается на 135° и консервные банки освобождают корзину. Так как вода выполняет роль амортизатора, консервные банки плавно опускаются на ленту транспортера, который их передает на скребковый транспортер.
Банки, захватываемые скребками, ориентируются на плоскую поверхность, скользят по настилу скребкового транспортера, затем падают на лоток и, переворачиваясь на цилиндрическую поверхность, катятся по лотку. Агрегат выдает четыре потока ориентированных банок, которые подаются на дальнейшую обработку.
При укладке банок в автоклавные корзины следует учитывать, что консервы, содержащие желе, помещают в корзины крышками вниз и в таком виде стерилизуют, охлаждают и хранят. Жир, выплавленный из продукта при стерилизации, собирается на донышках банок.
Несмотря на постоянное совершенствование конструкции периодически действующих автоклавов, механизацию и автоматизацию некоторых операций, основными их недостатками являются: большая неравномерность температурного поля, трудоемкость операций по его обслуживанию, нерациональное использование воды и пара, периодичность работы. Однако в этих автоклавах в силу их высокой маневренности можно вырабатывать одновременно широкий ассортимент изделий и быстро переходить с одного вида продукции на другой.
Пастеризацию производят в вертикальных либо ротационных автоклавах. Режим пастеризации включает время прогрева банок при 100°С (15 мин), период снижения температуры в автоклаве до 80°С (15 мин), время собственно пастеризации при 80°С (80-110 мин) и охлаждение до 20°С (65-80 мин).
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 898; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!