Классификация оборудования для тепловой обработки

          Классификация оборудования для  тепловой обработки

Тепловая обработка — один из основных и наиболее часто применяемых  технологических процессов, в результате которого сырье и мясопродукты претерпевают сложные физико-химические, структурно-механические и другие изменения, связанные с поверхностным или объемным проникновением теплоты в продукт. Ее цель может быть различной: подготовка сырья к дальнейшей технологической обработке, доведение продукта до состояния готовности к употреблению в пищу, предотвращение или уничтожение развития микрофлоры в готовом продукте или при его хранении, выделение из сырья составных его компонентов, изменение структурного состояния продукта.       Тепловая обработка осуществляется следующими способами: 
погружением в жидкую среду (вода, растительное масло и др.); 
воздействием паром, воздухом, паровоздушной, пароводяной, 
дымовоздушной смесью; электроконтактным нагревом; энергией 
СВЧ; инфракрасным излучением; комбинированием перечислен- 
ных способов.           Среда, которая передает теплоту продукту, называется теплоносителем. Передача теплоты продукту может быть прямым контактом й через теплопередающую стенку (поверхность). Пар как теплоноситель в первом случае называется острым, а во втором — глухим.

Для тепловой обработки сырья и мясопродуктов  применяют оборудование периодического и непрерывного действия. В зависимости от глубины проникновения теплоты в продукт оборудование можно разделить на две группы: для поверхностной и объемной тепловой обработки. В первую группу входит оборудование для шпарки и опаливания. Оборудование второй группы предназначено для варки, запекания, охлаждения, пастеризации, стерилизации, вытопки жира, обесклеивания шрота, деаэрации, копчения, сушки и выпаривания.

                    1 Оборудование для шпарки и  опаливания

Оборудование  этой группы предназначено для тепловой обработки поверхности мясного сырья в целях подготовки его к дальнейшей переработке.          Шпарка — кратковременная тепловая обработка поверхности туш свиней, шерстных и слизистых субпродуктов при температуре теплоносителя (воды, пара) 51—83 °С с целью ослабления связи между подлежащими удалению частями (волосом, щетиной, слизистой оболочкой, эпидермисом) и самим объектом. Свиные туши в шкуре подвергают щпарке в том случае, если свинину направляют на выработку бекона и ветчинных изделий, частично — для снятия крупона. Шпарку проводят в воде или пароводяной смеси температурой 63—65 °С в течение 3—5 мин. Ее цель — ослабление луковиц щетины, которую потом удаляют машинами или вручную. Режимы шпарки субпродуктов зависят от их вида. Говяжьи языки обрабатывают горячей водой температурой 75—80 °С в течение 3—4 мин, свиные — 1,5—2, бараньи — 1,0—1,5; рубцы и летошки при температуре 62—65 °С говяжьи — 2—3, свиные — 8—12; шерстные субпродукты при температуре 65—68 °С — от 4 до 10 мин.

Оборудование  для шпарки бывает периодического и  непрерывного действия, горизонтальным (шларильные чаны и ванны) и вертикальным (шпарильные камеры).          Чан шпарипьный конвейеризованный К7-ФШ2-К (рисунок 1,а) представляет собой прямоугольный резервуар из толстолистовой стали, усиленный каркасом. На каркасе смонтирован конвейер с люльками для укладки туш, подвергаемых шпарке. Конвейер перемещается по уголковым направляющим путям, приваренным к внутренним поверхностям боковых стенок резервуара, с помощью привода, расположенного под передней стенкой резервуара на каркасе. На верхних полках каркаса имеются душевое и фиксирующее устройства для удержания туш от всплытия. Вода в душевое устройство подается центробежным насосом, установленным на кронштейне правой боковой стенки резервуара. На правой верхней полке каркаса установлен механизм синхронизации, связанный цепной передачей с приводным валом конвейера, на правой боковой стенке резервуара — паропровод с регулятором температуры воды в чане.

На рисунке 1,б показана схема работы чана шпарильного конвейеризованного К7-ФШ2-К. Шпарке подвергают свиные туши, уложенные в люльки перемещающегося конвейера. При полной шпарке туши удерживаются от всплытия трубчатыми зажимами с грузами фиксирующего устройства. После нагрева воды до 62— 65 °С и пуска конвейера двое рабочих скатывают тушу свиньи в люльку и укладывают ее строго ориентированно брюшной частью вниз, что особенно важно при частичной шпарке. Цепь конвейера, перемещаясь по направляющим, постепенно утапливает люльку вместе с тушей. Скорость конвейера устанавливается таким образом, чтобы время шпарки соответствовало технологическим требованиям и было в пределах 2—4 мин (в зависимости от возраста животных). По окончании шпарки направляющие выводят цепь с люльками из воды, при повороте люльки на приводной звездочке происходит выброс туши на приемный стол скребмашины. Температура воды в чане поддерживается вручную с помощью запорного вентиля или регулятора на паропроводе, осуществляющего равномерную по длине резервуара подачу пара в воду через смеситель, уровень ее при полной и частичной шпарке — путем поворота коромысла сливного устройства, расположенного на задней стенке резервуара.

а — устройство чана: 1—пластинчатая цепь; 2— ролики; 3 — редуктор; 4— электродвигатель; 5—направляющие; 6— каркас; 7—мембранный механизм; 8 — водонагреватель; 9 — люлька; 10 — пластины; 11 — резервуар; 12— натяжной вал; 13 — натяжная звездочка; 14— регулирующее устройство; 15— фиксатор; 16 — оросительные трубы; 17—соединительная труба; 18 — водяной насос; 19— рама; 20 — электродвигатель насоса; 21 — защитный кожух; 22 — плита; 23— палец; 24— приводная звездочка; 25— приводной вал; 26 — термодатчик; б— схема обработки туш свиней: 7 —люлька; 2 — цепь конвейера; 3— приводная звездочка; 4 — скребмашина

  Рисунок  1- Чан шпарипьный конвейеризованный К7-ФШ2-К 

В шпарильных камерах (рисунок 2) осуществляется шпарка туш в вертикальном положении. Внутри камеры проходит конвейер — продолжение конвейера обескровливания. Вдоль него по обеим сторонам расположены форсунки для разбрызгивания горячей воды. Пол камеры имеет уклон к сливному патрубку, закрытому сетчатым фильтром. С наружной стороны камера покрыта защитным слоем теплоизоляции.     При прохождении через камеру туши обильно орошаются горячей водой. Поскольку горячей воды расходуется много, то использованную воду не сливают в канализацию, а применяют повторно. Она поступает через сливной патрубок в фильтр, где очищается от грязи и щетины, и после дополнительного подогрева снова подается центробежным насосом на форсунки шпарильной камеры. В шпарильной камере туши обрабатывают непрерывно, не снимая с конвейерного пути. Производительность камеры 250 голов в час.

 1-подвесной путь; 2-форсунки; 3-теплоизоляция

                  Рисунок 2-Шпарильный чан

Ванны (рисунок 3) применяют для предварительной шпарки субпродуктов. Ванны имеют прямоугольную форму с внутренней из нержавеющей стали и внешней из черного проката обшивкой. Пространство между ними заполнено теплоизоляцией. Геометрическая вместимость ванны составляет 400 л.

Опаливание  выполняют для удаления (сжигания) остатков волос и эпидермиса при  обработке туш свиней и шерстных субпродуктов. Одновременно поверхность продукта дезинфицируется, а при обработке шерстных субпродуктов приобретает специфический приятный запах и желтовато-коричневый цвет. Процесс осуществляется при температуре 600—800 °С, а температура открытого пламени достигает 1000 °С. Опаливанию влажных субпродуктов предшествует подсушка отходящими из опалочной зоны газами температурой 300—400 °С.

Для опаливания применяют опалочные печи периодического и непрерывного действия; при ручном опаливании части свиных туш используют факельные горелки.

Печь опалочная К7-ФОЖ (рисунок 4) состоит из опорной рамы, подвижных полуцилиндров, механизма передвижения полуцилиндров, приспособления для задерживания туш, вытяжного зонта, трубопровода для подачи топлива и пара (воздуха) к специальным форсункам, топливной системы, предназначенной для создания факела опалки в полости между полуцилиндрами. Рама, на которую опираются полуцилиндры, выполнена из швеллера и толстолистовой стали. К ней также крепится механизм передвижения полуцилиндров, представляющий систему рычагов, через которые полуцилиндры перемещаются вручную или воздухом (паром). Полуцилиндры футерованы с внутренней стороны огнеупбрным кирпичом с прокладкой минерального войлока и асбеста. В период рабочего цикла полуцилиндры образуют емкость, в которой происходит опаливание туши. Приспособление для задерживания туши позволяет фиксировать ее при помощи пальца в центре печи в период опаливания. При открывании печи туша выкатывается по наклонному рельсу. Вытяжной зонт предназначен для вытяжки отработанных газов и пара. Свиная туша поступает к печи в вертикальном положении. Рабочий приводит в действие рычагом механизм, который раздвигает печь на две половины. Туша по наклонному подвесному пути направляется в печь, где задерживается пальцем. В это время рабочий сдвигает полуцилиндры печи. После окончания опалки печь раскрывают и туша по наклонному пути отводится из печи; одновременно в печь поступает неопаленная туша. Рельс подвесного пути, проходящий через печь, охлаждается водой.[1]

1 — барботер; 2 — внешняя обшивка; 3, 8— патрубки; 4 —внутренняяобшивка; 5— коромысло; 6 — теплоизоляция; 7—корзина

                    Рисунок 3-Ванна шпарильная

               2 Оборудование для варки, запекания и охлаждения

Варка — один из основных процессов термической  обработки колбасных изделий, при  котором они прогреваются до определенной температуры с целью денатурации белков мяса, превращения части коллагена в глютин, образования специфических аромата и вкуса, а также уничтожения большей части (до 98 %) вегетативных форм микрофлоры фарша.

Процесс варки осуществляется путем погружения в жидкость, орошения горячей жидкостью, а также обработки паром, пароводяной и паровоздушной смесями, продуктами горения, электроэнергией и облучением. Наибольшее распространение получили первые три способа варки, которые не требуют сложного оборудования и позволяют обрабатывать большое количество продукции.

Самым простым по выполнению и техническому оснащению является способ конвективной обработки продукта — погружение в предварительно нагретую воду, температуру  которой поддерживают, нагревая стенку варочного котла.

К оборудованию для варки мяса и мясных продуктов  относят чаны и варочные котлы.

Чаны  выпускают стационарными или  опрокидывающимися, с паровым или  огневым обогревом, с выгрузкой  вручную или механизированной, путем опрокидывания резервуара или корзины, располагающейся внутри резервуара. Чаны бывают открытыми или с откидывающейся крышкой. Простейшим по устройству и эксплуатации является открытый стационарный чан, обогреваемый огнем. Он изготовлен сварным с толщиной стенок 4 мм. Угольники, придающие резервуару требуемую жесткость, имеют сечение 50x50x6 мм. К продольным стенкам чана приварены уголки для укладки на них колбасных палок с навешенной продукцией. К днищу приварена труба для слива воды.        Более совершенным оборудованием для варки мясных изделий являются различные варочные котлы. Герметично закрываемые крышкой, они позволяют интенсифицировать процесс варки и исключить паровыделение в производственное помещение. На малых и средних мясоперерабатывающих предприятиях применяют варочные котлы различных типов, различающиеся давлением в варочном сосуде, способом установки и обогрева, а также вместимостью и формой варочных сосудов.В зависимости от давления в варочном сосуде все котлы делят на пищеварочные, работающие при атмосферном или незначительном избыточном давлении, и автоклавы, работающие при повышенном давлении (250 кПа).

В зависимости  от источника теплоты их подразделяют на твердотопливные, газовые, электрические и паровые.

По  способу установки котлы классифицируют на неопрокиды-вающиеся, опрокидывающиеся и со съемным варочным сосудом. Первые из них выпускают с варочным сосудом  вместимостью более 100 л, вторые — менее 100 л. Котлы со съемным варочным сосудом имеют вместимость менее 60 л.

В зависимости  от способа обогрева различают котлы  с непосредственным и косвенным обогревом. Котлы с косвенным обогревом работают при повышенном давлении в греющей рубашке (до 150 кПа). В качестве промежуточного теплоносителя служит вода.

Пищеварочный электрический котел  КПЭ-100 (рисунок 4) представляет собой варочный сосуд с двумя стенками, облицованными листами из эмалированной стали. Пространство между внешней стенкой и облицовкой заполнено тепловой изоляцией. В нижней части смонтирован парогенератор, выполненный в виде прямоугольной стальной коробки с вмонтированными в ней шестью ТЭ-Нами. Пространство между двумя стенками котла представляет собой герметичную пароводяную рубашку.

Уровень воды в парогенераторе контролируется с помощью пробно-спускного крана. На трубопроводах, соединенных с  паровой рубашкой, установлены двойной предохранительный клапан, электроконтактный манометр и наполнительная воронка. На крышке котла имеется клапан-турбинка. Для слива содержимого из варочного сосуда предусмотрен сливной кран. Котел снабжен герметично закрывающейся двустенной крышкой. Она уравновешивается противовесом, позволяющим фиксировать крышку в любом положении.

Элементы  автоматического управления тепловым режимом котла и защиты ТЭНов  от «сухого» хода (работы без воды или  с ее пониженным уровнем) смонтированы на щите управления в спе циальном ящике (станции управления), который установлен рядом с котлом. На передней панели станции управления размещены кнопки «Пуск» и «Стоп» и две сигнальные лампы. Автоматическая защита от «сухого» хода не позволяет включать котел в случае, если ТЭНы не полностью покрыты водой, а также отключает его при уровне воды в рубашке ниже допустимого (в обоих случаях зажигается красная сигнальная лампа).

Котел работает в двух режимах. Первый обеспечивает автоматическое отключение пяти ТЭНов от сети при достижении давления верхнего заданного предела и включение их после снижения давления до нижнего предела; второй — автоматическое отключение всех ТЭНов от сети после установления в пароводяной рубашке заданного давления. Время закипания содержимого варочного котла не более 1 ч. Мощность электронагревателей15 кВт. Масса котла 210 кг.[2]

В аппарате непрерывного действия (рисунок 5) варят мясное сырье в кусках. Он представляет собой ванну с цилиндрическимднищем и крышкой. Внутри ванны вращается шнек, который перемещает в процессе варки куски мяса от места загрузки к месту выгрузки. Вращение шнека осуществляется при помощи электропривода.