Очистка сырья — одна из самых трудоемких операций в технологии консервирования пищевых продуктов. При очистке удаляют несъедобные части сырья - плодоножки плодов, чашелистики ягод, гребни винограда, семенные камеры, кожицу некоторых видов сырья. Многие из этих операций механизированы. Существует, например, машина для срезания зерен с кукурузных початков, очистки от кожицы коеплодов и клубней с помощью абразивных материалов и т. д. Однако при очистке сырья зачастую применяется и ручной груд. То же можно сказать и в отношении последующих процессов измельчения сырья, которое нередко совмещается с операциями очистки.

Измельчение сырья производят для придания ему определенной формы, для лучшего использования вместимости тары, для облегчения последующих процессов (например, обжарки, выпаривания, прессования) . Эти операции, как правило, осуществляются машинным способом, хотя иногда и здесь встречается использование ручного труда.

За рубежом, например в Германии, выпускают машины для чистки и резки яблок, груш и цитрусовых плодов. Машины очищают плоды от кожицы, разрезают их на ломтики, половинки и дольки, а также удаляют сердцевину у яблок и груш. Эти машины карусельного типа. Загружают плоды вручную. Все последующие операции - срезание кожицы, надрезание плодов, удаление пуансоном сердцевины и разрезания на половинки или дольки - совершаются автоматически.

Весьма сложно осуществить механизированную очистку перцев от семенной камеры. На многих заводах эта операция до сих пор осуществляется вручную с помощью специальных конических трубочек. На Одесском консервном заводе изготовлены опытные образцы машины для очистки перцев. На консервные заводы нашей страны поставляются венгерские перцеочистительные и резательные машины для крупноплодного перца. Загружают плоды в носители машины вручную. Все остальные операции механизированы: сдавливание плодов для их фиксации, высверливание сердцевины вращающимися ножами, разрезание плодов на ломтики, продавливание их через решетку пуансона и выгрузка.

Особенно трудно механизировать снятие покровных листьев с лука. Хотя довольно успешно работают так называемые пневмолуко-чистки периодического действия, однако до поступления в эти машины необходимо вручную отрезать мочки и шейки у луковиц. После того как связь кожицы с луковицей нарушена, луковицы поступают в машину терочного типа, в которой они трутся одна о другую и о боковую поверхность и вращающееся дно с насечками, при этом кожицу сдувают напором сжатого воздуха под давлением 0,6 МПа. Значительное количество луковиц, очищенных на этих машинах, приходится дочищать вручную.

Для снятия кожицы с коеплодов используются также терочные устройства с абразивной поверхностью и паровая обработка под давлением пара 0,2-0,3 МПа в течение 10-30 с. При выходе из зоны повышенного давления наружу в результате самоиспарения влаги в подкожном слое кожура разрывается и затем легко отделяется в моечно-очистительной машине под действием вращающихся щеток и струй воды.

Некоторые виды плодового и овощного сырья поддаются химической очистке от кожицы. С этой целью используется обработка плодов в горячих растворах каустической соды. При воздействии горячей щелочи происходит гидролиз протопектина, которым кожица прикреплена к поверхности плода, и образуется растворимый пектин. То же происходит и с клетками самой кожицы. В результате кожица отделяется от мякоти плодов и легко смывается струями воды при последующем душевании. Для щелочной очистки персиков используют 10 % раствор каустической соды, нагретой до 90 °С, в котором персики выдерживают в течение 3-5 мин. Коеплоды обрабатывают 2,5-3 %-ным раствором каустической соды при температуре 80-90 °С в течение 3 мин. После щелочной очистки коеплоды отмывают от кожицы и щелочи в карборундовых моечных машинах со снятой абразивной поверхностью. Есть и другие варианты щелочной очистки моркови, согласно которым морковь обрабатывается 5-8 %-ным раствором каустической соды при температуре 95-100 °С, после чего промывается в барабанной моечной машине водой, подаваемой под напором 0,8-1,0 МПа.

При очистке плодов плодоножки можно отделять от плодов и ягод на вращающихся навстречу друг другу обрезиненных валках. Диаметр валков и зазор между ними нужно подобрать так, чтобы обеспечить захват и отрыв плодоножек без повреждения плода.

Большое разнообразие механических устройств используется для измельчения сырья на бесформенные кусочки или однородную пюреобразную массу, что делается, например, перед последующим отжимом мезги на прессах или при подготовке сырья к выпариванию влаги. Здесь применяются всевозможные дробилки (двухвальцовые, одно-и двухбарабанные, ножевые), плунжеые и дисковые гомогенизаторы (машины для тонкого измельчения, создающего однородную-гомогенную-массу), протирочные машины и т. п. Во многих из них плоды и овощи подвергаются не только разрушению или раздавливанию, но и сильнейшему удару о неподвижную деку с помощью рабочего органа, развивающего при вращении большую центробежную силу. В результате такой обработки цитоплазменные мембраны (оболочки) плодовых клеток повреждаются, клеточная проницаемость необратимо возрастает и выход сока при последующем прессовании получается достаточно высоким. То же можно сказать в отношении измельчения томатов на протирочных машинах перед последующим их увариванием в вакуум-выпаых аппаратах. Обычно измельчение томатной пульпы 30 ведется последовательно на двух или трех протирочных машинах с постепенно уменьшающимся диаметром перфорации (отверстий) сит. Например, в строенных протирочных машинах сита имеют следующие диаметры перфораций (в мм): первое -1,2; второе-0,7; третье - 0,5.

Чем тоньше измельчение, тем больше площадь поверхности испарения и тем, следовательно, больше скорость испарения влаги. Расчеты показывают, что площадь поверхности испарения при дроблении частиц томатной пульпы до диаметра 0,7 мм увеличивается по сравнению с площадью поверхности частиц диаметром 1,2 мм на 71 %, а при выходе с третьего сита - еще на 42 %.

Цель удаления несъедобных частей плодов и овощей - повысить пищевую ценность готового продукта и интенсифицировать диффузионные процессы при предварительной технологической обработке. К несъедобным частям сырья можно отнести кожуру, семена, косточки, плодоножки, семенные камеры и др.

В машинах и аппаратах для снятия кожуры с корнеплодов могут быть применены механический способ, термическое или химическое воздействие на обрабатываемый продукт.

Оборудование для очистки сырья механическим способом

Картофелечистка КНА-600М непрерывного действия (рис. 1) предназначена для очистки картофеля от кожуры. Рабочими органами являются 20 валиков 7 с абразивной поверхностью, образующих с помощью перегородок 4 четыре секции с волнообразной поверхностью. Над каждой из секций установлен душ 5. Все элементы машины заключены в корпус 1.

Сырье движется по роликам в воде от входа к выходу. Вследствие плавного движения и непрерывного орошения удары клубней о стенки машины ослабляются. Кожица снимается роликами в виде тонких чешуек. Сырье загружается в бункер 2 и попадает в первую секцию на быстровращающиеся абразивные ролики, очищающие клубни от кожицы. Сырье продвигается по волнистой поверхности

Рис. 1. Картофелечистка КНА-600М

роликов, одновременно очищаясь от кожуры. После прохождения четырех секций очищенные и обмытые под душем клубни подходят к разгрузочному окну и попадают в лоток 6.

Подачу воды регулируют вентилем 3, отработавшую воду с кожурой выпускают через патрубок 9.

Продолжительность пребывания клубней в машине и степень очистки их регулируют, изменяя ширину окна в перегородках, высоту подъема заслонки у разгрузочного окна и угол наклона машины к горизонту (механизмом подъема 8).

Техническая характеристика картофелечистки КНА-600М: производительность по очищенному картофелю 600...800 кг/ч; удельный расход воды 2...2,5 дм3/кг; мощность электродвигателя 3 кВт; частота вращения валиков 1000 мин- 1 ; габаритные размеры 1490 X1145 х 1275 мм; масса 480 кг.

Машина для сухой очистки корнеплодов разработана нидерландской фирмой «GMF - Conda» (рис. 2).

Машина состоит из ленточного транспортера и щеток, вращающихся вокруг своей оси. Щетки установлены таким образом, чтобы они контактировали с лентой транспортера через очищаемые корнеплоды. Очищаемые корнеплоды из загрузочного бункера попадают в зазор между лентой транспортера и первой щеткой. Вращение щеток сообщает корнеплодам поступательное движение по длине ленты, а сама она перемещается в обратном направлении, в результате чего обеспечивается длительное соприкосновение щеток с корнеплодами. Вначале удаляются грубые части кожуры, которые очищаются щеткой, под действием центробежной силы они падают на поддон из нержавеющей стали.

Рис. 2. Машина для сухой очистки корнеплодов

Очистка заканчивается в конце ленты. На машине можно обрабатывать овощи разных размеров, благодаря изменению скорости движения щеток, расстояния между лентой и щетками и наклона машины достигается хорошее качество очистки.

Количество отходов зависит от предварительной обработки корнеплодов (паровой, щелочной и др.).

Щетки выполнены из высокопрочных синтетических волокон, которые хорошо очищаются. Особенность конструкции - высокая скорость движения щеток. Корнеплоды обрабатываются в течение 5...10 с.

Машина для очистки лука РЗ-КЧК предназначена для удаления покровных листьев, мойки и инспекции его (рис. 3).

Машина состоит из загрузочного конвейера 1 для подачи луковиц с предварительно отрезанными шейкой и донцем на механизм очистки 4, лопастного конвейера 3 для продвижения луковиц через механизм очистки, инспекционного конвейера 8 для отбора недочищенных луковиц, шнекового конвейера 6 для удаления отходов и конвейера 9 для возврата неочищенных луковиц обратно в машину. Все конвейеры установлены на станине. Машина имеет раму 2, воздухоочиститель 7, правый 5 и левый 10 коллекторы.

Работает машина следующим образом. Луковицы, у которых отрезаны шейка и донце, порциями (0,4...0,5 кг) подаются загрузочным конвейером на механизм очистки. Здесь покровные листья надрываются абразивной поверхностью вращающихся дисков и сдуваются сжатым воздухом, который поступает через левый и правый коллекторы. После очистки луковицы попадают на инспекционный конвейер, где вручную отбирают неочищенные или недочищенные экземпляры и при помощи специального конвейера возвращают их к загрузочному конвейеру. Очищенные луковицы моют чистой водой, поступающей из коллекторов.

Отходы (2...7%) удаляют при помощи шнекового конвейера.

Производительность машины 1300 кг/ч; расход энергии 2,2 кВт-ч, воздуха 3,0 м 3 /мин, воды 1,0 м 3 /ч; давление сжатого воздуха 0,3...0,5 МПа; габаритные размеры 4540x700x1800 мм; масса 700 кг.

Машина для очистки чеснока А9-КЧП предназначена для разделения его головок на дольки, отделения от шелухи и отвода ее в специальный сборник.

Рис. 3. Машина для очистки лука РЗ-КЧК

Машина А9-КЧП роторного типа, работающая непрерывно, состоит из загрузочного бункера, узла очистки, выносного инспекционного конвейера и устройства для отвода и сбора шелухи. Все узлы машины смонтированы на общей станине.

Загрузочный бункер представляет собой емкость, передняя стенка которой выполнена в виде плоского шибера для регулирования подачи продукта. Дно бункера имеет две части: одна неподвижная, другая подвижная, качающаяся вокруг оси и обеспечивающая непрерывную подачу продукта из бункера в приемник.

Основной орган машины - узел очистки, который состоит из четырех вращающихся рабочих камер. Каждая из них представляет собой литой алюминиевый цилиндрический корпус, открытый сверху и снизу, с внутренней фиксируемой нержавеющей вставкой, устанавливаемой по направляющему штифту, чтобы совпадали отверстия для подачи сжатого воздуха в ней и в корпусе. Днищем камеры служит неподвижный нержавеющий диск, а крышкой - средний неподвижный диск из текстолита.

Сжатый воздух подается в рабочие камеры с помощью сопел, обеспечивающих достижение звуковых и сверхзвуковых скоростей струи его. Отсечка и подача сжатого воздуха в камеры производятся цилиндрическим золотником на полом валу.

Устройство для отвода и сбора шелухи включает в себя воздуховод, вентилятор и сборник.

Чеснок (в головках) по наклонному транспортеру подается в бункер, днище которого совершает колебательное движение, благодаря чему продукт равномерно поступает в питатель, а оттуда в дозаторы. При подаче чеснока в бункер машины вручную техническая производительность ее снижается до 30...35 кг/ч.

Вращающиеся с диском четыре дозатора периодически проходят под питателем, заполняются чесноком (2...4 головки). После выхода из-под загрузочного отверстия камера перекрывается сверху диском, образуя замкнутую полость, в которую подается сжатый воздух. Сухие головки чеснока удовлетворительно очищаются при рабочем давлении сжатого воздуха примерно 2,5-10~:5 Па, увлажненные - до 4-10~5 Па. Далее очищенный чеснок подается на инспекционный конвейер.

Техническая характеристика машины А9-КЧП: производительность 50 кг/ч; рабочее давление сжатого воздуха 0,4 МПа; расход его до 0,033 м 3 /с; степень очистки чеснока 80.. .84%; установленная мощность 1,37 кВт; габаритные размеры 1740x690x1500 мм; масса 332 кг.

Основные способы очистки сырья

При производстве продуктов питания некоторые исходные продукты (такие как картофель, корнеплоды, рыба) подвергаются очистке с целью удаления наружных покровов (кожуры, чешуи и т. п.).

На предприятиях общественного питания применяются в основном два способа удаления поверхностного слоя с продуктов - механический и термический.

Механический способ применяется для очистки корнеклубнеплодов и рыбы. Сущность очистительного процесса овощей при механическом способе заключается в истирании поверхностного слоя (кожуры) клубней об абразивную поверхность рабочих органов машины и удалении частиц кожуры водой.

Термический способ имеет две разновидности - паровой и огневой.

Сущность парового способа очистки состоит в том, что при кратковременной обработке корнеклубнеплодов острым паром давлением 0,4...0,7МПа, поверхностный слой продукта проваривается на глубину 1... 1,5 мм, а при резком снижении давления пара до атмосферного кожура растрескивается и легко отслаивается в результате мгновенного превращения в пар влаги поверхностного слоя клубня. Затем термически обработанный продукт подвергается мойке водой с одновременным механическим воздействием вращающихся щеток, что приводит к удалению с клубней кожуры и частично проваренного слоя.

Паровая картофелœечистка (рис. 3) состоит из наклонной цилиндрической камеры 3, внутри которой вращается шнек 2. Вал его выполнен в виде полой перфорированной трубы, через которую подается пар давлением 0,3...0,5 МПа, с температурой 14О...16О°С. Поступающий на обработку продукт загружается и разгружается через шлюзовые камеры 1 и 4, что обеспечивает герметичность рабочей цилиндрической камеры 3 в процессе загрузки и выгрузки продукта. В приводе шнека предусмотрен вариатор, позволяющий изменять частоту вра­щения, а, следовательно, и продолжительность обработки продукта. Установлено, что чем выше давление, тем меньше требуется времени на обработку сырья. В паровой картофелœечистке непрерывного действия на сырье оказывается комбинированное воздействие пара, перепада давления и механического трения при перемещении продукта шнеком. Шнек равномерно распределяет клубни, обеспечивая равномерность их обработки паром.

Рис 3. Схем паровой картофелœечистки непрерывного действия:

1 - разгрузочная шлюзовая камера; 2 - шнек;3 - рабочая камера;

4 – загрузочная шлюзовая камера

Из паровой картофелœечистки клубни поступают з моющеочистительную машину (пиллер), где с них очищается и смывается кожура.

При огневом способе очистки клубни в специальных термоагрегатах подвергаются в течение нескольких секунд обжигу при температуре 1200... 1300 °С, в результате чего кожура обугливается и происходит проваривание верхнего слоя клубней (0,6... 1,5 мм). Затем обработанный картофель поступает в пиллер, где удаляется кожура и частично проваренный слой.

Термический способ очистки применяется на поточных линиях обработки картофеля на крупных предприятиях общественного питания. На большинстве предприятий общественного питания применяется в основном механический способ очистки картофеля и корнеплодов, который наряду с существенными недостатками этого способа (достаточно высокий процент отходов, крайне важность ручной доочистки - удаления глазков) обладает определœенными преимуществами, основными из которых являются: очевидная простота самого процесса очистки корнеклубнеплодов с использованием абразивных инструментов, компактное машинное оформление процесса, а также более низкие энергетические и материальные затраты по сравнению с термическими способами очистки корнеклубнеплодов (отсутствие крайне важности расходования пара, топлива и применения моюще-очистительной машины).

Механический способ очистки картофеля и корнеплодов реализуется на специальных технологических машинах, имеющих ряд модификаций по производительности, конструктивному исполнению и применяемости.

Сортировку сырья по качеству (инспекцию) осуществляют особенно тщательно. Удаляют плоды с поврежденной поверхностью, незрелые, загнившие, с плесенью, а также посторонние примеси. Как правило, сырье сортируют вручную у транспортеров, хотя для некоторых видов его, в частности томатов, зеленого горошка, разработаны автоматические системы экспресс-анализа качества, которые включают в себя приборы, сортирующие по размеру, цвету и массе. Для томатов применяют автоматический электронный сортирователь.

Сортировка по размерам (калибровка) необходима для того, чтобы вести технологический процесс, обеспечить товарный, привлекательный внешний вид готового продукта, регулировать интенсивность тепловой обработки в зависимости от размера плодов и снизить количество отходов при механической очистке.

Очистка сырья

Цель очистки заключается в освобождении от несъедобных или малоценных частей (косточек, кожицы, чашелистиков, плодоножек, семенного гнезда, костей, внутренностей, чешуи и пр.).

Применяют химические, паротермические, пневматические, холодильные и механические способы очистки.

Химическим способом удаляют кожицу плодов. Для этого их обрабатывают в горячем (80 - 90 о С) растворе каустической соды, концентрация которого изменяется от 3 до 18 % в зависимости от вида обрабатываемых плодов.

Корнеплоды и картофель очищают от кожицы паротермическим способом, для чего используют паротермический аппарат, паровые бланширователи.

Очистка паротермическим способом по сравнению с химическим в большей мере соответствует условиям сберегающей технологии, но сопровождается значительными потерями витаминов.

Холодильный способ очистки сырья основан на мгновенном, резком замораживании кожицы и подкожного слоя плодов хладагентом и последующем удалении отслоившейся кожицы в щеточной моечной машине. При этом способе сохраняется биохимический состав сырья, но требует специальное дорогостоящее оборудование.

Пневматический способ используют для очистки лука. Луковицы по одной забираются захватами из загрузочного бункера и сбрасываются в пневматическую камеру, где подвергаются действию сжатого воздуха из сопла, установленного по касательной к внутренней поверхности пневмокамеры. Очищенные от кожицы луковицы при помощи конических вращающихся роликов устанавливаются корневищем вниз, при этом верхние и нижние ножи срезают корневище и шейку луковиц.

Корнеплоды и картофель могут быть очищены от кожицы также механическим путем на корнеочистках с абразивной поверхностью. Механический способ наименее экономичен, так как образуется повышенное количество отходов. Однако этот способ не влияет на биохимический состав сырья и нет необходимости использовать химические реактивы. Поэтому применение механической очистки сырья, направляемого на приготовление консервов для детского питания, вполне оправданно.

При производстве продуктов питания некоторые исходные продукты (такие как картофель, корнеплоды, рыба) подвергаются очистке с целью удаления наружных покровов (кожуры, чешуи и т. п.).

На предприятиях общественного питания применяются в основном два способа удаления поверхностного слоя с продуктов - механический и термический.

Механический способ применяется для очистки корнеклубнеплодов и рыбы. Сущность очистительного процесса овощей при механическом способе заключается в истирании поверхностного слоя (кожуры) клубней об абразивную поверхность рабочих органов машины и удалении частиц кожуры водой.

Термический способ имеет две разновидности - паровой и огневой.

Сущность парового способа очистки состоит в том, что при кратковременной обработке корнеклубнеплодов острым паром давлением 0,4...0,7МПа, поверхностный слой продукта проваривается на глубину 1... 1,5 мм, а при резком снижении давления пара до атмосферного кожура растрескивается и легко отслаивается в результате мгновенного превращения в пар влаги поверхностного слоя клубня. Затем термически обработанный продукт подвергается мойке водой с одновременным механическим воздействием вращающихся щеток, что приводит к удалению с клубней кожуры и частично проваренного слоя.

Паровая картофелечистка (рис. 3) состоит из наклонной цилиндрической камеры 3, внутри которой вращается шнек 2. Вал его выполнен в виде полой перфорированной трубы, через которую подается пар давлением 0,3...0,5 МПа, с температурой 14О...16О°С. Поступающий на обработку продукт загружается и разгружается через шлюзовые камеры 1 и 4, что обеспечивает герметичность рабочей цилиндрической камеры 3 в процессе загрузки и выгрузки продукта. В приводе шнека предусмотрен вариатор, позволяющий изменять частоту вра­щения, а, следовательно, и продолжительность обработки продукта. Установлено, что чем выше давление, тем меньше требуется времени на обработку сырья. В паровой картофелечистке непрерывного действия на сырье оказывается комбинированное воздействие пара, перепада давления и механического трения при перемещении продукта шнеком. Шнек равномерно распределяет клубни, обеспечивая равномерность их обработки паром.

Рис 3. Схем паровой картофелечистки непрерывного действия:

1 - разгрузочная шлюзовая камера; 2 - шнек;3 - рабочая камера;

4 – загрузочная шлюзовая камера

Из паровой картофелечистки клубни поступают з моющеочистительную машину (пиллер), где с них очищается и смывается кожура.

При огневом способе очистки клубни в специальных термоагрегатах подвергаются в течение нескольких секунд обжигу при температуре 1200... 1300 °С, в результате чего кожура обугливается и происходит проваривание верхнего слоя клубней (0,6... 1,5 мм). Затем обработанный картофель поступает в пиллер, где удаляется кожура и частично проваренный слой.

Термический способ очистки применяется на поточных линиях обработки картофеля на крупных предприятиях общественного питания. На большинстве предприятий общественного питания применяется в основном механический способ очистки картофеля и корнеплодов, который наряду с существенными недостатками этого способа (достаточно высокий процент отходов, необходимость ручной доочистки - удаления глазков) обладает определенными преимуществами, основными из которых являются: очевидная простота самого процесса очистки корнеклубнеплодов с использованием абразивных инструментов, компактное машинное оформление процесса, а также более низкие энергетические и материальные затраты по сравнению с термическими способами очистки корнеклубнеплодов (отсутствие необходимости расходования пара, топлива и применения моюще-очистительной машины).

Механический способ очистки картофеля и корнеплодов реализуется на специальных технологических машинах, имеющих ряд модификаций по производительности, конструктивному исполнению и применяемости.