Разработка технологической линии изготовления томатного сока

 

ВВЕДЕНИЕ

  Томатный сок – укрепляющий и освежающий напиток, содержащий много витаминов, весьма ценный питательный продукт. Органические кислоты активно участвуют в обменных процессах в организме. Как питательный продукт он полезен всем, но особенно людям, страдающим заболеваниями сердечно-сосудистой системы и нарушением обмена веществ. По содержанию аскорбиновой кислоты томатный сок не уступает цитрусовым. Всего один его стакан обеспечивает половину суточной потребности организма в каротине и витамине С.

Актуальность настоящей работы обусловлена необходимостью внедрения нового прогрессивного оборудования, обеспечивающего интенсификацию производственных процессов, повышение качества вырабатываемой продукции, снижение потерь энергоресурсов и затрат сырья.

Основной целью данного курсового проекта является разработка технологической линии изготовления томатного сока и подбор вакуум-подогревателя.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Представить краткие характеристики готового продукта, сырья, основных и вспомогательных материалов, источников энергии;
2. Разработать машинно-аппаратурную схему изготовления томатного сока;
3. Провести расчет материального баланса;
4. Рассмотреть теоретические основы конструирования оборудования для производства томатного сока;
5. Произвести выбор основного оборудования.

Внедрение данного проекта позволит обеспечить выпуск томатного сока с высокими органолептическими показателями, при малых энергетических затратах, потерях сырья и без влияния на экологию.

 

 

 

 

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткая характеристика готового продукта

Томатный сок - один из самых широко употребляемых соков и, вместе с тем, один из самых полезных. Содержащиеся в нем фитонциды подавляют процессы брожения в кишечнике, калий улучшает работу сердца, а органические кислоты регулируют обмен веществ.

Томатный сок получают из зрелых томатов в виде однородной массы, содержащей мякоть, и консервируют его натуральным с добавлением 0,6... 1,0 % поваренной соли. Томатные соки имеют низкую кислотность и рН 5,5...6,5, что создает благоприятные условия для развития микроорганизмов, в том числе спорообразующих. По этой причине соки стерилизуют при температуре 120 °С в течение 20.. .30 мин. Для смягчения режимов стерилизации соки подкисляют до рН 3,7.. .4,0 органическими пищевыми кислотами или смешивают с соками из более кислых плодов и овощей. Томатный сок выпускают натуральным или концентрированным.

Консервированный томатный сок должен обладать приятным натуральным вкусом и запахом, иметь красивый красный или оранжево-красный цвет. Содержание сухих веществ в соке должно быть не менее 4,5 % по рефрактометру. Для предупреждения разрушения витаминов в томатном соке содержание солей тяжелых металлов не должно превышать 5 мг меди и 100 мг олова в 1 л сока (содержание свинца не допускается).

По внешнему виду томатный сок должен иметь однородный с наличием взвешенных тонко измельченных частиц мякоти. Вкус сока зависит от соотношения Сахаров и кислот. Общее количество Сахаров (глюкозы и фруктозы) составляет 2,1. ..3,7 %. В соке содержится 1,4.. .4,4 мг/100 г ликопина и 0,06. ..0,32 мг/100 г каротина. Оптимальная консистенция обеспечивается при содержании в соке 6.. .7 % мякоти. Содержание витамина С в соке составляет 10,2...23,0 мг/100 г, причем в процессе хранения потери витамина могут достигать 50 %. В состав минеральных веществ входят калий, кальций, натрий, магний, железо и др. В ароматических веществах томатов определено 36 компонентов: ацетальдегид, этанол, пропанол и др., в том числе ненасыщенные соединения, измененные содержания которых отрицательно влияют на вкус сока.

Томатный сок изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта, по технологической инструкции и рецептурам с соблюдением санитарных правил.

Томатный сок в зависимости от используемого сырья подразделяют на:

• прямого отжима;
• восстановленный.

В соответствии с рецептурами томатный сок изготавливают:

• без добавок;
• с добавками: с солью и/или с сахаром и/или с пряностями.

1.2 Краткие характеристики исходного сырья

Сырьем для производства томатного сока служат томаты. Томат – важнейшая овощная консервная культура. В ее плодах содержится значительное количество каротина, витамина С, сахаров и кислот; они обладают хорошим вкусом. В нашей стране на томатопродукты приходится до 25 % выработки плодоовощных консервов. В томатном соусе вырабатывают многие виды рыбных консервов.

Томат – одна из основных овощных культур. В структуре посевных площадей, занятых овощными культурами он занимает 24,6 %, а консервная промышленность производит до 10 наименований томатопродуктов. Кроме того, томат является компонентом многих рыбных и овощных консервов. Такое широкое распространение объясняется тем, что зрелые плоды томата обладают высокими вкусовыми и питательными качествами. Они богаты витаминами1 В, С, РР и каротином2 (провитамин А), содержат в легкоусвояемой форме ценные минеральные соли и органические кислоты, необходимые организму человека для обмена веществ. Институтом питания установлена норма потребления томатов в среднем на душу населения в год 16,8 кг.

 

 

 

2 ПРОЦЕССО-АППАРАТУРНАЯ  ЧАСТЬ

2.1 Описание машинно-аппаратурной  схемы производства

Линия начинается с комплекса оборудования для очистки, мойки и сортировки сырья, в состав которого входят вентиляторные моечные машины, транспортеры и гидролотки.

В состав линии входит комплекс оборудования для дробления (измельчения) томатов, состоящий из дробилок, емкостей и насосов.

Ведущим является комплекс оборудования, включающий вакуум - подогреватели с вакуум - бачками и шнековые прессы со сборниками.

Следующий комплекс оборудования представляют центрифуги или протирочные машины.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из фасовочно-укупорочных машин, стерилизаторов и пастеризаторов.

Машинно-аппаратурная схема линии производства томатного сока представлена в приложении А.

Линия консервирования томатного сока состоит из двух последовательно расположенных вентиляторных моечных машин, роликового инспекционного транспортера, гидролотка, дробилки, сборника дробленой массы, насоса, двух сдвоенных вакуум -подогревателей, пресса, сборника экстрагированного сока, сдвоенного вакуум -подогревателя экстрагированного сока, сборника подогретого сока, жидкостного наполнителя, закаточной машины, оборудования для стерилизации готовой продукции.

Двукратная мойка в вентиляторных моечных машинах 1 обеспечивает полное удаление загрязнений. При перемещении томатов на транспортере 2 сырье за счет вращения роликов переворачивается, что позволяет качественно осуществлять его сортировку и инспекцию. Гидролоток 3 под транспортером предназначен для удаления отходов.

Проинспектированное сырье ополаскивается водой на наклонном участке транспортера, после чего измельчается в дробилке 4. Дробленая масса собирается в емкость 11, откуда перекачивается насосом 7 в сдвоенный вакуум-подогреватель 12 с вакуум-бачком 10, где нагревается до температуры 60.. .65 °С для облегчения отжима сока в шнековом прессе 13. Линия оснащена резервным шнеком для обеспечения безостановочной работы.

Шнеки расположены на эстакаде, поэтому отжатый сок самотеком поступает в сборник 8 под эстакадой. Сборник оборудован поплавковым сигнализатором уровня. Сок из сборника 8 перекачивается насосом 7 в вакуум-бачок 10, а затем в сдвоенный вакуум-подогреватель 9, где нагревается до температуры 85.. .90 °С, а из подогревателя — в сборник 5. При температуре ниже установленной сок снова направляется насосом 7 на повторный подогрев в вакуум-подогреватель 9.

При упаковывании в тару вместимостью 0,25.. .0,5 л сок к фасовочной машине 14 поступает из сборника 5. При горячем розливе в бутылки сок из сборника 5 подается насосом в теплообменник 6 для нагрева до температуры 97.. .98 °С. Если линия была остановлена и сок в сборнике 5 остыл, его снова перекачивают в вакуум-подогреватель 9. Сок циркулирует в системе до тех пор, пока температура его достигнет 85 °С.

На рис. 2.1 представлена машинно-аппаратурная схема производства томатного сока

 

Рис. 2.1 Машинно-аппаратурная схема производства томатного сока

2.2 Описание технологических  операций

Подготовка томатов.

Транспортировку и хранение томатов осуществляют в ящиках и контейнерах. Срок хранения до переработки не должен превышать 18 ч. Томаты подают ленточным или гидравлическим транспортером к моечным машинам, обеспечивая целость плодов. Мойку и душевое ополаскивание осуществляют в двух последовательно установленных машинах типа А9-КМБ отечественного производства или в импортных машинах, поставляемых в комплекте с линиями производства томатной пасты. Давление воды в душевом устройстве моечных машин должно быть в пределах 196- 294 кПа. После мойки томаты направляют на инспекцию. Скорость движения лепты транспортера 6-9 м/мин. Во время инспекции удаляют плодоножки плодов, плоды, непригодные для переработки, в том числе зеленые и недозрелые, с ожогами, а также посторонние примеси.

Получение сока.

Томатный сок получают отжимом томатной массы на экстракторах или фильтрующих центрифугах. Для отжима на экстракторах подготовленные томаты дробят на дробилках-семяотделителях. Томатная масса собирается в сборнике, откуда подается на грубое протирание и подогрев. Задержка дробленых томатов в сборнике свыше 30 мин не допускается. Грубое протирание осуществляется на протирочных машинах, оснащенных ситами с диаметром отверстий 5 мм. Затем грубо протертую томатную массу подогревают до температуры 75±5°С паро-контактным способом либо в многоходовых трубчатых теплообменниках. Извлечение сока из прогретой массы производят на экстракторах, имеющих сита с диаметром отверстий 0,5-0,7 мм. Выход сока составляет 55-65%. Отходы после экстрактора подвергают развариванию при температуре 96±2°С пароконтактным. особом в течение 3-5 мин в шнековых разваривателях или разваривателях других систем. Затем отходы поступают на стекатель шнекового типа для извлечения сока. Оставшаяся часть используемых отходов поступает на шнековый пресс для окончательного отжима Влажность отходов, полученных после окончательного отжима на прессах, должна составлять 65±3%. Полученный сок подается на контрольное финиширование и затем смешивается с массой, идущей на концентрирование. Для отжима на фильтрующих центрифугах подготовленные томаты дробят в терочных дробилках в среде острого пара. Полученная дробленая масса подогревается до температуры 85-90 °С. Далее в шнековом питателе, равномерно дозирующем массу из дробилки в центрифугу, дробленая масса дополнительно прогревается. Прогретую томатную массу направляют в одну или две последовательно установленные центрифуги НВШ-350 или ФГШ. Отходы после дополнительной обработки, описанной ранее, направляются па концентрирование. Сок, полученный на центрифуге, финишируют. Чтобы избежать аэрирования сока в центрифугу и протирочную машину, подают острый пар для создания паровой завесы.

Гомогенизация и деаэрация сока.

 Для того чтобы предупредить расслаивание томатного сока в процессе хранения, его гомогенизируют. Поступающий на гомогенизацию сок должен иметь температуру 65±5°С, давление в гомогенизаторе поддерживают в пределах 8-10 МПа. Как гомогенизированный, так и не гомогенизированный томатный сок подвергают деаэрации при остаточном давлении 15-35 кПа. Допускается вырабатывать сок без предварительной деаэрации, но при этом может наблюдаться интенсивное вспенивание сока при фасовки.

Фасование, укупоривание, стерилизация.

Для фасовки томатного сока используют стеклянную или металлическую тару вместимостью не более 3 дм3. Машины для фасования следует располагать рядом с подогревателями с целью предотвращения снижения температуры продукта перед фасованием. Подготовленный томатный сок подвергают стерилизации в непрерывно действующих теплообменниках типа «труба в трубе» или секционных. Стерилизация сока проводится по следующему режиму: подогрев сока до 125°С, выдержка при этой температуре в течение 60 с, снижение температуры до 96-98 °С. Сок при температуре не менее 96 °С немедленно подают на фасование.

Томатный сок натуральный в стеклянных банках, накрытых крышками, подвергают тепловому эксгаустированию инфракрасными лучами (ИК-лучами) в течение 20 с. После ИК-облучения банки с соком немедленно укупоривают на автоматических укупорочных машинах металлическими лакированными крышками.

Тепловую обработку предварительно стерилизованного в потоке томатного сока осуществляют в автоклаве при температуре 110 °С в течение 5-30 мин (собственно стерилизация) в зависимости от вместимости тары. Пастеризация заполненных и укупоренных банок с предварительно стерилизованным в потоке томатным соком осуществляется при температуре греющей среды 96-105 °С в течение 25-35 мин.

В случае отсутствия высокотемпературной стерилизации томатного сока в потоке до фасования стерилизацию томатного сока из томатов сортов только ручного сбора производят при температуре 120 °С в течение 10-30 мин. Допускается выработка томатного сока из томатов сортов только ручного сбора способом горячего розлива в банки 1-82-3000 по схеме:

- стерилизация томатного сока при температуре 125 °С и выдержка при этой температуре в течение 60 с; охлаждение до температуры 96-98 °С; фасование при этой температуре; эксгаустирование; укупоривание;

- выдержка в ваннах с водой или в автоклавах при температуре воды 97°С в течение 40 мин;

- постепенное охлаждение до температуры сока в банках не выше 45 °С.

2.3 Описание технологического оборудования линии