1.2. Описание машинно-аппаратной схемы производства растворимого кофе.

Начальные стадии технологического процесса производства кофепродуктов выполняются при помощи комплексов оборудования для хранения, транспортирования и подготовки к производству кофе.

Для хранения сырого кофе используют бункеры. На небольших предприятиях для транспортирования зерен кофе применяют погрузчики, нории, цепные и винтовые конвейеры. На крупных предприятиях используют системы пневматического транспорта крупы.

Подготовку сырья осуществляют при помощи просеивателей, сепараторов, магнитных улавливателей и вспомогательного оборудования.

Ведущий комплекс линии состоит из обжарочных аппаратов, испарительных чаш, грануляторов и просеивателей.

Завершающий комплекс оборудования линии включает смесительно-дозировочные станции для дозирования и смешивания рецептурных компонентов, фасовочные машины и оборудование экспедиций и складов готовой продукции.[6].

Машинно-аппаратурная схема линии производства растворимого кофе представлена на рисунке 1.

Устройство и принцип действия линии.

Каждая партия сырых зерен кофе взвешивается на автоматических весах порциями по 20 кг и пневмотранспортером 1 низкого давления подается в вибрационный сепаратор 2, отделяющий посторонние примеси путем аспирации, просеивания и пропусканием через магниты.

При этом кофе обрабатывают отдельно по видам и сортам. Затем зерна пневмотранспортером 3 высокого давления через циклон-разгрузитель 4 направляют в четырех- и шести-секционный бункер 5 для хранения различных видов и сортов кофе. Оттуда зерна кофе поступают на весы 6, которые могут отвешивать кофе, поступающий из разных секций бункера, и далее — в обжарочный барабан 7. Продолжительность обжаривания одной порции кофе (240...300 кг) составляет 13...18 мин при температуре 180...215 °С в аппарате типа «Пробат» (рисунок 2.).

Обжаренный кофе увлажняют непосредственно в обжарочном барабане, доводя влажность до 5... 7 %, чтобы избежать образования мелких частиц при размоле. Для этого к концу обжаривания в барабан в течение 50 с подают 20 л воды и закрывают выход дымовым газом. Это уменьшает дезодорацию кофе и снижает потери ароматических веществ. Кислотность обжаренного кофе должна составлять 5,2...5,4 рН, а содержание экстрактивных веществ для кофе I сорта не менее 25 %, для кофе II сорта — 27,5 %. Затем обжаренный кофе охлаждают в охладительной чаше 8 и через камнеотборник 9 и весы 10 пневмотранспортером высокого давления 11 направляют с разгрузкой в циклоне-осадителе 12 в бункер 13, предназначенный для хранения жареного кофе. Отсюда обжаренные зерна поступают на гранулятор 14, где их дробят, превращая в крупку.

Важное значение имеет размер гранул измельченных зерен. Известно, что скорость процесса экстракции обратно пропорциональна размеру частиц, она уменьшается при их увеличении, поэтому выгодно иметь как можно более мелкие частицы продукта, подвергаемого экстракции. Но значительное уменьшение размера частиц приводит к ухудшению смачиваемости и условий фильтрации экстракта. Оптимальный размер частиц измельченных зерен зависит от типа экстракционного оборудования. При работе на экстракционных батареях фирмы «Ниро Атомайзер» принят размер гранул 1...2 мм.

Крупку (гранулированный кофе) ковшовым элеватором 15 загружают в бункер 16, а оттуда вибротранспортером 17 через передвижные весы 18 в экстракторы экстракционной батареи 19.

Здесь с целью получения экстракта кофе обрабатывают горячей водой, предварительно умягченной на установке 20, которая состоит из ионизирующего бака и сатуратора. Для очистки воду обрабатывают поваренной солью. Жесткость воды после обработки солью не должна быть более 0,35 мг-экв/л. Экстракционная установка 19 представляет собой агрегат, состоящий из шести экстракторов со съемными трубчатыми фильтрами, имеющими отверстия диаметром 1,0... 1,5 мм, шести промежуточных теплообменников со змеевиками, в которых проходит экстракт, обогреваемый снаружи паром, одного водонагревателя для нагрева воды, поступающей в батареи. Полный цикл экстракции длится 7.. .8 ч. За это время через каждый экстрактор проходит 3500.. .4000 л воды. В экстракторы закладывают по 165 кг гранулированного кофе. Соотношение кофе и воды в экстракторе таким образом составляет 1 : 20... 1 : 25, что является оптимальным.

Экстракт из батареи отбирают с содержанием 27.. .28 % сухих веществ. Полученный экстракт через пластинчатые фильтр 21 и охладитель 22 перекачивают в смесительный бак 23, где смешивают с порошком растворимого ко фе, доводя содержание сухих веществ в продукте до 30 %. Из бака насосом 24 перекачивают экстракт кофе в сборник-весы 25, а оттуда насосом 26 в танк-накопитель 27.

Далее экстракт профильтровывают через фильтр 28 и питательным насосом 29 высокого давления через ресивер 30 подают в сушильную башню 31. Кофейный экстракт сушат на распылительной сушилке с форсуночным распылением продукта. Распыляемый в виде мельчайших капелек экстракт, встречается с потоком горячего воздуха, подаваемого вверх вентилятором, и мгновенно высыхает. Температура воздуха на входе в сушильную башню 230.. .280 °С, на выходе из сушильной башни — не более 105...115 °С.

Полученный сухой экстракт кофе из сушильной башни выгружают на вибросито 32 и с него через виброохладитель 33 — в контейнер 34. Контейнеры взвешивают на весах 35. Контейнеры с порошком растворимого кофе подъемником подают к загрузочному бункеру 36 фасовочной машины 37. Готовый продукт фасуется по 100 или 50 г в жестяные банки. Для закатывания донышек у банок используют машину 38.

Рис. 1. Машинно-аппаратурная схема линии производства растворимого кофе

1 – пневмотранспортер низкого давления; 2 - вибрационный сепаратор; 3 - пневмотранспортер высокого давления; 4 - циклон-разгрузитель; 5 - четырех- и шести-секционный бункер для хранения различных видов и сортов кофе; 6 – весы; 7. - обжарочный барабан; 8 - охладительная чаша; 9 – камнеотборник; 10 – весы; 11 - пневмотранспортером высокого давления; 12 - циклон-осадитель; 13 - бункер, предназначенный для хранения жареного кофе; 14 – гранулятор; 15 - ковшовый элеватор; 16 – бункер; 17 – вибротранспортер; 18 - передвижные весы; 19 - экстракторы экстракционной батареи; 20 – установка для умягчения воды (ионизирующий бак и сатуратор); 21 - пластинчатый фильтр; 22 - пластинчатый охладитель; 23 - смесительный бак; 24 – насос; 25 - сборник-весы; 26 – насос; 27 - танк-накопитель; 28 – фильтр; 29 - питательный насос высокого давления; 30 – ресивер; 31 - сушильная башня; 32 – вибросито; 33 – виброохладитель; 34 – контейнер; 35 – весы; 36 - загрузочный бункер; 37 - фасовочная машина; 38 - машина для закатывания донышек у банок.