Процеси та апарати харчових виробництв
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Тема 2.2.Руйнування і відділення сторонніх поверхневих шарів та процеси очищення продуктів. Програма 5. Суть, призначення і основи процесу миття. Процеси миття сировини тваринного і рослинного походження, посуду, тари, інвентарю і обладнання. Ефективність процесу миття. Струмінь розчину і обладнання для отримання суцільного струму. 6. Миючі машини підприємства громадського харчування. 7. Суть і засоби очищення продуктів. Вплив конструктивних і кінематичних параметрів робочих органів машин на якість очищення продуктів. Переваги і недоліки різних засобів очищення продуктів. 8. Обладнання, що використовується у закладах ресторанного господарства для процесу очищення продуктів. Методичні вказівки 5. На підприємствах громадського харчування процесу миття підлягають овочі, фрукти, м'ясо, риба, столовий та кухонний посуд, столові прибори, інвентар, тара. Процес миття, полягає в наступному: об'єм, що підлягає мийці, піддається дії струменя води, направленого з будь - якого пристрою обладнання, певної температури, тиску, в результаті чого з його поверхні видаляються механічні забруднення, залишки різного характеру, мікроорганізми і він стає придатним для подальшого використання. Як джерело механічного впливу при митті використовуються рідинні струмені. При виборі параметрів струменю необхідно, щоб у конкретному миючому пристрої на поверхню об'єкту миття впливає суцільна ділянка струменю. Відомо, що струмінь складається з двох основних ділянок: суцільного та розпадаючого. При переході з першої до другої ділянки відбувається різке падіння енергії струменю, так як вона витрачається на розрив струменю та утворення крапель. Ефективність миття збільшується в тому випадку, якщо струмінь направлений перпендикулярно до поверхні об'єкта, що обробляється. Однак, при цьому, впливу струменю підпадає тільки невелика ділянка поверхні об'єкту посуду ( в посудомийних машинах ), а остання поверхня тільки обмивається рідинною плівкою. Тому використовують обертаючі сопла для подачі миючих рідин і при цьому рідина впливає на всю поверхню посуду. Всі процеси миття основані на взаємодії об'єкту миття з миючими пристроями і засобами. Процес миття здійснюється двома способами - гідравлічним та гідромеханічним. Гідравлічний спосіб характеризується дією води на забруднену поверхню. Гідромеханічний - одночасною дією води та робочих органів мийних машин ( миючих щіток, роликів, лопастей). При гідромеханічному способі миття відбувається інтенсивне переміщення продуктів, прискорює процес звільнення їх від забруднення за рахунок тертя поверхні один одного та об робочу камеру машини. На підприємствах громадського харчування механізовані в основному процеси миття коренебульбоплодів, а також столового посуду та приборів. Процес миття м'яса, риби, зелені не механізований і здійснюється, як правило, в ваннах чи з застосуванням ручних розбризкуючих пристроїв. Ефективність миття різних об'єктів залежить від слідуючи параметрів: інтенсивності механічного і фізико-хімічного впливу на об'єкт миття - за рахунок використання різних шкребків, щіток; впливу струменів миючих засобів; перемішування або переміщення об'єкту, що підлягає миттю; за рахунок набухання сторонніх поверхневих шарів, відмочування або розчинення їх у воді або будь-якій миючій рідині. При посиленні цього впливу інтенсивність миття збільшується; довготривалості процесу миття - часу проведення всіх етапів миття. В загальному, з її збільшенням ефективність миття збільшується; склад, активності миючих засобів, які повинні забезпечувати замочування, набухання, диспергування сторонніх поверхневих шарів, володіти поверхневою активністю для диспергування часток в рідині; у склад миючих засобів не повинні входити агресивні по відношенню до об'єкту, що підлягає миттю, речовини. Недопустима присутність в них отруйних речовин. Миючі засоби повинні мати дезинфікуючі та стерилізуючи властивості речовини, що допомагають знищенню мікроорганізмів; температура миючих рідин, яка впливає на ефективність миття. її підвищення збільшує ефективність миття. Однак, є і обмежуючі фактори. Якщо посуд миється вручну, то температура миючої рідини повинна бути помірною. При митті скла температура обмежена через можливість термічного бою. Температура миття продуктів повинна бути такою, щоб не змінити їх склад і якість. При виборі температури треба зважати на можливість ущільнення (приварювання) стороннього поверхневого шару, що підлягає видаленню; кількості миючих рідин, яке прямо пропорційно впливає на ефективність миття; концентрації миючих рідин, яка обмежується рядом факторів. Перш за все, вона не повинна створювати небезпеку роботи з цими рідинами, не впливати шкідливо на об'єкт миття і миючий пристрій; миючі рідини обов'язково повинні бути ретельно змиті з поверхні об'єкту, для чого передбачено ополіскування об'єкту водою. Рідини, що направляються в загальну каналізацію після використання не повинні негативно впливати на навколишнє середовище. Овочі миють для видалення з їх поверхні залишків землі, піску, зниження осіменіння мікроорганізмами. Овочемийні машини застосовують на великих підприємствах в спеціалізованих цехах. їх встановлюють в потокові - механізованих лініях по обробці овочів. Використання овочемийних машин збільшує строки служби картоплеочищувальних машин і зменшує кількість відходів. При митті овочів використовується гідромеханічний спосіб, сутність якого полягає у механічній дії на корені води з одночасними інтенсивними перемішуваннями їх і тертям коренів між собою та об внутрішню поверхню робочої камери машини. В потокові - механізованих лініях по обробці овочів застосовують вібраційно - мийну машину ММК- 2 та мийно-очищувальну машину (піллер). М'ясо миють також з метою видалення механічних забруднень та зниження мікробного осіменіння водою ( температура 20 - 38° С ) за допомогою спеціальних фонтануючих щіток - душів, або трав'яними щітками при безперервній подачі води з шланга або струменем води з брандспойта. Всі субпродукти перед використанням ретельно миють в холодній воді, а деякі з них залишають у ній на певний час. Так, мозок витримують в холодній воді на 1 - 2 год. Для набухання плівки, що полегшує її подальше знімання, нирки - 2 - 3 години, що знижує неприємний смак, рубці -6-9 годин, серце -1 -2 години. Оброблені тушки сільськогосподарської птиці, дичини, кролів промивають проточною водою, видаляючи забруднення, згустки крові, залишки нутрощів. Тушки риби, оброблені відповідним чином перед приготуванням з них напівфабрикатів промивають проточною водою. Рибні відходи при механічній обробці перш за все ретельно промиваються холодною водою. Майже всі процеси миття тваринної сировини на підприємствах громадського харчування відбуваються ручним способом, що забезпечує ретельність миття навіть важкодоступних ділянок поверхні, видалення нехарчових відходів, згустків крові та інших забруднень. 6. На підприємствах громадського харчування використовуються універсальні та спеціалізовані посудомийні машини періодичної та безперервної дії. Посудомийні машини безперервної дії випускаються універсальними, тобто їх використовують для санітарної обробки тарілок, чашок, фужерів, стаканів, приборів, підносів. Перед машинною обробкою посуд звільняється від великих залишків їжі вручну. Технологічний процес машинної обробки посуду складається з п'яти послідовних операцій: звільнення посуду від залишків їжі - за допомогою струменю холодної води, яку подають під напором з водопровідної магістралі - миття посуду миючо -дезинфікуючими розчинами миючих засобів " Прогрес " - 0,1%, " Посудомий" -0,1 % при температурі від 45 до 50° С; споліскування гарячою водою з температурою від 60 до 70° С; стерилізація гарячою водою з температурою від 90 до 98° С; Заключним етапом є - обсушування посуду гарячим повітрям, яке подається примусово машиною або за рахунок різниці температур посуду та повітря оточуючого середовища. В машинах посуд переміщається конвеєром вздовж секцій робочої камери, де він миється, споліскується, та стерилізується. Характерною особливістю таких машин є безперервне завантаження брудного посуду і розвантаження чистого посуду та одночасне виконання всіх інших операцій. Посуд вважається чистим, якщо на його поверхні відсутні механічні забруднення, кишкова паличка, а кількість бактерій не перевищує 1 тисячу для глибокої тарілки і 0,5 тис. для мілкої. Великий вплив на якість миття мають час миття та жорсткість води. В дуже жорсткій воді використання миючих засобів збільшується. Час миття визначається швидкістю пересування посуду та довжиною робочої камери машини. Промисловість випускає посудомийні машини безперервної дії секційні таких марок: ММУ - 2000 для підприємств, які мають газове постачання; ММУ - 1000 для підприємств, які мають гаряче водопостачання; ММУ - для підприємств, що не мають гарячого водопостачання; має водонагрівач від 12 до 24 кВт / в залежності від наявності гарячого водопостачання; - ММУ - 3150 - аналогічне машині ММУ - 1000, але має подвійне споліскування 60 - 65° С та 92-94° С; - МЛУ - 2800 - для миття тарілок, супових мисок, стаканів, столових приборів, підносів. Посудомийні машини періодичної дії можуть бути універсальними та спеціалізованими, - всі вони однокамерні та автоматизовані. Технологічний процес машинної обробки посуду в таких машинах складається з чотирьох операцій: визволення посуду від залишків їжі; миття; споліскування; стерилізація. На відміну від машин безперервної дії під час машинної обробки в машинах періодичної дії посуд знаходиться в касетах і фіксується нерухомо в робочій камері машини. Миючий розчин, вода, гаряче повітря в машині подається через колектори та повітровід калорифера. Посудомийні машини ММУ - 500 та ММУ - 250 використовуються на невеликих підприємствах харчування. Машини ММП - 4000 використовуються для миття приборів. Технологічний процес миття приборів складається з трьох операцій: миття приборів теплим розчином; споліскування гарячою водою; примусове обсушування їх гарячим повітрям. Харчоварочні казани, каструлі миють у гарячій воді біля 50° С з додаванням миючих засобів щітками, а потім споліскують водою з температурою не нижче 65°С можна за допомогою шлангу з душовою насадкою. Їжу, що підгоріла, відмочують гарячою водою з додаванням кальцинованої соди. Сушать чистий посуд на стелажах або в сушильних камерах. Для миття кухонного посуду також використовують машини марки ММКП - 20. Обладнання та інвентар миють відразу після використання. Спочатку машини розбирають, видаляють залишки їжі. Потім миють теплою водою з додаванням миючих засобів та багаторазового споліскування. Потім дрібні деталі кип'ятять або прожарюють в жаровій шафі, великі - обдають кип'ятком. Перед кожним використанням, згідно санітарних правил, обладнання слід ошпарювати. Розробні дошки очищають від залишків їжі і миють 2% розчином соди, протирають 0,2% розчином хлорного вапна або хлораміну і через 30 хвилин споліскують чистою гарячою водою. Також їх можна обеззаражувати кип'ятінням протягом 10 хвилин, або паром. Сушать дошки на стелажах. Металевий інвентар ретельно очищають від залишків їжі, промивають в розчинах миючих засобів, споліскують. Потім їх обеззаражують прожарюванням в жаровій шафі, ошпарюванням кип'ятком в каструлях з перфорованим дном, кип'ятінням 5-10 хвилин. Після чого інвентар добре просушують. 7. На підприємствах громадського харчування процесу очищення від зовнішнього покрову з пониженою харчовою цінністю підпадають головним чином коренебульбоплоди, а також риба. Сутність очищення продуктів полягає у зніманні зовнішнього покрову із пониженою харчовою цінністю з продукту за допомогою дії на продукт шорстких робочих частин машини або високих температур або пари під тиском 0,6 - 0,7 МПа. Коренебульбоплоди очищують різними способами: механічним; термічним –( вогневим та паровим); хімічним паро - лужний, лужний. При механічній обробці використовують овочеочисні машини різних типів, робочими органами яких є абразивні поверхні, що знімають з коренів або бульб покривні тканини за рахунок сил тертя. При обробці картоплі покривні тканини в машинах повинно бути обчищено 95% бульб, а поверхня решти очищена на 4/5. При наявності високоякісної сировини /велика чиста картопля з неглибокими вічками/ можна застосовувати поглиблену очистку за рахунок збільшення часу обробки картоплі в машині. За допомогою такої обробки можна повністю очистити 80% бульб. При очищенні картоплі механічним способом відбувається втрата деякої частини основних харчових речовин (крохмалю, азотистих, мінеральних, вітамінів та інших), що містяться в м'якоті бульб. Товщина шару м'якоті, яка знімається при обчищенні неоднакова і залежить від форми бульби і принципу дії очищувальної машини: При очищенні в центробіжних машинах бульби набувають кулеподібної форми, тому з верхівки, основи і найбільш випуклої частини бульби знімається не лише кора, а й серцевина. Особливо це характерно для очищення картоплі, яка має подовжену форму. У бульб, що очищаються у валкових машинах, більша частина м'якоті знімається з бокової поверхні. В овочеочищувальних машинах, робочий орган яких виконаний у вигляді конусу, з поверхні бульб овальної або плоско - овальної форми знімається менше м'якоті, ніж з круглих бульб. При поглибленому очищенні з бульб знімається більш товстий шар м'якоті, ніж при звичайному очищенні. Сутність вогневого очищення полягає у видаленні шкірочки шляхом опалення бульби при температурі 1100 - 1200° С, протягом 6 - 12і , з подальшим промиванням у піллерах. При паровому очищенні овочі обробляються паром під тиском 0,6 - 0,7 МПа протягом 0,5 - 1 хв. Під дією пари шкірочка лопається і легко знімається у мийній машині. Очищення овочів термічним способом практично не веде до втрати харчових речовин тому, що при цьому видаляється лише шкірочка. Хімічний спосіб очищення картоплі заснований на обробці його розчином лугу. Технологічний процес обробки може бути різним. В одному випадку підігрівається безпосередньо розчин лугу, а в іншому - бульби, які вийняті з розчину. Після обробки розчином лугу бульби очищаються на роликових машинах та промиваються від лугу. Далі очищені бульби обробляються розчином лимонної чи оцтової кислоти для нейтралізації залишків лугу. Так як в ЗРГ не застосовується хімічний спосіб очищення овочів, то порівнявши інші способи очищення овочів можна зробити висновок про те, що при механічному очищенні, особливо поглибленому, утворюється значна кількість відходів, але разом з тим доведено, що використання механічного очищення овочів не вимагає обладнання, що дорого коштує і є простим в обслуговуванні. 8. Застосовуються картоплеочищувальні машини періодичної дії МОК - 125, МОК - 250, МОК -400 та безперервної дії КНА - 600. Ці машини суттєво відрізняються по своїй конструкції та принципу дії. В залежності від форми робочого органу картоплеочищувальні машини періодичної дії поділяються на конусні та дискові; у картоплечисних машинах безперервної дії робочі органи виконані у вигляді роликів. Конусні картоплечистки мають робочий орган у виді обертаючогося усіченого конуса, в якого днище та поверхня конічної частини з внутрішньої сторони виконані з абразивного матеріалу. Днище має три хвилеподібних виступу з збільшенням висоти хвилі до конічної частини робочого органу. Дискові картоплечистки мають робочий орган у вигляді диску, який обертається, верхня поверхня якого має хвилеподібну форму та виконана з абразивного матеріалу. Поверхня диску має 2-4 хвилі, висота яких постійно збільшується від середини диска до його країв. В центрі диску висота хвиль прямує до нуля. Очищення риби лускових порід від луски є механізованим процесом, сутність якого полягає у здиранні луски за допомогою зубців з загостреними кромками. Зубці знаходяться на поверхні шкребка, який є робочим органом машини РО - 1М, приводиться в дію електродвигуном, виконуючи обертаючі рухи. По своїй висоті ці хвилі значно вищі, чим хвилі на днищі конічного робочого Деякі зарубіжні зразки картоплечисток періодичної дії мають робочий орган у вигляді ввігнутої чаші з плавним переходом від днища до нахильної поверхні. На нижній стороні робочих органів картоплечисток періодичної дії розміщені вертикальні лопаті для видалення відходів. Для здирання шкірки бульб поверхня робочих органів картоплечисток замість абразивного матеріалу може бути виконана з спеціально обробленого металу чи пластмаси. Тема 2.3. Процеси отримання однорідних і неоднорідних систем з твердих продуктів, процес пресування. Програма 9. Суть і призначення процесу подрібнювання, його теоретичні основи. Характеристика продуктів, що надходить на дроблення. Основні засоби дроблення: роздавлення, розмелення, зрушення, розламування, розпилення, різання і розтирання. Поняття про тонке, мілке, середнє і крупне дроблення. 10. Теорія різання, його види. Переваги та недоліки різних засобів різання. 11.Апаратне забезпечення процесу різання. 12. Забезпечення процесу дроблення апаратами. 13. Теоретичні основи пресування. Призначення процесу віджимання, формування, штампування у закладах ресторанного господарства. 14. Типи і принцип роботи апаратів для пресування у закладах ресторанного господарства. Методичні вказівки 9. Подрібненням називається процес поділу матеріалу на частини, що здійснюється завдяки механічній дії. Процес подрібнення характеризується ступенем – відношенням середніх розмірів шматків матеріалу до (D) і після (d) подрібнення. Розрізняють: лінійну ступінь подрібнення i = D/d об'ємну iоб = D3/d3 Часто для характеристики подрібненого матеріалу використовують так звану межу крупності: верхню (+d1), нижню (-d2). Це означає: не дрібніше d1 і не більше d2. Розрізняють два види подрібнення: дроблення, якщо подрібнені частинки не мають форми, і різання, якщо одночасно із зменшенням розміру частинкам надається певна форма. У громадському харчуванні подрібнення використовується для: підготовки сировини до приготування страв; надання продукту необхідної консистенції і форми; порціонування продукту; переробки відходів сировини та залишків їжі. Залежно від розмірів шматків вихідної сировини та кінцевого продукту подрібнення умовно поділяють на кілька класів: Таблиця 1. Класи дроблення.
На практиці часто дрібне, тонке і колоїдне дроблення здійснюється у водяному середовище, яке виключає пилоутворення і сприяє більш легкому вивантаженню подрібненого продукту із млина. Залежно від напрямку, точки прикладання та тривалості дії зовнішніх сил, які здійснюють подрібнення тіл, розрізняють способи подрібнення. Приведемо стислу характеристику способів подрібнення. Під час роздавлювання під дією навантаження, створюваного силою Р на нажимну плиту, матеріал деформується по всьому об'єму. Коли внутрішнє напруження у ньому перевищить межу міцності на стиск, він руйнується. При цьому утворюються частини різного розміру та форми. Процес розколювання здійснюється за рахунок створення великих концентрацій навантажень у місцях контакту матеріалу з клиноподібним робочим елементом, на який діє сила Р. Спосіб розколювання досконаліший порівняно з роздавлюванням, оскільки дає можливість регулювати розмір одержуваних частинок. Процес розламування здійснюється під впливом згинальних сил Р. Під час розтирання тіло подрібнюється під впливом стискальних, розтягувальних і зрізувальних сил. Утворюється дрібний порошкоподібний продукт. Процес використовується у тонкому і колоїдному помелах. Під час подрібнення за рахунок розбивання тіло розпадається на частинки під дією динамічного навантаження. У випадку сконцентрованого навантаження створюється ефект, схожий на той, який має місце під час розколювання, а у разі розподілу зусиль на весь об'єм тіла ефект руйнування схожий на ефект роздавлювання. Під час розривання тіло руйнується під дією розтягувальних сил у результаті виникнення напруження у матеріалі, яке перевищує межу міцності на розрив. Процес різання здійснюється ножами, під дією яких створюється зусилля Р, направлене під визначеним кутом до матеріалу, який подрібнюється. Матеріал подрібнюється на частинки наперед заданих розмірів і форми. Процес повністю керований. Розпилювання здійснюється за рахунок використання пил, зубці яких являють собою ножі. Вплив пил здійснюється шляхом натиснення її на подрібнюваний матеріал, а також переміщення пил у площині подрібнювання. Результати такі самі, як і після різання. На практиці часто комбінують різні способи подрібнення матеріалів. Так, наприклад, розтирання завжди супроводжується роздавлюванням чи розбиванням, розламування - розколюванням або роздавлюванням. Це дозволяє з меншою витратою енергії найбільш ефективно здійснювати подрібнення матеріалу. Вибір способу подрібнення залежить від фізичних властивостей і розмірів матеріалу. Основне значення має міцність матеріалу. Тверді та крихкі матеріали типу кристалів цукру або сухого зерна можна подрібнювати розбиванням або розтиранням. Пластичні матеріали, наприклад м'ясо, необхідно кутерувати. Вчені - механіки, виходячи із теорії міцності твердих тіл, довели, що опір будь - якого матеріалу стиску завжди більший опору розтягання. Досліди показують, що матеріали чинять максимальний опір роздавлюванню, менший - розколюванню, ще менший - розтиранню, тобто зсуву, а мінімальний - розриванню. 10. Різання - це процес механічного розрізання твердого чи напівтвердого матеріалу за допомогою робочого органу, що вклинюється в нього. Найчастіше різання проводять з допомогою ножів, які мають прямолінійну, криволінійну та дискову форму. Різання може бути проведено таким чином: нерухомий продукт і рухомий ніж; продукт, що насувається на нерухомий ніж; поєднання обох цих рухів (застосовується в м'ясорубці ). Залежно від відносного руху робочого інструменту й продукту різання поділяють на рубане та ковзне. При рубаному різанні лезо ножа деформує продукт і ущільнює його поверхневий шар, де виникають місцеві контактні напруження стискання. Щойно вони досягають граничної величини, відбувається руйнування продукту під гострою кромкою леза ножа. Рубання застосовується у тих випадках, коли до поверхні зрізу не ставлять вимог, вона виходить нерівною. При ковзному різанні внаслідок руху ножа перпендикулярно різальній кромки відбувається проникнення його в товщу продукту, а при русі ножа вздовж різальної кромки - перепилювання дрібними зубчиками волокна та стінок клітин продукту. Тому при ковзному різанні ущільнення продукту незначне і менше витрачається зусиль на його різання, ніж при рубаному. Поверхневий зріз при ковзному різанні виходить більш гладким і рівним, продукт значно менше деформується. Тому на підприємствах громадського харчування, де широко використовують соковиті пористі продукти і вироби з них переважно застосовується ковзне різання. 11. Різальні машини. Процеси різання застосовують у консервному, цукробуряковому, м'ясопереробному, хлібопекарному, кондитерському та інших виробництвах. Різання надає сировині певної форми, розмірів та необхідної якості поверхні. Робочим органом у різальних машинах є ніж. Ножі мають форму двогранного одностороннього або двостороннього клина. Грань А одностороннього клина є робочою, або лицевою. Плоска грань Б називається опорною. У двосторонньому клині обидві грані робочі. Лінія перетину граней називається ріжучим (робочим) пругом або лезом. Кут а і 2а між гранями називається кутом загострення. Різання за допомогою ножів часто називають різанням лезом. Якщо ріжучий пруг ножа має зубчасту форму, ножі називають пилками. Різання можна поділити на три основні види: різання пуансоном, різання різцем (плоским клином), різання ножем. Пуансон під дією сили Р, яка направлена перпендикулярно своїй робочій грані, зрізає матеріал, що знаходиться на матриці. За його допомогою ріжуть в основному тверді харчові продукти, наприклад овочі. Різець і ніж діють на матеріал, що знаходиться па опорній плиті, як клини. За їх допомогою ріжуть тверді, пластичні і м'які харчові продукти: м'ясо, рибу, хліб, овочі тощо. Залежно від форми і конструкції різального інструменту різальні машини поділяють на три групи: - з дисковими ножами; - з фігурними ножами (серпоподібними, прямокутними та ін.); - з комбінованими ножами, які розрізують продукт у двох взаємноперпендикулярних напрямках. Ножам у різальних машинах надають обертового, поступального, поворотно-поступального, планетарного і вібруючого руху. Є різальні машини, в яких ножі нерухомі. Залежно від напрямку відносного переміщення ножа і продукту подрібнювання поділяється на рубку та різку. Під час рубки різальний інструмент переміщується відносно продукту перпендикулярно ріжучому пругу (лезу), під час різки - під гострим кутом до ріжучого пруга. Звісно, під час різки па відміну від рубки для здійснення процесу потрібні менші зусилля за кращої якості поверхні розрізу. Найбільшого поширення в харчовій промисловості набули дискові і відцентрові різальні машини, а також вовчки та кутери; вони мають декілька різновидів. Багатодискові різальні машини. М'ясорізка використовується для розрізування шматків м'яса на смуги певної ширини. У корпусі із завантажувальним бункером змонтовані вал з дисковими ножами і напрямний гребінець. Дискові ножі закріплені на валу з проміжними шайбами між ними. Дискова овочерізка працює так. Корпус овочерізки має форму колового клина. Сировина подається в робочу зону бункера і при обертанні диска під дією відцентрової сили заклинюється між корпусом і диском. Лезо ножа, що закріплений на диску, зрізає шар матеріалу. Нарізані овочі вивантажуються через лоток. 12. До всіх машин для подрібнення можна сформулювати такі загальнівимоги: рівномірність шматків подрібненого матеріалу; своєчасне видалення подрібнених шматків із робочого простору; зведення до мінімуму пилоутворення; безперервне і автоматичне розвантаження; можливість регулювання ступеня дробіння; можливість легкої заміни швидко- зношуваних деталей; невелика витрата енергії на подрібнення одиниці продукції; необхідність мати запасні частини, які під час деформації або виходу із ладу запобігали б аварії всієї машини. Під час вибору машини для подрібнювання необхідно керуватись правилом, згідно з яким процес проводять тільки в тих машинах, які можуть забезпечити необхідний ступінь дроблення продукту. Крупне подрібнення в харчових виробництвах знаходить обмежене розповсюдження. До машин, які здійснюють таке подрібнення, відносяться щокова і конусна дробарки. На рисунку 1 приведено схему щокової дробарки, яка використовується для дроблення вапнякового каменю у цукробуряковому виробництві ( вапно очищає цукровий сік від пігментів і небажаних домішок ). Робочими елементами щокових дробарок є дві щоки: нерухома і рухома, яка здійснює зворотно - поступальний рух. Матеріал подрібнюється у просторі між щоками, який називається пащею. Під час зближення щік шматки матеріалу руйнуються, а під час розходження подрібнений матеріал випадає крізь нижню щілину в пащі. Приводить у дію рухому щоку через розпірні плити ( запобіжна частина дробарки ), шатун, з'єднаний з ексцентриковим валом. Тяга і пружина створюють натяг у рухомій системі та сприяють холостому ходу рухомої щоки. Ширину випускної щілини регулюють устроєм із двох клинів. До найпоширеніших у харчовій промисловості дробарок давильної дії належать валкові дробарки, їх використовують для середнього і тонкого дроблення зерна у млинах і на крупорушках, солоду на пивоварних заводах, плодів і овочів на консервних заводах, шоколадної маси у кондитерському виробництві і т.д. Робочою частиною валкових дробарок є горизонтальні валки, кількість яких може бути різною; найчастіше дробарки мають пару валків. Циліндрична поверхня валків може бути гладкою, зубчатою, ребристою або рифленою. Дробарка складається з валків, які обертаються назустріч один одному. Підшипники валка нерухомі, а валка - рухомі. Останні утримуються за допомогою пружини, що дає можливість валку змішуватись, коли у дробарку потрапляють надто міцні сторонні предмети. За однакової швидкості обертання обох валків захоплений ними матеріал попадає у вузький проміжок ( зазор ) і роздавлюється. Якщо швидкість обертання валків різна ( при співвідношенні швидкостей 1 : 2,5 для рифлених і 1 : 1,25 або 1 : 1,5 для гладких валків ), то матеріал, крім роздавлювання, піддається розтиранню, а у випадку використання рифлених або зубчатих валків - ще і розколюванню. Для дрібного і тонкого подрібнення ( помелу ) зерна, цукру, солі, солоду, сухих плодів і картоплі у харчовій промисловості використовують машини, в яких процес подрібнення здійснюється розбиванням. До цієї групи відносяться молоткові дробарки і дезінтегратори. В молотковій дробарці сировина подрібнюється від ударів молотків, які обертаються, а також внаслідок ударів матеріалу о ребристу поверхню стінок корпусу. Матеріал вивантажують крізь сито, величина отворів якого визначає ступінь подрібнення матеріалу. Ступінь подрібнення матеріалу залежить від швидкості обертання молотків. Колова швидкість на кінцях молотків дробарки під час дроблення зерна становить 70...90 м/с. Дезінтегратори належать до дробарок, подрібнення в яких ґрунтується на принципі вільного удару. Дезінтегратор має два диска, кожен з яких дістає рух від окремого приводного вала. Вали обертаються у протилежних напрямках від шківів. На дисках по концентричних колах закріплені пальці. Ряди пальців одного диска проходять між рядами пальців другого. Матеріал надходить у дробарку через бункер і подрібнюється ударами пальців дисків, що швидко обертаються. Подрібнений матеріал вивантажується крізь люк у нижній частині корпусу. Швидкість обертання дисків 200... 1200 об/хв.. Дезінтегратори мають високу продуктивність, що досягає 0,6 кг/с. Переваги дезінтеграторів: простота пристрою, високі продуктивність і ступінь подрібнення, надійність у роботі. Недоліки: підвищене спрацювання пальців, значне пилоутворення, великі витрати енергії. Барабанні млини широко використовують для тонкого помелу матеріалів в багатотонних виробництвах. Робочими елементами цих млинів є захищений броньованими плитами барабан і завантажені в нього подрібнювальні тіла (фарфорові або стальні кулі, стержні, морська галька і т.п.). Під час обертання барабана подрібнювальні тіла відцентровою силою притискаються до його стінки, піднімаються на деяку висоту, а потім під дією сили тяжіння падають або скочуються вниз. Матеріал, який знаходиться у барабані подрібнюється шляхом розтирання і удару. Подається матеріал у млин і виводиться з нього крізь порожнисті цапфи барабана. Переміщується матеріал під дією різниці його рівнів на вході і виході, а також під дією обертання барабана. У практиці досить часто використовують також комбіновані подрібнювані. Прикладом такої машини є комбінований млин, який використовують у кондитерському виробництві для тонкого подрібнювання горіхів та крупки. Млин відносишся до обладнання ударної та розтирально-роздавлювальної дії. Він обладнаний дезінтегратором і трьома валками, які змонтовані на загальній станині. У дезінтеграторі відбувається попереднє грубе подрібнювання продукту, а валки забезпечують його остаточне тонке подрібнювання. Із бункера шнековий дозатор забезпечує рівномірну подачу продукту на дроблення. Пройшовши магніт, продукт попадає на дезінтегратор з пальцями, а з останнього -через патрубок у зазор між валками. Валок обертається швидше, чим валок, тому подрібнювана маса, пройшовши зазор між ними, переходить на валок. Над валком розміщений валок, який обертається швидше від валка. Завдяки тому, що зазор між валками становить 50-100 мкм, за різної частоти обертання досягається ефект роздавлювання частинок та їх розтирання. Тонко подрібнена маса знімається з валка ножем, по якому вона стікає в лопатевий змішувач. Регулювання зазорів між валками здійснюється за допомогою індивідуальної гідравлічної системи. Усі розглянуті апарати призначені для подрібнювання твердих матеріалів і продуктів. Однак у харчовій промисловості та ресторанному господарстві часто виникає необхідність подрібнити сировину і продукти, які складаються з твердих і м'яких компонентів. Це м'ясо-кісткова та рибна сировина, овочі, ягоди та фрукти для виготовлення з них паст і пюре, бульби картоплі подрібнені в кашку у виробництві крохмалю. Наприклад, у консервному виробництві використовуються протиральні машини, робота яких полягає у відокремленні подрібненої маси овочевої та плодово-ягідної сировини від насіння, камер насінного гнізда і шкірки. Основними робочими елементами протиральної машини є нерухоме циліндричне металеве сито і розміщені в ньому лопаті - била, які обертаються на валу. Плоди кісточкових культур протирають на протиральних машинах з билами із дроту чи з гумовими накладними билами. Сировина з бункера подається в циліндричне сито. Відцентровою силою, яка виникає під час обертання бил, продукт притискується до сита. Під впливом бил відбувається роздавлювання, розтирання продукту та продавлювання м'якоті через сітчасті стінки сита. Подрібнена маса продукту збирається в збірнику. Била встановлюються під невеликим кутом (1-3°) до осі циліндричного сита, внаслідок чого шкірка й насіння, які не пройшли через сито, переміщуються вздовж циліндра і вивантажуються через розвантажувальний патрубок. Процес подрібнювання - один з основних етапів технології виробництва картопляного крохмалю. Від якості подрібнювання сировини залежить вихід крохмальних зерен, які містяться в клітинах картоплі. Для подрібнювання бульб картоплі в кашоподібну масу використовують терочну барабанну машину. У харчовій технології має місце також процес шліфування -видалення відносно тонких поверхневих шарів матеріалу із зернистих або штучних твердих продуктів округлої форми: коренеплодів, зерна, зернових крупок тощо. Для цього використовують машини з абразивними поверхнями, які обертаються і знімають тонку шкурку з поверхонь коренеплодів або зерен. Зняте лушпиння відводиться з машин водою або повітрям. Варіанти конструктивного оформлення подібних машин різноманітні і розглядаються в спеціальних роботах. 13. Пресуванням називається процес механічної обробки продукту із застосуванням зовнішнього надлишкового тиску в спеціальних апаратах – пресах. Він має три основні мети: 1). Відділення рідини із твердого залишку (віджимання); 2). Надання пластичним матеріалам визначеної форми (формування, штампування, екструзія); 3). Ущільнювання матеріалів для підвищення їх міцності і зручності транспортування (брикетування, таблетування і грануляція). Віджимання рідини використовується у таких випадках: - коли рідина є набагато ціннішою ніж твердий залишок; - коли твердий залишок є цінний продукт, а наявність у ньому рідини погіршує умови зберігання, транспортування і подальшого використання; - коли цінною є рідина, і твердий залишок. Прикладом першого призначення є віджимання соку із цукрової тростини, виділенні соків із ягід і плодів у виноробстві і консервному виробництві, виділенні олії з насіння соняшника у виробництві масел, віджиманні жиру із м'ясної шкварки у м'ясному виробництві. Приклади другого призначення - віджимання води з пір'я після миття, вмісту кишок у м'ясопереробній промисловості. Сироватки від сирної маси у виробництві сиру. Приклад третього призначення - розділення какао тертого на два продукти: какао масло і какао жом у кондитерському виробництві. Найбільш розповсюдженим віджиманням є одержання соків із плодів і ягід (у світі щорічно переробляють біля 70 млн. тон винограду, 40 млн. тон яблук та 35 млн. тон цитрусових плодів), то зупинимось на розгляді цього процесу. Формуванням надають пластичним матеріалам визначену форму. Цей спосіб обробки використовують для формування хлібопекарських дріжджів, виготовлення з тіста хлібобулочних і макаронних виробів, формування карамелі, цукеркових мас і заготовок з тіста у кондитерському виробництві. Обробка матеріалів формуванням припускає такі 4 способи його здійснення: нагнітання, прокатування, штампування і екструзію. Під час здійснення процесу формування пластичних мас враховуються їх фізико - механічні характеристики, насамперед – ( в'язкість, пластичність, еластичність та адгезійна властивість). ІІроцес пресування сипких матеріалів - брикетування широковикористовується під час виробництва цукру - рафінаду, багатьох харчових концентратів, вітамінів, комбікормів. Його головна мета - зв'язати частини зернистих сипких матеріалів у певну форму - таблеток, округлих гранул, кубиків, паралелепіпедів, брикетів і таке інше. Це дозволяє збільшити якість і тривалість використання продукту, зменшити витрати, покращити транспортування тощо. Різновидністю брикетування є таблетування і грануляція. Таблетки і гранули мають менші розміри у порівнянні з брикетами. Промисловість виробляє гранульований чай, каву, харчові концентрати, цукерки та ін. Процес брикетування знаходить особливо широке використання у цукрорафінадному виробництві, розглянемо цей процес. Під час пресування рафінадної кашки вологістю 2…3% відбувається переміщення кристалів і заповнення простору між ними. Поруватість маси при цьому зменшується, збільшується взаємне зчеплення кристалів у брикеті, який набуває міцності. Міцність пресованого рафінаду збільшується з підвищенням вологості і температури рафінадної кашки. При цьому волога, яка є в кашці, під час сушіння кристалізується і виконує роль речовини, що цементує і зв'язує кристали у брикеті. 14. У харчовій промисловості для віджимання рідин використовують преси самих різноманітних конструкцій періодичної та безперервної дії. їх можливо розділити на такігрупи: механічні, гідравлічні та пневматичні. Найбільш широке розповсюдження одержав гідравлічнийпрес. Він діє періодично і приводиться в рух за допомогою рідини, яка нагнітається насосом високого тиску. Застосовують прес з двома або трьома платформами, одна з яких знаходиться під тиском, а інші - на розвантаженні вичавків і завантаженні м'язги. Після видавлювання соку платформи міняють місцями: платформа з новою м'язгою надходить на видавлювання соку, а інші - на розвантаження і завантаження. Під тиском у робочий циліндр 6 насосом подається мінеральне масло, яке примушує плунжер, з'єднаний з плитою - траверсою, рухатися угору. Плита піднімається по направляючим колонам, які з'єднані з верхньою нерухомою плитою. Віджата рідина (сік чи рослинна олія) збирається у чашці на траверсі. Останнім часом на підприємствах харчової промисловості преси періодичної дії замінюють пресами безперервної дії. Зразком можуть бути шнекові преси. Пресуючі зусилля в цих пресах створюється одним чи декількома шнеками, які переміщують матеріал. На рисунку 2 представлена схема шнекового пресу, який використовують для віджимання, олії, томатного, виноградного та інших соків із м'язги. У перфорованому циліндрі, розміщеному у горизонтальному корпусі, розташований шнек 3 з шагом, який зменшується. Шнек 3 призначений як для транспортування матеріалу, так і для віджимання із нього рідини, яка відводиться у вигляді різних фракцій через отвори в основі корпусу. Остаточне добування рідини досягається в камері тиску 4. Вихідний отвір преса закривається конусом 5, за допомогою якого регулюється ширина кільцевого зазору, о отже і ступінь віджимання рідини. Внутрішню частину циліндрів і вал таких шнеків виконують циліндричними або ступінчатими; витки шнеків виготовляють різними за профілем, довжиною і висотою. Преси, які використовуються для формування матеріалів залежно від способу дії поділяються на нагнітаючі, прокатувальні (закатувальні) і штампувальні. Нагнітаючі преси широко використовуються для формування дріжджів, макаронних, цукеркових та інших виробів. Такі преси безперервної дії складаються із нагнітаючого пристрою і формуючого пристрою - матриці. Основна частина нагнітаючих пресів - матриця - являє собою металевий диск (кругла матриця) або прямокутну пластину (тубусна матриця) з наскрізними отворами, профіль яких визначає форму та зовнішній вигляд виробу (трубка, нить, стрічка та ін.). Шнековий прес для. виготовлення макаронів, вермішелі і локшини, зображений на рисунку , складається з тісто змішувача, нагнітаючого шнека і пресової головки, яка забезпечує рівномірний тиск тіста на матрицю. Прокатувальні преси, які використовуються для надання шматкам тіста кулеподібної форми, називаються округлюючими машинами, а циліндричної форми - закатувальними. Округлювання і закатування шматків досягається при просуванні матеріалу між двома робочими поверхнями, які переміщуються відносно одна одної і чинять деякий тиск (до 0,1 МПа) на пластичну масу –тісто. Закатування шматків тіста проходить під час просування його вздовж зазору, утвореного стрічками двох транспортерів, які перемішуються в протилежні сторони з різними швидкостями. Шматок тіста при цьому, обертаючись навколо своєї вісі, рухається до виходу із зазору і поступово набуває форми циліндра. Штампувальні преси використовуються у кондитерській промисловості при виробництві печива. При цьому на поверхню виробу досить часто наноситься малюнок. Матеріал, що формується (тісто), із лотка підбирається приймальним барабаном. Потім на нього впливає штампувальний барабан 4, на якому нанесено штамп малюнка. Матеріал, на який нанесено малюнок, подається відповідним барабаном на лоток для готового продукту. У харчових виробництвах і громадському харчування все ширше використовується екструзія. Продукти, які одержують за допомогою цього процесу, мають підвищені харчові властивості, меншу густину, більшу гігроскопічність і крихкість, краще засвоюються організмом людини. Це -кукурудзяні палички, сухі сніданки, фігурні круп'яні вироби, харчові концентрати швидкого приготування. Екструзія - продавлювання тістоподібної маси через матрицю під тиском і за високої температури. Для здійснення екструзійних процесів використовують різні екструдери. На рисунку 6 представлено схему черв'ячного (шнекового) екструдера. Продукт, який підлягає екструзії, завантажується у бункер з порожниною для охолоджуючої води. Із бункера продукт затягується і переміщається вздовж апарата черв'яком (шнеком), у канал якого поступає гаряча вода для нагрівання продукту. Циліндр 4 також нагрівається за рахунок електричних нагрівачів 10. Нагрітий або навіть розпалений продукт черв'яком продавлюється через фільтруючу сітку, а потім решітку у головку. Із головки продукт виходить через формуючий канал - матрицю. За рахунок миттєвого перепаду тиску і фізико - хімічних змін продукт, що виходить із екструдера, спучується і набуває пористої структури. Для брикетування рафінаду особливо широке використання одержали машини із зворотно - поступальним рухом пуансонів і з одностороннім пресуванням. До числа таких машин відноситься карусельний прес, схему роботи якого зображено на рисунку. Пресування відбувається у спеціальних формах (матрицях) за допомогою пуансонів, що стискають кашку. Пуансон опускається у нижнє положення (позиція 1), після цього матриця наповнюється продуктом (позиція II), потім здійснюється стиснення матеріалу пуансоном (у цю мить над матрицею знаходиться плита, позиція III), і, нарешті, пуансон виштовхує готовий брикет із матриці (позиція ІУ). Особливим пристроєм брикет зсувається на транспортуючий механізм. |