Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Апреля 2014 в 12:51, контрольная работа
Знакомство с классификацией бланширователей, изучение устройства и принципа действия бланширователя, приобретение практических навыков по его расчету.
Цель работы
Теоретическая часть
Расчетная часть
Графическая часть
Список используемой литературы
- -
Содержание.
1. Цель работы
Знакомство с классификацией бланширователей, изучение устройства и принципа действия бланширователя, приобретение практических навыков по его расчету.
2. Теоретическая часть
Бланшированием называется непродолжительная тепловая обработка овощей, картофеля и фруктов до полуготовности с быстрым последующим охлаждением холодной водой с целью:
Тепловое воздействие на сырье резко меняет все его свойства, интенсивность которых зависит от вида сырья, степени его предварительного измельчения и характера теплового воздействия (длительности, температуры, давления). При воздействии теплоты бланшируемая ткань становится более мягкой, клетки ее набухают и вытесняют воздух их межклеточного пространства, протоплазма свертывается и отделяется от клеточных оболочек, которые становятся более проницаемыми. Кроме того, благодаря бланшированию уменьшается гигроскопичность сушеных овощей и фруктов, а также инактивируются их окислительные ферменты.
При бланшировании частично уничтожаются микроорганизмы (плесени, дрожжи), главным образом с поверхности, уменьшается их объем, изменяется упругость тканей. Однако бланшированные овощи и фрукты не должны быть слишком мягкими, сохранение ими первоначальной формы является обязательным условием.
Характер и интенсивность этих изменений зависят от вида сырья, его химического состава, прежде всего от содержания в нем крахмала и других высокомолекулярных углеводов, белковых веществ и воды, а также от способа бланширования.
Важной задачей бланширования является инактивация ферментов, содержащихся в свежих овощах, корнеклубнеплодах и фруктах. Эти ферменты катализируют окисление полифенолов, аминов и некоторых аминокислот с образованием соединений, имеющих темную окраску. Наиболее термостойким ферментом является пероксидаза. Для ее инактивации растительная ткань должна быть нагрета до температуры выше 75 ºС. Полнота ее инактивации зависит также от длительности теплового воздействия. Поэтому реакция на пероксидазу является общепринятым методом контроля процесса бланширования. При температуре воды 97 ºС полная инактивация пероксидазы достигается: в картофеле, нарезанном столбиками, через 3 мин., а в целых клубнях – через 10…25 мин. в зависимости от их размера; в шинкованной капусте при температуре в паровой камере 93 ºС – через 2…3 мин.; в зеленом горошке при температуре воды 92 ºС – через 3…4мин.
При бланшировании корнеклубнеплодов, овощей и фруктов в воде происходят и нежелательные изменения, которые приводят к обеднению их химического состава, а также частичное разрушение витаминов, главным образом витамина С. Поэтому бланшировать их рекомендуется в целом виде, не очищенными от кожицы. Бланшированные корнеклубнеплоды режут охлажденными, при этом они также хорошо измельчатся на корнерезках, как и сырые. Для уменьшения потерь сухих веществ рекомендуется бланшировать нарезанные кусочки картофеля и овощей паром. Для бланширования овощей, картофеля и фруктов применяют тепловые аппараты различных систем.
Бланширование в воде можно производить в ковшовых, скребковых, барабанных и других бланширователях, бланширование паром – в ленточных горизонтальных и наклонных аппаратах.
Бланширование в воде. Ковшовый туннельный бланширователь (рис.1) состоит из туннеля, ковшового транспортера, каркаса, привода, паропровода и водопровода.
Бланшировочный туннель состоит из отдельных скрепленных между собой секций. Вдоль боковых стенок туннеля имеются направляющие, по которым катятся ролики ковшового транспортера. Нижняя часть туннеля представляет собой ванну, которая заполняется водой.
Сырье загружают в ковши, которые продвигаются через туннель транспортером. Они погружены в горячую воду или находятся под действием пара. По окончании процесса ковши выносят бланшированный продукт из туннеля и передают его на охлаждение.
Продолжительность бланширования 32 мин.
Барабанный водяной бланширователь применяется в основном для бланширования зеленого горошка. Сетчатый барабан снабжен для жесткости каркасом. На одном из торцов барабана установлен загрузочный бункер, на другом – разгрузочный люк.
Барабан вращается при помощи двух насаженных на него зубчатых кольцевых реек и заключен в неподвижный кожух, в котором удерживается тремя парами роликов. У загрузочного конца барабана расположен приводной вал с рабочим и холостым шкивами. От него при помощи конических шестерен приводится в движение вспомогательный вал с двумя цилиндрическими шестернями, движущими зубчатые рейки барабана. Со стороны загрузочного отверстия в барабан подводится вода, в нижнюю часть кожуха – пар для нагревания воды.
Продукт, поступивший через загрузочное отверстие, погружается в горячую воду и благодаря наличию спирали у внутренней поверхности вращающегося барабана медленно продвигается к противоположному концу барабана. Перед загрузочным отверстием он омывается холодной водой и специальными лопастями через разгрузочное отверстие выталкивается из барабана.
Продолжительность процесса регулируется изменением частоты вращения барабана.
Бланширование паром. Широкое распространение получили непрерывнодействующие паровые ленточные бланширователи, работающие без избыточного давления. Греющим агентом в них является насыщенный водяной пар, который подают в аппарат, через сопла или барботеры. Теплота, необходимая для бланширования, выделяется при конденсации водяного пара на поверхности обрабатываемых продуктов.
Горизонтальный ленточный паровой бланширователь представляет собой транспортер с сетчатой лентой, проходящей через П-образную паровую камеру длиной 6м, с барботером над лентой и под ней. Сырье бланшируют тонким слоем (4…7 см), что создает благоприятные условия для равномерной тепловой обработки всех кусочков. В процессе бланширования кусочки не сминаются. Преимуществом бланширователей ленточного типа является их универсальность. Они пригодны для бланширования не только картофеля, но и свеклы, моркови, капусты и других овощей.
Наклонный ленточный бланширователь (рис.2) состоит из наклонного транспортера, заключенного в камеру, имеющую три секции:
промывочную, шпарительную и промывочно-остывочную.
Внутри шпарительной камеры установлен паровой барботер, а над промывочной и промывочно-остывочной – перфорированные трубы с тремя рядами отверстий для подачи холодной воды в виде душа.
Нарезанные овощи или картофель через загрузочное устройство подаются в аппарат и размещаются ровным слоем на сетке транспортера. Продукт проходит через паровую камеру, где промывается водой, затем шпарительной камере обрабатывается паром, в третьей камере охлаждается под душем и с его поверхности смывается крахмальный клейстер.
Паровые бланширователи оборудуют местными отсосами и оснащают манометром, установленным на подводящем паропроводе. Водяные бланширователи необходимо снабжать указателями уровня воды в ванне, устанавливаемыми на 200 мм выше барботера. Бланширователи оснащают автоматикой, отключающей подачу пара при понижении уровня воды в ванне.
Задание: выполнить расчет бланширователя, если заданы производительность G = 0,140 кг/с; вид обрабатываемого продукта - яблоки; площадь поверхности испарения воды Fисп = 8,3 м²; масса доливаемой воды Wв = 0,053 кг/с; скорость движения ленты транспортера υ = 0,065 м/c.
Методика расчета
Расход теплоты на нагревание продукта, Дж/с,
Q1=Gс(t2-t1),
где G – производительность бланширования, кг/с; с- удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг*К) (табл.1); t1 и t2 – средняя начальная и конечная температура продукта, ºС (t1=18 ºС; t2 принимают на 2…3 ºС ниже температуры бланширования tб).
Q1=0,140 * 3,77 (95-18)=40,64 (Дж/с)
Таблица 1
Параметры обрабатываемых продуктов
Наименование продукта |
Удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг*К) |
Температура бланширования tб,ºС |
Насыпная плотность, ρ, кг/м³ |
Яблоки |
3,77…3,91 |
94…98 |
585…650 |
Расход теплоты на испарение влаги, Дж/с,
Q2= Fисп Кисп (p1-φp2)r,
где Fисп - площадь поверхности испарения воды, м²; Кисп – коэффициент испарения, кг/(м²*с*Па),
Кисп=1,56*10 (υв pв),
здесь υв - скорость движения воздуха, м/с (υв=0,02м/с); pв – плотность воздуха, кг/ м³ (pв=1,2 кг/ м³); p1, p2 - упругость паров воды соответственно при температуре испарения и температуре воздуха 21 ºС, Па (p1= 101308 Па; p2 = 2332 Па); φ – относительная влажность воздуха (φ=0,7); r – теплота испарения, соответствующая температуре бланширования, Дж/кг.
Кисп=1,56*10 (0,02*1,2) = 1,56*0,0000001*0,024 = 1,56*0,0000001*0,05=
=0,0000000078 (кг/(м²*с*Па))
Q2= 8,3 * 0,0000000078 * (101308-0,7*2332)*95=0,613(Дж/
Расход теплоты на подогрев воды, доливаемой в ванну бланширователя, Дж/с,
Q3= Wв с (t4-t3),
где Wв – масса доливаемой воды, кг/с; с = 4186 Дж/(кг*К) – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*К); t3 и t4 – начальная и конечная температура доливаемой воды, ºС (t3 = 17…19 ºС, t4 = tб).
Q3= 0,053 * 4186 (95-19) = 16 861,21(Дж/с)
Расход теплоты на нагрев ленты транспортера, Дж/с,
Q4= Gm * сm (t7-t6),
где Gm – масса ленты транспортера, кг/с (Gm= υ Gуд), где υ - скорость движения ленты, м/с Gуд = 4,3кг – масса 1м ленты); сm – удельная теплоемкость ленты транспортера, Дж/(кг*К); (сm = 482 Дж/(кг*К)); t7 и t6 – конечная и начальная средняя температура ленты транспортера, ºС, t7 = t6 – (45…53 ºС).
Gm= υ Gуд = 0,065*4,3= 0,28
Q4= 0,28 * 482 (53-45) = 1079,68(Дж/с)
Расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду путем лучеиспускания и конвекции, Дж/с,
Q5= Fисп * a0 (tcm-tв),
где F – площадь поверхности испарения воды, м²; a0 - суммарный коэффициент теплоотдачи конвекций и излучением, Вт/( м²*К); tcm – средняя температура поверхности стенки ванны, ºС (tcm = 34…46 ºС); tв – температура воздуха, ºС (tв = температура воздуха, ºС (tв = 18…21 ºС).
Q5= 8,3 * a0 (tcm-tв),
1.Личко Н.М. “Технология переработки продукции растениеводства” - Москва, 2000. - 552
2. Жолик Г.А. Технология переработки растительного сырья / Г.А. Жолик, Н.А. Козлов: учебное пособие, Ч. 2. - Горки: БГСХА , 2004. - 140 с .
3. Трисвятский Л.А. Хранение и
технология
4.Широков Е.П. Хранение и переработка
продукции растениеводства с
основами стандартизации и
89204017718