Разработка технологической линии изготовления томатного сока

Варочные котлы бывают со стационарной и опрокидываемой чашей, открытые (без крышки) и закрытые. В закрытом варочном котле с опрокидываемой крышкой внутренняя чаша изготовлена из меди или нержавеющей стали. При помощи стального кольца, прокладки, болтов и отбортовки она соединяется со стальной паровой рубашкой. Полость между чашей и рубашкой образует паровое пространство, в которое подается пар. На подводящей линии установлен манометр, предохранительный клапан и запорный вентиль. Конденсат отводится из наинизшей точки парового пространства. При пуске и в процессе работы воздух из рубашки периодически выпускают через кран, расположенный в наивысшей точке парового пространства.

После загрузки котла массой закрывают люк крышкой, открывают воздушный кран, продувочный кран на конденсатоотводчике или обводной линии и пускают пар, открыв вентиль. Продувку парового пространства производят до тех пор, пока из кранов не пойдет сухой пар. После этого закрывают продувочные краны, включают конденсатоотводчик и увеличивают поступление пара.

В процессе нагревания наблюдают по манометру за давлением греющего пара и по манометрическому термометру за температурой массы.

Подогретая масса выгружается через штуцер, для чего рукояткой поднимают клапан. Котлы снабжаются мешалками для увеличения равномерности прогрева вязких веществ. Приводной электродвигатель шарнирно соединен со станиной и своим весом создает необходимое натяжение ремней с помощью устройства. Иногда натяжение увеличивается дополнительными грузами и пружинами. Крышка котла имеет трубу для отвода пара.

Таблица 2.5 - Техническая характеристика открытых варочных котлов

Показатель	Полезный объем котла, дм3
	с опрокидываемой чашей			со стационарной чащей
	12	32	150	60	60	150
1	2			3
Марка	6А	–	К-1А	5-А	27-А	28-А
Внутренний диаметр чаши, мм	500	500	785	590	650	800
Высота края чаши, мм	1012	991	1225	1125	1225	1225
Площадь поверхности нагрева, м2	0,23	0,39	0,65	0,55	0,55	0,65
Давление греющего пара, МПа	0,3	0,4	0,59	0,59	0,59	0,59
1	2			3
Частота вращения мешалки, мин-1	–	–	–	–	65	48
Мощность электродвигателя, кВт	–	–	–	–	1,0	1,0
Габаритные размеры, мм:
длина Д	1400	1146	1800	1100	1275	1120
ширина Ш	730	640	1000	758	830	955
высота В	1360	1360	1350	1400	1485	1610
Масса котла, кг	200	215	440	300	400	450

 

Варочный котел может быть и открытым, то есть без крышки. При шарнирном соединении котла со станиной нагретую массу выгружают через борт поворотом котла вокруг горизонтальной пустотелой оси при помощи маховика. Подвод пара и отвод конденсата у таких котлов производится через пустотелые оси. В рубашке таких котлов от пустотелой оси к наинизшей точке опускается трубка, по которой паром выдавливается конденсат.

Открытые варочные котлы могут применяться и для уваривания в тех случаях, когда длительная выдержка увариваемого вещества при высокой температуре не ухудшает качества продукта.

Пастеризаторы. Для пастеризации отдельных видов консервов используют ленточные или конвейерные аппараты, у которых транспортирующий механизм перемещает продукцию в банках или бутылках через тоннель, разделенный на три зоны: подогрева, пастеризации и охлаждения.

Пастеризация жидких продуктов (соков, пюре и т.п) может осуществляться в специальных проточных пластинчатых или трубчатых установках, в которых продукт последовательно прокачивается через три секции: подогрева, пастеризации или стерилизации и охлаждения.

Установка непрерывного действия А2-КПО предназначена для пастеризации и охлаждения с тепловым эксгаустированием томатного сока в трехлитровых банках в непрерывном потоке.

Таблица 2.6 – Техническая характеристика установки А2-КПО

Производительность, л/ч (банок/мин)
Давление пара, МПа	0,3...0,5
Технологическое потребление пара, кг/ч	178
Расход воздуха, м /мин:
В зоне нагрева	10000
В зоне охлаждения	40000
Расход воды, м /ч	3
Продолжительность обдувания банок, мин:
Горячим воздухом	30
Цеховым воздухом	20
Продолжительность эксгаустирования, мин	0,3
Установленная мощность, кВт:
Электродвигателей	36,5
Ламп	10
Габаритные размеры, мм	26150 6110 3806
Масса, кг	24500

Установка состоит из наполнителя для трехлитровых банок, эксгаустера (АГ-КПО/3), закаточной машины, подающего конвейера (А2-КПО/2), пастеризатора-охладителя (А2-КПО/1), выгрузочного конвейера.

Эксгаустер предназначен для теплового эксгаустирования (прогрев паровоздушной смеси в незаполненном пространстве банки) сока с целью снижения давления в банке и ликвидации брака от срывания крышек. Он представляет собой камеру нагрева с пластинчатым конвейером, с каждой стороны которого находится по шесть ламп инфракрасного излучения типа КГ 220-1000-6У4. Подающий конвейер передает банки с соком от закаточной машины на транспортерную сетку пастеризатора-охладителя. Над конвейером имеется толкатель, который перемещает ряд из 10 банок на транспортную ленту.

В камере пастеризации банки обдуваются снизу горячим воздухом.

Камера комбинированного охлаждения состоит из двух участков: охлаждение банок воздухом и охлаждение банок водой (душирование) при температуре 20…25 °С. Охлажденные банки переходят на выгрузочный транспортер, которым направляются на дальнейшую обработку.

Деаэратор-пастеризатор ДПУ предназначен для деаэрации фруктовых и ягодных соков путем глубокого вакуумирования в тонкой пленке с последующей пастеризацией и охлаждением.

Деаэратор-пастеризатор имеет три секции (пастеризации, регенерации, охлаждения) и состоит из пластинчатого аппарата (пастеризатора), сокового насоса, вакуум-насоса, выдержителя, площадки, бойлера, уравнительного бака, дозатора и насоса для горячей воды.

Пастеризатор служит для подогрева сока до определенной температуры пластинами, нагретыми встречным потоком горячей воды. Он состоит из нажимной плиты, промежуточных плит и теплопередающих пластин из нержавеющей стали. Пластины в аппарате разделены на три секции, которые отделяются одна от другой промежуточными плитами.

Выдерживатель служит для выдержки в нем сока. Уравнительный бак предназначен для обеспечения постоянного уровня сока. Внутри бака находится поплавковый регулятор.

Деаэратор представляет собой цилиндр из нержавеющей стали с конусным днищем и стеклянной крышкой. Внутри деаэратора установлены два перфорированных цилиндра, верхний цилиндр соприкасается торцами со стеклянной крышкой деаэратора. Верхняя часть деаэратора соединена с пеноуловителем. Для контроля уровня сока в нижней части установлено смотровое окно.

Соковый насос откачивает деаэрированный сок и подает его в секцию регенерации.

Бойлер служит для подогрева воды паром, насос – для подачи горячей воды в секцию пастеризации.

Система автоматического регулирования предусматривает: поддержание заданной температуры пастеризации сока (87 2 °С) с помощью электронного регулирующего прибора.

Деаэратор-пастеризатор работает следующим образом. Сок, подлежащий пастеризации, из сборника подается в уравнительный бак, откуда под действием вакуума засасывается в деаэратор и через сопло направляется на стеклянную крышку деаэратора. Растекаясь по поверхности крышки, сок тонкой пленкой стекает вниз по перфорированному цилиндру и подвергается деаэрации. Деаэрированный сок откачивается соковым насосом и подается в секцию регенерации пластинчатого аппарата. Уровень сока в деаэраторе поддерживается в заданных пределах с помощью электронного сигнализатора уровня. В секции регенерации аппарата холодный сок с температурой 18 °С подогревается пластинами, нагретыми встречным потоком горячего сока. Далее сок поступает в секцию пастеризации аппарата, где подогревается до температуры 87 °С пластинами, нагретыми встречным потоком горячей воды с температурой 88 °С. Из секции пастеризации сок поступает в выдерживатель, в котором находится в течение 72 с, и через автоматический перепускной клапан направляется в секцию регенерации сок поступает в секцию водяного охлаждения, в которой охлаждается до температуры 20…25 °С.

В случае падения температуры пастеризации ниже 87 °С автоматически срабатывает перепускной клапан, недопастеризованный сок через штуцер клапана возвращается в уравнительный бак для повторной стерилизации. Сок в секции пастеризации подогревается через пластины горячей водой.

Вода подогревается в бойлере паром и подается в секцию пастеризации насосом. Для охлаждения сока используется холодная вода. При необходимости работы установки без деаэрации деаэратор отключается от общей системы трехходовым краном и насос может перекачивать сок из уравнительного бака в пластинчатый аппарат.

Таблица 2.7 – Техническая характеристика деаэратора-пастеризатора ДПУ

Производительность, м /с	0,00042
Число пластин. шт	37
Площадь поверхности теплообмена, м	7,3
Расход пара, кг/с	0,011
Давление пара (не ниже), МПа	0,15
Расход холодной воды, м /с	0,0011
Разряжение в деаэраторе, кПа	69,0...98,5
Мощность электродвигателей, кВт	10,1
Габаритные размеры, мм	4600 3000 3650

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ИНЖЕНЕРНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание и характеристики  подогревателей 

Дробленые томаты, томатную пасту, фруктовый сок подогревают в поверхностных теплообменниках. Подогрев таких продуктов необходим для облегчения отделения кожицы, прекращения жизнедеятельности микроорганизмов перед фасовкой в тару, коагуляции белковых веществ и интенсификации последующего процесса.

Вследствие того что пищевые продукты обладают большой вязкостью, наибольшими термическими сопротивлениями при подогреве обычно являются сопротивления от стенки к продукту и термическое сопротивление слоя нагара. Чтобы уменьшить эти термические сопротивления в подогревателях, стремятся увеличить скорость движения продукта, установить интенсивное перемешивание, принять меры, предотвращающие образование нагара.

Двухстенный котел состоит из двух полостей: открытой, в которой помещают продукт, подвергающийся нагреванию, и герметически закрытой — паровой камеры. Поверхность нагрева — это часть паровой камеры, соприкасающаяся с продуктом. Наружная поверхность камеры не участвует в полезном теплообмене, однако она имеет высокую температуру, поэтому для снижения потерь теплоты в окружающую среду наружную поверхность камеры покрывают изоляционным материалом.

Подвод пара в паровую камеру и отвод из нее конденсата в опрокидывающихся, а иногда и в стационарных котлах производят через полые патрубки, на которых закреплена чаша. Патрубки соединены с трубопроводами при помощи сальниковых уплотнений. Для отвода конденсата внутри паровой камеры установлена изогнутая трубка, один конец ее соединен с опорным патрубком, а другой находится в нижней части паровой камеры. Там же имеется продувочный кран для отвода скапливающегося воздуха и остатков конденсата. Во избежание разбрызгивания продукта при кипении на чаше установлен козырек.

Двухстенные котлы (табл. 3) рассчитаны на давление пара 0,4...0,6 МПа. Коэффициенты теплопередачи в двухстенном котле вместимостью 350 л при подогреве без перемешивания составляют [Вт/(м2-К)]: для бульона 700...870, заливки 580...810, рассола 907. При перемешивании коэффициент теплопередачи увеличивается примерно на 50%. На аппарате должны быть установлены предохранительный клапан и манометр, по показаниям которого при помощи вентиля регулируют давление пара.

Таблица 3.1 – Техническая характеристика двухстенных котлов

Показатели	Вместимость котла, л
	500	300	150
Площадь поверхности нагрева, м2 Давление пара, МПа Мощность мешалок, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг	2,7 0,4  0,3 2085x1060x1470 620	1,8 0,5        1300x1000x1500 500	1,0  0,6        1280x900x1225 490