Для производства концентрированного томатного пюре используется оборудование, указанное в таблице 6.1
Таблица 6.1 – Перечень используемого оборудования
| Аппарат | Марка | Габариты,м | Производительность, т | Количество,шт |
| Транспортёр | Р9-КТ2-Э | 3,7 x 0,8 x 3,9 | 2-5 | |
| Вентиляторная моечная машина | Т1-КУМ-5 | 3,8 x 12,8 x 17,9 | 5,0 | |
| Дробилка с семяотделителями | А9-КИФ | 15,2 x 5,4 x 13,4 | 3,0 | |
| Протирочная машина | Т1-КП2Т | 2,5 x 1,7x 2,5 | 10,0 | |
| Теплообменный аппарат | А1-ОНС-5 | 7,0 x 5,5 x 10,0 | 5, | |
| Вакуум выпарная установка | Т-215 | 3,3 x 0,51 x 2,35 | ||
| Плунжерный насос | А9-КЛГМ | 1,8 x 1,0 x 0,8 | 33,5 | |
| Фасовочный апаарат | ДН-2 | 5,9 x 4,7 x 1,1 | 80-160 банок /мин | |
| Автоклав | Б6-КАВ-2 | 9,1 х 11,2 х 13,1 | 76 банок |
Для подачи томатов с сырьевых площадок используют гидравлический транспортер. Гидравлический транспортер Р9-КТ2-Э представляет собой желоб, имеющий в поперечном сечении форму полукруга с вертикальными стенками. Уклон транспортера должен составлять 8-12 мм на 1 пог. м его длины. Для нормальной работы радиусы закруглений в плане должны быть не менее 2,5-3,5 м. скорость движения потока в гидравлическом транспортере определяется по формуле:
υ = Ċ√RI,
где Ċ – коэффициент шероховатости (для цементированных гидравлических транспортеров томатных линий Ċ = 26,5); R – гидравлический радиус; I – уклон русла (0,08-0,12).
Расход воды на 1 кг томатов около 4-5 л, скорость перемещении плодов по транспортеру 0,7-1,0 м/с [17].
Для обработки поступающего сырья на консервных заводах широко применяют вентиляторные моечные машины. В этих машинах вода в отмоечной части подвергается турбулизации воздухом от вентилятора. Моечная машина Т1-КУМ-5 предназначена для мойки овощей и фруктов (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 − Моечная машина Т1-КУМ-5
Продукт загружается в моечное пространство ванны, заполненной водой, где интенсивно моется в результате барботажа посредством сжатого воздуха. Из моечного пространства ванны вымытый продукт выносится наклонным транспортером, на верхней части которого (перед выгрузкой) ополаскивается водой из душевого устройства. Выгружается продукт через лоток. Водой ванна заполняется через душевое устройство и патрубок, установленный на боковой стенке ее. В процессе работы пополнение водой осуществляется через душевое устройство. Горячая вода сливается через боковые прорези в стенке ванны [17].
Производительность вентиляторной моечной машины (кг/ч) можно определить по формуле:
Q=3600Bhφύp
где В-ширина ленты, м; h – высота слоя сырья, м; φ – коэффициент заполнения ленты (0,6 - 0,7); ύ – скорость движения ленты, м/с (ύ=0,12 - 0,16 м/с); p – насыпная масса сырья, кг/м3.
Достоинством вентиляторной моечной машины является то, что интенсивное движение потока воды в ванне приводит к удалению грязи с плодов в результате их трения между собой. Недостатком является необходимость интенсивного ополаскивания вымытого в ванне сырья вследствие того, что из-за пузырьков воздуха на поверхности воды образуется слой грязной пены и при выходе из воды чистые плоды загрязняются. Давление чистой воды в душевом устройстве должно быть не менее 0,3 - 0,4 МПа (таблица 6.2).
Таблица 6.2 − Техническая характеристика моечной машины Т1-КУМ-5.
| Показатель | Значение |
| Производитнльность техническая (по помидорам), т/ч | 5,0 |
| Потребляемая электроэнергия, кВт/ч | 4,1 |
| Расход воды, м³/ч | 5,0 |
| Снижение бактериальной загрязненности после мойки (при исходной 3*106), число раз не менее | |
| Габариты, мм | 3805х1285х1790 |
| Масса, кг |
Для измельчения применяются дробилки с семяотделителями [17].
Рисунок 6.2 − Дробилка А9-КИФ
Дробилка А9-КИФ состоит из протирочной машины, сепаратора, площадки для электродвигателя и электрооборудования. Все узлы смонтированы на стане (рисунок 6.2).
Сепаратор имеет литой корпус из нержавеющей стали, который представляет собой цилиндрическую горизонтальную шнековую камеру с продольными рифлениями внутри. С одного конца шнековая камера открыта и имеет крышку, с другого конца находится горловина прямоугольного сечения с приемным окном вверху. В горловине смонтированы два лопастных валка для раздавливания перерабатываемых плодов. Валки расположены в одной горизонтальной плоскости и вращаются навстречу друг другу. Вдоль шнековой камеры размещен шнек с переменным шагом, приводимый во вращение через клиноременную передачу от электродвигателя.
Протирочная машина состоит из цилиндрического корпуса с передней и задней торцевыми крышками и сборника в виде наклонного лотка, размещенного вдоль корпуса внизу. Внутри корпуса установлен протирочный барабан. В протирочном барабане имеется бичевой вал [17].
При работе дробилки осуществляются следующие операции: раздавливание поступивших помидоров между двумя лопастными валками; отжимание жидкой фазы с семенами в шнековой камере и дробление кожуры с остатками мякоти в ножевом аппарате сепаратора; протирание жидкой фазы с целью отделения семян (таблица 6.3).
Таблица 6.3 − Техническая характеристика дробилки А9-КИФ
| Показатель | Значение |
| Производительность техническая, кг/ч | |
| Расход пара, кг/ч | |
| Давление пара, МПа | 0,2 |
| Диаметр, мм не более валков мялки шнека сепаратора протирочного барабана | |
| Частота вращения,с-1 валков мялки шнека бичевого вала | 0,88 4,5 15,3 |
| Мощность двигателя мялки и сепаратора, кВт | 2,2 |
| Мощность двигателя протирочной машины, кВт | 0,75 |
Выбираем дробилку А9-КИФ.
Для протирания наиболее часто используют протирочную машину Т1-КП2Т.
Протирочная машина Т1-КП2Т используется на производствах с большей производительностью. Она состоит из соединенных вместе агрегатов для протирания на станине со стойками. Агрегаты представляют собой барабаны, внутри которых вращается ротор с четырьмя бичами. Механизм регулирования угла опережения бичей по ходу помещен между двумя подшипниками основного подшипникового узла верхнего ротора. Роторы двух агрегатов приводятся в движение от одного электродвигателя, третьего агрегата – от другого электродвигателя. Отходы после протирания могут отводиться из каждого барабана отдельно, а при необходимости – собираться вместе (таблица 6.4).
Таблица 6.4 − Техническая характеристика протирочной машины Т1-КП2Т
| Показатель | Значение |
| Производительность, т/ч | 10,0 |
| Частота вращения ротора, об/мин | |
| Диаметр барабанов, мм | |
| Длина барабанов, мм | |
| Мощность привода, кВт |
Выбираем машину Т1-КП2Т.
Подогревание томатной пульпы производится в пластинчатых подогревателях (таблица 6.5). Пластинчатые теплообменные аппараты имеют ряд преимуществ: компактность, значительные величины коэффициентов теплопередачи, возможность размещения в одном аппарате секций нагрева, охлаждения, регенерации, экономичность, простота устройства и обслуживания, надежная работа в разных режимах, возможность применения автоматического регулирования процесса. Нагревание жидкости осуществляется в аппарате А1-ОНС-5 [18].
Таблица 6.5 - Техническая характеристика теплообменного аппарата А1-ОНС-5
| Производительность, м3/ч | |
| Температура жидкости, °С на входе | 5–10 |
| Температура жидкости, °С на выходе | 30–45 |
| Расход пара, кг/ч | |
| Расход электроэнергии, кВт/ч | 1,7 |
Принимаем аппарат А1-ОНС-5.
Для уваривания томатной массы применяются вакуум-выпарные установки. Они предназначены как для концентрации томатного сока в томатное пюре, так и для получения других плодовых и овощных концентратов. Данные установки выпускаются с двойным и тройным эффектом, и отличаются высокой скоростью процесса испарения, принудительной циркуляцией, экономией энергии, высоким качеством готового продукта, сохранением органолептических качеств, характерных исходному продукту (рисунок 6.3).
Принудительная циркуляция продукта осуществляется высокопроизводительными насосами для вязких продуктов. Высокая скорость прохождения продукта в испарителе и низкая температура пара при испарении гарантирует высокое качество продукта, исключает его пригорание и обеспечивает продолжительную работу установки без остановки для мойки [18].
Установка работает в автоматическом режиме, с возможностью регулирования следующих параметров:
– давление пара в первой ступени;
– уровень продукта в сепараторе;
– концентрация готового продукта.
Все детали и узлы установки, которые контактируют с продуктом, выполнены из высококачественной нержавеющей стали, шлифованной по высокому классу. Что обеспечивает качество и продолжительную работу установки без мойки. Корпус установки вместе с сепараторами и барометрическим конденсатором монтируются на площадке, обеспечивая удобный доступ для наблюдения работы и для её обслуживания.
Таблица 6.3 − Техническая характеристика вакуум-выпарной установки Т-215
| модель | Производительность по томатам, т/сут | Расход пара, кг/ч | Выпаренная вода, кг/ч | Расход воды, м3/ч t=18 °С t=28 °С | Установленная мощность, кВт | |
| Т-215 | ||||||
Рисунок 6.3 − Вакуум-выпарная установка Т-215 (две ступени)
Принимаем к использованию установку Т-215.
Для перекачивания пюре применяют плунжерные насосы типа А9-КЛГ/4. производительность такого насоса 335 кг/ч; мощность электродвигателя 0,75кВт.
Фасуют консервы машинным способом. Проще всего механизировать фасовку консервов с содержимым в виде однородной массы, для которых применяют объемные наполнители.
Стеклянную тару проверяют визуально. Металлическую и стеклянную тару моют сначала горячей водой, потом ошпаривают острым паром. Шпарку стеклянной тары проводят вблизи и непосредственно перед фасовкой, что предотвращает термический бой при закладывании горячего содержимого[19].
Металлические крышки укладывают в сетки и окунают в кипящую воду на 2-3 мин.
Для фасования пюре используют автоматы. Физико-механические свойства продукта, требования к точности дозирования обусловили создание фасовочных машин различных конструкций.
Производительность карусельного фасовочного аппарата (шт/ч):
Q = Mn,
где М – число разливочных устройств автомата; n – частота вращения карусели автомата, мин-1.
Последовательность операций, выполняемых на карусельном автомате, следующая:
– поступление порожней тары на нижний патрон карусели;
– наполнение продуктом тары;
– подъем нижнего патрона или опускание фасовочного устройства;
– удаление наполненной тары.
Автомат наполнительный ДН2 предназначен для объемного дозирования и наполнения цилиндрических консервных банок. Основными узлами автомата являются станина, карусель с дозаторами, механизм приема и выдачи банок, продуктовый бак, копир, продуктопровод, регулятор подачи продукта, привод и электрооборудование. Основной особенностью автомата является принудительная подача продукта в банку при помощи поршней, движение которых управляется копиром [19].
Пустые банки поступают на конвейер приемного механизма и подаются к шнеку, который делит их поток по шагу и передает на приемную звезду. Звездой банки устанавливаются под дозаторы и, сохраняя свое положение под ними, перемещаются при вращении карусели. При движении поршнем копира вверх происходит подача продукта из бака в дозатор, при перемещении вниз доза продукта поступает в банку. При отсутствии банки продукт поршнем возвращается в бак. Управление подачей продукта в банку осуществляется клапаном, рычаг которого поворачивается наполняемой банкой. Наполненная банка выводной звездочкой передается на отводящий конвейер.
Одним из требований при производстве томатного пюре является создание герметичной укупорки тары с продуктом. Для герметизации банок с продуктом применяют автоматические укупорочные машины.
Чтобы не было срывов крышек или разгерметизации стеклянной тары при расширении жидкостей (во время нагревания или стерилизации), в ней должно остаться свободное пространство, занимающее около 10% внутреннего объема.
Наиболее универсальным стерилизационным аппаратом является автоклав периодического действия [19]. Он позволяет проводить стерилизацию при атмосферном и избыточном давлении, при использовании жестяной, стеклянной и полимерной тары. В качестве греющей среды применяются пар или вода.
Рисунок 6.4 − Автоклав.
Автоклав состоит из корпуса, крышки, корзин для укладки, банок, борботера, арматуры для пара, воды, воздуха и спуска конденсата. Сварной корпус автоклава имеет стенки толщиной не менее 6 мм. На корпусе установлены термометрическая коробка, манометр. На крышке смонтированы предохранительный клапан и продувочный краник. Фланцы крышки и корпуса прижимаются с помощью быстродействующего зажима, состоящего из нескольких секторных захватов. Крышка имеет уравновешивающее устройство, облегчающее ее открывание и закрывание.
Наполненные банками корзины устанавливают в автоклав одна на другую, после чего крышку закрывают. Сосуд заполняют водой, а через барботер подают пар. Воздушным компрессором создается (при необходимости) и поддерживается избыточное давление до 0,35 МПа.
Пар нагревает воду, которая в свою очередь нагревает консервы. По истечении времени, необходимого для стерилизации, пар и горячая вода постепенно вытесняются из аппарата поступающей холодной водой. После охлаждения корзины с консервными банками выгружают из аппарата. Лучшие конструкции автоклавов автоматизированы, благодаря чему процесс стерилизации идет по заданной программе без вмешательства человека. Известны также автоклавы с устройствами для вращения банок во время стерилизации, благодаря чему содержимое их перемешивается и прогрев ускоряется [19].
7 Переработка отходов
В консервной промышленности одновременно решаются проблемы увеличения объемов производства и рационального использования сырья, материалов, снижения их потерь.
Считается, что работы по комплексному и рациональному использованию сырья должны проводиться по следующим направлениям: первое — создание такой технологии переработки сырья, чтобы максимально сократить, а в некоторых случаях практически исключить образование отходов. Это важно потому, что в калькуляции себестоимости наибольшая статья расходов (до 80 %) приходится на сырье; второе — организация переработки неизбежно образующихся отходов с получением из них продуктов питания и технических продуктов.
Отходами, остающимися после переработки, являются отдельные экземпляры некондиционных овощей, которые можно разделить на две группы: сырье, которое по своему внешнему виду, форме, размерам, зрелости не подходит для производства данного вида консервов, и сырье, полностью непригодное в пищу.
Переход сельского хозяйства на механизированные способы уборки вызывает необходимость одноразовой сплошной уборки урожая, что приводит к увеличению нестандартной части убранного урожая. Она может достигать 15 %.
Наиболее рациональный путь использования такого сырья — это переработка его после соответствующей подработки на продукты, технология производства которых гарантирует получение микробиологически безопасных консервов. Это сушеные овощи и плоды, квашения и соления.
Отходы переработки плодов и овощей можно использовать для получения красителей на базе каротинов, антоцианов, хлорофилла. Методы основываются на экстрагировании и последующей дистилляции. Из томатных отходов получают ликопиновый краситель [20].
Использование томатных отходов
Из всего количества овощей, направляемого на переработку, большую часть составляют томаты. Их отходы богаты ценными питательными веществами. Так, свежие выжимки содержат около 32 % белка, 30 % углеводов.
Пути использования отходов томатного производства сводятся к получению из них корма для птицы и скота, выделению томатных семян, сушке и передаче их для получения масла.
Использование отходов в виде корма требует быстрого вывоза свежих отходов, так как они подвергаются порче из-за наличия гнилостных микробов и плесени [20].
Подготовка семян к сушке для последующей передачи на малоэкстракционные заводы требует отделения семян от кожицы, мойки их, отделения дефектных семян. Эти процессы требуют больших расходов воды.
Для сушки семян используют агрегаты различных систем: камерные, шахтные, конвейерные, в кипящем слое, барабанные.
Целесообразно томатные семена сушить без отделения их от кожицы и остатков пульпы с последующим получением из них кормовой муки. Томатная кормовая мука содержит 13-14 % протеина.
Технология выработки томатной кормовой муки состоит в следующем: томатные выжимки дополнительно отжимают на шнековых прессах до влажности 65-70 % и подают к сушильному агрегату АВМ-0,65 (рисунок 7.1).
Рисунок 7.1 − Сушильный агрегат АВМ-0,65
Установлены оптимальные параметры сушки томатных отходов: температура сушильного агента не более 200 °С; частота вращения барабана не менее 0,17 с-1; конечная влажность продукта 10 %.
Высушенные отходы измельчают на молотковой дробилке и фасуют в бумажные мешки [20].
Заключение
Производство консервов (речь пойдет о консервах из ягод и овощей) имеет большое значение для населения и народного хозяйства нашей страны. Консервированные пищевые продукты позволяют в значительной степени сократить затраты труда и времени на приготовление пиши в домашних условиях, разнообразить меню, обеспечить круглогодичное питание населения, а также создавать текущие, сезонные и страховые запасы. Плодоовощные консервы, богатые витаминами и минеральными веществами, необходимы для питания населения северных районов страны.
Томатное пюре используются при изготовлении заправочных супов: борщей, солянок, супа с картофелем, блюд из тушеного мяса и овощей; соусов на рыбном и мясном бульоне — томатного, основного красного и его производных, с мадерой, эстрагоном, острого, кисло-сладкого, с красным вином; лукового, лукового с горчицей, а также соусов грибного, сметанного с томатом и маринадов. Томатное пюре добавляют при отваривании свежей салаки. Томатопродукты широко применяются при изготовлении азербайджанских, армянских, грузинских, узбекских, казахских и таджикских блюд.
В процессе выполнения курсовой работы была спроектирована технологическая схема производства томатного пюре.
В первой части работы приводится обзор литературы по производству овощных и плодовых консервов и томатного пюре в частности.
Далее приводится патентный обзор за последние десять лет по теме работы.
В третьей части приводится характеристика сырья и готовой продукции согласно принятым ГОСТам.
Четвертая глава посвящена подробному описанию технологической схемы процесса производства томатного пюре.
Далее производится расчет материального баланса производства с производительностью томатного пюре 5 т/сут.
В шестой главе работы производится подбор необходимого оборудования, приводятся его технические характеристики и выбор оптимальных вариантов.
В седьмой главе приводится информация по переработке томатных отходов.
Список литературы
1. Флауменбаум Б.Л. Основы консервирования пищевых продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1990. – 622 с.
2. Назарова А.И., Фан-Юнг А.Ф. Технология плодоовощных консервов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1991. – 428 с.
3. Гореньков Э.С. Технология консервирования. – М.: Агропромиздат, 1997. – 362 с.
4. Личко Н.М., Кудрина В.Н и др. Технология переработки продукции растениеводства. − М.: Колос, 2006
5. https://www.fips.ru
6. https://www.vsegost.ru
7. ГОСТ 1725-85. Томаты свежие. Технические условия. − М.: Стандартинформ, 2011. − 8 с.
8. ГОСТ 3343-89. Продукты томатные концентрированные. Общие технические условия. − М.: Стандартинформ, 2008. − 10 с.
9. ГОСТ 5717.2 – 2003. Банки стеклянные для консервов. Основные параметры и размеры. − М.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2003. − 14 с.
10. ГОСТ 25749 – 2005. Крышки металлические винтовые. Общие технические условия. − М.: Стандартинформ, 2007. − 18 с.
11. ГОСТ Р 51074 – 2003. Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования. − М.: Стандартинформ, 2006. − 43 с.
12. ГОСТ Р 51474 – 99. Упаковка. Маркировка, указывающая на способ обращения с грузами. − М.: Госстандарт России, 2001. − 11 с.
13. Щеглов Н.Г. Технология консервирования плодов и овощей: Учебно-практическое пособие. М.: Легкая и пищевая промышленность, 2002. – 380 с.
14. Панфилов В.А. Теоретические основы пищевых технологий. В 2 книгах. М.: Колос, 2009. − 1407 с.
15. Назарова Н.И. Технология и оборудование пищевых производств. Учебник для вузов. М.: Пищевая промышленность. 1997, − 352 с.
16. Бабиченко Л.В. Основы технологии пищевых производств. М.: Экономика, 1983. – 216 с.
17. Чичаев В.М. Оборудование предприятий по переработке плодов и овощей. Н. Новгород: НГСХА, 2001. – 544 с.
18. Оболенский Н.В. Сооружения и оборудование для хранения и переработки сельскохозяйственной продукции. Н. Новгород: НГСХА, 2006. – 282 с.
19. Широков Е.П., Волосов Ю.В. Хранение и переработка плодов и овощей. М.: Колос 1992, – 336 с.
20. Ковальская Л.П., Шуб И.С., Мелькина Г.М.и др. Технология пищевых производств. М.: Колос, 1997. − 752 с.