3. Гідростатичний стерилізатор а9-фса

Гідростатичний стерилізатор А9-ФСА показаний на рис. 4. Робота стерилізатора заснована на принципі зрівноважування тиску в камері стерилізації за допомогою гідравлічних шлюзів. Довжина ділянки конвеєра, що знаходиться в камері стерилізації; дорівнює 67 м. Довжини ділянок конвеєра в зонах підігріву й охолодження ті ж. Висота стерилізатора 18,4 м.

Рис. 4. Схема роботи гідростатичного стерилізатора А9-ФСА:

1 – камера підігріву; 2 – камера стерилізації; 3 – камера первинного охолодження; 4 – камера додаткового охолодження; 5 – басейн охолодження; 6 – механізм завантаження і вивантаження; 7 – лінія розливу води в каналізацію; 8 – ланцюговий конвеєр.

Банки консервів завантажують у банконосії замкнутого ланцюгового конвеєра, що безупинно рухається та подає їх у шахту водяного затвору, шлюзу. Після прогріву банки надходять у камеру парового стерилізатора, де вони нагріваються до температури 120°С, і потім потрапляють у зону водяного охолодження до 40 - 50°С, після чого їх вивантажують. Продуктивність стерилізатора складає 40 – 60 банок у зміну. Тривалість стерилізації займає 40 – 116 хв при температурі стерилізації 113 - 125°С

6. Приклад розрахунку автоклава для стерилізації м’ясних консервів

Визначити продуктивність автоклава для стерилізації м’ясних консервів, якщо відомо, що ємність автоклаву складає 2 корзини по 456 банок кожна, тривалість нагрівання і завантаження 15 хв, стерилізації 80 хв, охолодження і вивантаження 15 хв.

банок/год

де к – кількість корзин, шт.;

n – кількість банок в корзині, шт.;

t₁ – тривалість завантаження і нагрівання банок, хв.;

t₂ – тривалість стерилізації, хв.;

t₃ - тривалість охолодження і вивантаження банок, хв.

7. Завдання для розрахунку автоклава для стерилізації м’ясних консервів

Визначити продуктивність автоклава для стерилізації м’ясних консервів періодичної дії, за наступним варіантом:

№	к	n	t1, хв	t2, хв	t3, хв
1,2,3	2	420	10	60	3
4,5,6	3	456	12	65	4
7,8,9	4	470	14	70	5
10,11,12	2	490	15	75	6

Завдання для звіту

1. Описати процес варіння, в яких апаратах відбувається варіння м’ясних виробів?

2. Замалювати схему та описати роботу стерилізаторів?

3. Замалювати схему та описати роботу ротаційної печі для варіння та запікання м’ясних хлібців?

3. Виконати розрахунок автоклаву для стерилізації м’ясних консервів?

Контрольні запитання

1. Пояснити суть процесу варіння, стерилізації та запікання м’ясних продуктів?

2. Яка відмінність варильних котлів періодичної дії від апарату для варінню м’ясу в шматках?

3. Яка відмінність автоклаву для стерилізації періодичної дії від гідростатичного стерилізатора А9-ФСА безперервної дії ?

4. Як працює ротаційна піч для варіння та запікання хлібців?

Список рекомендованої літератури

1. Устройство и эксплуатация оборудования предприятий пищевой промышленности / Под ред. А.Н. Драгилева. – М.: Агропромиздат, 1988.

2. Курочкин А.А., Ляшенко В.В. Технологическое оборудование переработки продукции животноводства /Под ред. В.М. Баутина. – М.: Колос, 2001. – 440 с.

3. Рогов И.А., Жаринов А.И. Технология и оборудование мясокосервного производства. – М.: Колос, 1994. – 367 с.

Лабораторна робота №11

Вивчення обладнання для сушіння сипких харчових продуктів та заходи по їх експлуатації

Мета роботи: вивчити конструкцію, експлуатацію та принцип дії обладнання для сушіння зернових матеріалів

Хід роботи

1. Вивчити призначення, будову та принцип роботи вібраційної зерносушарки. Показати схему та позначення, визначити експлуатаційні характеристики, заходи з обслуговуванні та техніки безпеки.

2. Виконати ескіз зерносушарки з позначенням необхідних розмірів.

3. Провести заходи по експлуатації.

Загальні відомості

Сушіння – один із перспективних методів переробки сировини, має різноманітне використання та широке поширення. Процес сушіння знаходить широке використання, наприклад, для обробки зерна, при отриманні цукру, крохмалю, кави та молочних продуктів, мучних сумішей, картопляних продуктів, закусок, переробці чи консервуванні фруктів, овочів.

Вибір оптимального способу сушіння завжди визначається природою матеріалу та вимогами до якості кінцевого продукту. У більшості випадків останній фактор є основним, тому що отримання кінцевого продукту з заданими характеристиками (низький вологовміст, пористість, збереження складових повного виду речовин, стабілізація натурального забарвлення, мінімальні втрати речовин при зберіганні і т. ін.) може бути раціонально реалізовано лише при використанні певних способів і режимів зневоднення.

У промислових умовах рослинні матеріали сушать в основному конвективним, кондуктивним, термовипромінюванням (за допомогою інфрочервоних променів) та токами високої та надвисокої частоти. Для сушіння рослинних матеріалів також застосовують сублімаційний спосіб сушіння.

Конвективний спосіб сушіння. При цьому способі теплоносій (підігріте повітря, перегріта пара) виконує функції перенесення теплоти та поглинання вологи. Інтенсифікація конвективного сушіння повязана з збільшенням тепломасообміну між теплоносієм і матеріалом шляхом підвищення швидкості і температури сушильного агенту або зменшенням розмірів часток матеріалу.

Переваги цього способу

– можливість регулювання температури рослинної сировини;

- установки цього способу прості за конструкцією і надійні в експлуатації.

Недоліки конвективного способу сушіння:

- при сушінні градієнт температури Δ t направлений в сторону, протилежну градієнту Δ W, що в свою чергу гальмує видалення вологи з матеріалу;

- відносно низький коефіцієнт тепловіддачі від теплоносія до поверхні матеріалу, пов’язаний з сушінням в нерухомому шарі.

Конвективний спосіб сушіння при якому псевдозріджений стан матеріалу створюється за допомогою впливу на нього вібраційних коливань набув назви сушіння в вібраційному шарі. Вібраційні коливання створюються за рахунок вібраційних коливань встановлених решіток або всього корпусу апарату під діє вібраторів різних типів: механічно-інерційними, пневматичними, гідравлічними і електромагнітними. Основними характеристикам вібросушильних установок є амплітуда (f = 5 – 250 Гц) та частота коливань (А = 2 – 10 мм).

При виборі оптимальних параметрів вібрації необхідно виконати умови:

1. Потрібно забезпечити вібраційний режим установки, при якому час перебування часток в зваженому стані максимальний;

2. Вібраційний вплив повинен забезпечувати можливість існування псевдо- зрідженого шару при швидкостях нижче критичної.

3. Гідравлічний опір шару повинно бути мінімальним.

4. Запропоновані параметри вібрації повинні забезпечувати зниження енергетичних витрат в порівнянні з псевдозрідженим шаром на нерухомій решітці.

Кондуктивний спосіб сушіння. Він оснований на передачі теплоти матеріалу при дотиканні з гарячою поверхнею. Повітря служить лише тільки для видалення водяної пари з сушарки і є вологопоглиначем. Коефіцієнт тепловіддачі кондуктивного способу значно вищий за конвективний і складає 170 – 180 Вт (м² К). Використання цього способу обмежено, хоча він відрізняється високою інтенсивністю і економічністю. На 1 кг випареної вологи витрачається всього 1,3 – 1,4 кг пари. Цей спосіб сушіння набув поширення при сушінні рослинних матеріалів в валкових сушарках.

Сублімаційний спосіб сушіння. Це спосіб сушіння рослинних матеріалів в замороженому стані в умовах високого вакууму.

Процес, при якому тверда речовина (крига) переходить в пароподібний стан, минаючи стан рідини, називають сублімацією, а обернений процес, тобто конденсацією пари з безпосереднім переходом його в твердий стан, минаючи рідку фазу – десублімацією.

При сублімаційному способі сушінні відсутній контакт продукту з киснем повітря, так як утворюється вакуум. Основна кількість вологи (75 – 90%)видаляється при сублімації і тільки залишкова волога - при нагріванні матеріалу до 40 - 60ºС.

Сублімаційне сушіння можна поділити на три етапи:

1 етап. Заморожування рослинних матеріалів. Для цього використовуються швидке заморожування в морозильних камерах або само заморожування в субліматорі. В процесі самозаморажування з продукту випаровується з матеріалу 10 – 15% загальної вологи за рахунок виділення теплоти плавлення криги при замерзанні води. Кристали криги утворюється шляхом поступового поглиблення зони кристалізації. Закінчення самозаморожування визначається окремо для кожного виду сировини при досягненні температури в матеріалі від – 5 до - 20ºС. Тривалість заморожування 10 – 15 хв. При збільшенні тривалості цього процесу можливо утворення великих кристалів криги, які можуть зруйнувати клітини тканин сировини і знизити його якість.

2 етап. Характеризується постійною швидкістю сушіння. Сублімація криги відбувається шляхом постійного поглиблення зони випаровування, в цей час видаляється основна маса вологи (до 60% і більше). Чим більше вологи видаляється в цей період, тим краще зберігаються природні властивості сировини.

3 етап. Видалення залишкової вологи – характеризується падаючою швидкістю сушіння. В цьому періоді видаляється зв’язана волога, яка не замерзає в матеріалі. Швидкість сушіння залежить від інтенсивності підведення теплоти та поглиблення зони випаровування, видалення пари з зони випаровування через висушені шари поверхні сировини.

На інтенсивність випаровування впливають структура, пористість висушеної сировини, а також форма, розмір і товщина часток і ін.

Температура поверхні конденсаторів – десубліматора повинна бути на 10 - 15ºС нижче температури заморожування сировини, щоб забезпечити достатню різницю тисків для швидкого видалення сублімованої пари. В якості теплоносія при сублімаційному сушінні використовують гліцерин, трихлоретилен, етиленгликоголь і ін.

Для збільшення інтенсивності сушінні рослинних матеріалів можуть використовувати інфрачервоний спосіб сушіння та сушіння струмами високої частоти.

При сушінні інфрачервоними променями перепади температур, під впливом яких волога переміщується за напрямком теплового потоку, тобто всередину сировини. Таким чином, градієнт температури не співпадає з градієнтом вологовмісту і оказує гальмівний рух на перенос вологи цим способом. Тим не менше терморадіаційні сушарки з газовими панелями – випромінювачами більш економічні та забезпечують більш рівномірне сушіння в порівнянні з іншими способами. Швидкість сушіння інфрачервоного способу сушіння на 25 – 95% більше в порівнянні з інтенсифікованими способами конвективного сушіння.

Спосіб сушіння струмами високої та надвисокої частоти оснований на тому, що діелектричні властивості води і сухих речовин сировини різко розрізняються (діелектрична проникність води – 81 Ф/м, у сухих речовин 2,7 – 4,5 Ф/м), тому вологий матеріал значно більше нагрівається, чим сухий.

В процесі сушіння з застосуванням високої та надвисокої частоти температура внутрішніх шарів сировини вище, чим зовнішніх, більш зневоднених. Тепловий потік направлений до периферії матеріалу, і вологопереніс має той же напрямок, що прискорює процес сушіння. Утворений градієнт температури та градієнт вологовмісту спонукають до більш інтенсивного переміщення вологи з середини матеріалу до поверхні.

Для сушіння термолабільних матеріалів застосовують конструкцій установок різних типів в залежності від виду рослинної сировини (табл. 1).

Таблиця 1. Конструкції установок для сушіння рослинних матеріалів

Назва продукту	Конструкції сушильних установок
Овочі, фрукти та відходи переробки	Камерні, конвеєрні, тунельні, з інфрачервоним випромінюваннями, сублімаційні
Жом	Барабанні, барабанні з пневмотрубами
Зерно	Шахтні, колонкові, карусельні, барабанні та ін.
Екструдировані продукти цукрової пудри, фруктових соків	Барабанні з темними випромінювачами, сушарки з віброкиплячим шаром з енергопідведеням від інфрачервоних випромінювачів
Хліб	Камерні, конвеєрні, тунельні
Макаронні вироби	Шафні, камерні, стрічкові, конвеєрні (з бастунами).
Лікарська сировина	Камерні, тунельні, конвеєрні
Пекарські дріжджі	Шафні, камерні, карусельні, барабанні, вібраційні, стрічкові, пневмотруби, вакуумні, сублімаційні
Дріжджі кормові	Валкові, розпилювальні