Курсовая работа: Машинно-аппаратурная схема производства томатного пюре мощностью 1 т в сутки
Инспекция и сортировка. Завершается мойка сырья сортировкой по качеству. На этом этапе удаляют гнилые, заплесневевшие, недозревшие и пораженные болезнями плоды. На современных поточных линиях продукты сортируют флотационным способом. Флотационный способ сортирования основан на разной скорости всплывания в потоке воды зрелых и зеленых томатов. Для сортирования по цвету (красные, бурые и зеленые) применяют фотоэлектронные сортирователи.
Дробление томатов. Вымытые и отсортированные плоды дробят для облегчения последующего протирания в дробилках-семеотделителях.
Нормализация пульпы. В процессе производства концентрированных томатопродуктов нерастворимые в воде части (кожица, семена, сосудистые волокна) плода, не представляющие для получения готового продукта, удаляют, что приводит к перераспределению растворимых и нерастворимых веществ по сравнению с сырьем, соотношение их меняется. Оптимальное соотношение растворимых и нерастворимых веществ должно находиться в пределах 7 – 10. Поэтому пульпа нуждается в понижении доли нерастворимых веществ, с тем чтобы отношение растворимых и нерастворимых веществ приблизилось к оптимальному. Этот процесс называют нормализацией пульпы, ее достигают путем протирания пульпы, подогрева, вторичного протирания и прессования отходов.
Грубое протирание – неподогретую дробленую пульпу протирают на протирочной машине с диаметром отверстий сит 5 мм. В результате этой операции отделяются грубые включения, кроме того, на 30 – 50% снижается массовая доля горького вещества томатов – соланина, что улучшает вкус и качество готовой продукции.
Подогревание пульпы – грубопротертую пульпу направляют на трубчатые или пластинчатые подогреватели, где ее подогревают до 75±5 °С. При этом происходит гидролиз протопектина в пектин, что облегчает отделение кожицы от мякоти, мякоть переходит в пульпу и отходы снижаются в три раза. Кроме того, подогрев инактивирует ферменты, разрушающие пектин, способствуют его сохранению, что придает продукту однородную консистенцию.
Вторичное протирание –подогретая грубопротертая пульпа поступает в сдвоенную протирочную машину, где на первом сите с диаметром отверстий 1,2 мм удаляются оставшиеся семена и их частицы, кожица и грубые волокна, а на втором сите с диаметром отверстий 0,4 мм окончательно протирают массу до получения тонкодисперсной консистенции. Протирание через сито с диаметром отверстий 0,4 мм получило название финиширование.
Протирание, из-за неизбежного взаимодействия сырья с воздухом, приводит к неизбежному окислению, что требует ускоренной работы.
При протирании извлекается 80 – 88% легко отделяемой жидкой части томатной массы, отходы же возрастают до 12 – 15% (используемые отходы). Минеральную примесь удаляют после протирания массы через сито с диаметром отверстий 0,4 мм на гидроциклонах, что снижает количество примеси в 10 раз. Для сокращения потерь используемые отходы направляют на Разваривание при температуре 96±2 °С в аппараты шнекового типа или других типов, а затем в стекатель для отделения сока.
Прессование отходов. Оставшиеся отходы прессуют на прессе, их влажность после прессования не должна превышать 65±3%. Такая обработка позволяет дополнительно извлечь 6 – 8% томатного сока, который добавляют в протертую томатную пульпу, что снижает ее вязкость. В результате нормализации в мякоти пульпы уменьшается содержание клетчатки, лигнина, протопектина, пентозанов, что увеличивает отношение растворимых и нерастворимых веществ. Снижение вязкости пульпы приводит к увеличению ее температуропроводности, теплоемкости, что в целом улучшает работу выпарных станций.
Стерилизация томатной массы в потоке. Низкая активная кислотность рН (4,0 – 4,7) томатной пульпы, повышенная загрязненность при машинной уборке приводят к необходимости подвергать ее жесткой тепловой обработке для подавления микроорганизмов, в том числе и возбудителей ботулизма Clostridiumbotulinum. Стерилизацию осуществляют в многоходовых трубчатых теплообменниках. Температура стерилизации 125 °С, экспозиция 70 сек или 130 °С в течении 55 сек (для массы с рН выше 4,4).массу подают на стерилизацию насосами, обеспечивающими давление продукта на выходе из стерилизующей системы не ниже 280 кПа. Стерилизованную томатную массу перед подачей в вакуум-выпарные установки с выносными поверхностями нагрева не подвергают охлаждению, а направляют через редукционный вентиль в сепаратор первого корпуса (по продукту). Для аппаратов с расположением поверхности нагрева внутри корпуса томатную массу после выдерживания подвергают охлаждению до температуры 85±2 °С во избежание потерь продукта с соковыми парами. Охлаждение можно осуществить за счет самоиспарения в емкости при давлении, равном либо меньше атмосферного. Для вакуум-выпарных установок с выносными поверхностями нагрева допускается производить стерилизацию томатной массы до массовой доли сухих веществ 8%. Затем стерилизуют по режимам, как и для исходной массы, после чего направляют в сепаратор последующего корпуса. Если разность между температурой кипения в этом корпусе и температурой поступающего продукта не превышает 50 °С. Если оговоренная разность температур больше 50°с, то перед поступлением в последующий аппарат массу следует охладить.
Если в томатной массе соотношение растворимых и нерастворимых веществ меньше 6,5, то томатную массу направляют на производство томатного пюре, а если выше, то томатной пасты.
Варка томатного пюре. При производстве томатного пюре для уваривания пульпы можно использовать выпарные чаны – аппараты открытого типа, изготовленной из нержавеющей стали или покрытые изнутри кислотоустойчивой и термостойкой эмалью. Внутри корпуса установлена нагревательная змеевиковая камера, куда попадает пар давлением 0,08 – 0,12 МПа. Томатную массу с температурой 90 – 95 °С загружают в аппарат сверху через загрузочный люк. Выпаривание происходит при непрерывном доливе массы и поддержании слоя продукта над змеевиками около 100 мм. Когда массовая доля сухих веществ будет на 2 –3% ниже требуемой по стандарту, долив прекращают и заканчивают варку. При достижении заданных значений сухих веществ в змеевики пускают воду во избежание образования нагара, обусловленного оголением змеевиков при загрузке чана. Продолжительность варки 15%-ного пюре 25 – 30 мин, 20%-ного – 40 – 45 мин. Готовый продукт выгружают снизу одновременно с пуском воды в змеевики.
Также для концентрирования томатной массы можно использовать вакуум-выпарные установки.
Фасование. После чего продукт фасуют в тару. Для этого могут быть использованы металлическая и стеклянная тара вместимостью не более 10 дм3 , а также алюминиевые тубы вместимостью не более 0,2 дм3 .
Перед фасованием томатное пюре подогревают до 90 – 93 °С, в случае последующей пастеризации в непрерывно действующих аппаратах – лишь до 85 °С, а при тепловой обработке в автоклавах – до 94±2 °С при консервировании методом горячего розлива.
Томатное пюре фасуют на автоматических наполнителях для густых масс, укупоривают банки лакированными металлическими крышками и пастеризуют либо стерилизуют в автоклавах при температуре 100 °С в течении 10 – 35 мин в зависимости от вместимости тары.
Консервирование пищевых продуктов при помощи тепловой стерилизации заключается в том, что продукт, уложенный и укупоренный в герметичной таре, подвергается некоторое время нагреванию. Тепловая обработка в общих чертах проводится следующим образом. Консервные банки загружают в стерилизационный аппарат, в котором постепенно повышают температуру, доводя ее до требуемой (необходимой для уничтожения микроорганизмов). Эту температуру поддерживают в течение некоторого промежутка времени, затем ее постепенно понижают, доводя до температуры окружавшей среды. Только после этого пастеризованные банки вынимают из аппарата.
На промышленных консервных заводах при производстве концентрированных томатных продуктов широко внедряют асептическое консервирование. Этот способ заключается в раздельной поточной стерилизации продукта и тары при повышенной температуре с последующим охлаждением его и розливом в асептических условиях в стерильную тару.
Качество концентрированных томатных продуктов нормируют и оценивают по действующим государственным стандартам. Томатное пюре выпускают высшего и первого сортов. По внешнему виду масса должна быть однородной и тонкоизмельченной, без семян и кожицы. Вкус и запах должны быть натуральные, без горечи, пригара и посторонних привкусов. Цвет – характерный для томатопродуктов. У первого сорта допускают коричневый бурый оттенок.
2. Расчетно-аналитическая часть
2.1 Описание применяемого оборудования
Для подачи томатов с сырьевых площадок используют гидравлический транспортер. Гидравлический транспортер представляет собой желоб, имеющий в поперечном сечении форму полукруга с вертикальными стенками. Уклон транспортера должен составлять 8 – 12 мм на 1 пог. м его длины. Для нормальной работы радиусы закруглений в плане должны быть не менее 2,5 – 3,5 м. скорость движения потока в гидравлическом транспортере определяется по формуле
υ = Ċ√RI
где Ċ – коэффициент шероховатости (для цементированных гидравлических транспортеров томатных линий Ċ = 26,5); R – гидравлический радиус; I – уклон русла (0,08–0,12).
Расход воды на 1 кг томатов около 4 –5 л, скорость перемещении плодов по транспортеру 0,7 – 1,0 м/с.
Для обработки поступающего сырья на консервных заводах широко применяют вентиляторные моечные машины. В этих машинах вода в отмоечной части подвергается турбулизации воздухом от вентилятора. Моечная машина Т1-КУМ-5 предназначена для мойки овощей и фруктов. Продукт загружается в моечное пространство ванны, заполненной водой, где интенсивно моется в результате барботажа посредством сжатого воздуха. Из моечного пространства ванны вымытый продукт выносится наклонным транспортером, на верхней части которого (перед выгрузкой) ополаскивается водой из душевого устройства. Выгружается продукт через лоток. Водой ванна заполняется через душевое устройство и патрубок, установленный на боковой стенке ее. В процессе работы пополнение водой осуществляется через душевое устройство. Горячая вода сливается через боковые прорези в стенке ванны.
Производительность вентиляторной моечной машины (кг/ч) можно определить по формуле:
Q=3600Bhφύp
где В-ширина ленты, м; h – высота слоя сырья, м; φ – коэффициент заполнения ленты (0,6–0,7); ύ – скорость движения ленты, м/с (ύ=0,12…0,16 м/с); p – насыпная масса сырья, кг/м3 .