Очищення сировини - одна з найбільш трудомістких операцій у технології консервування харчових продуктів. При очищенні видаляють неїстівні частини сировини - плодоніжки плодів, чашолистки ягід, гребені винограду, насіннєві камери, шкірку деяких видів сировини. Багато з цих операцій механізовано. Існує, наприклад, машина для зрізання зерен з кукурудзяних качанів, очищення від шкірки коеплодів і бульб за допомогою абразивних матеріалів і т. д. Однак при очищенні сировини найчастіше застосовується і ручний груд. Те саме можна сказати і щодо подальших процесів подрібнення сировини, яка нерідко поєднується з операціями очищення.
Подрібнення сировини виробляють для надання йому певної форми, кращого використаннямісткості тари для полегшення наступних процесів (наприклад, обсмажування, випарювання, пресування) . Ці операції зазвичай здійснюються машинним способом, хоча іноді і тут зустрічається використання ручної праці.
За кордоном, наприклад у Німеччині, випускають машини для чищення та різання яблук, груш та цитрусових плодів. Машини очищають плоди від шкірки, розрізають їх на скибочки, половинки та часточки, а також видаляють серцевину у яблук та груш. Ці машини карусельного типу. Завантажують плоди вручну. Усі наступні операції - зрізання шкірки, надрізання плодів, видалення пуансоном серцевини та розрізання на половинки або часточки - відбуваються автоматично.
Дуже складно здійснити механізоване очищення перців від насіннєвої камери. На багатьох заводах ця операція досі здійснюється вручну за допомогою спеціальних конічних трубочок. На Одеському консервному заводі виготовлено дослідні зразки машини для очищення перців. На консервні заводи нашої країни поставляються угорські перцеочисні та різальні машини для великоплідного перцю. Завантажують плоди у носії машини вручну. Всі інші операції механізовані: здавлювання плодів для їх фіксації, висвердлювання серцевини ножами, що обертаються, розрізання плодів на скибочки, продавлювання їх через решітку пуансона і вивантаження.
Особливо важко механізувати зняття покривного листя з цибулі. Хоча досить успішно працюють так звані пневмолуко-чистки періодичної дії, проте до вступу до цих машин необхідно вручну відрізати мочки та шийки у цибулин. Після того як зв'язок шкірки з цибулею порушена, цибулини надходять в машину терочного типу, в якій вони труться одна про іншу і про бічну поверхню і дно, що обертається з насічками, при цьому шкірку здувають натиском стисненого повітря під тиском 0,6 МПа. Значна кількість цибулин, очищених цих машинах, доводиться дочищати вручну.
Для зняття шкірки з коеплодів використовуються також теркові пристрої з абразивною поверхнею та парова обробка під тиском пари 0,2-0,3 МПа протягом 10-30 с. При виході із зони підвищеного тискуназовні в результаті самовипаровування вологи в підшкірному шарі шкірка розривається і потім легко відокремлюється в мийно-очисній машині під дією щіток, що обертаються, і струменів води.
Деякі види плодової та овочевої сировини піддаються хімічному очищенню від шкірки. З цією метою використовується обробка плодів у гарячих розчинах каустичної соди. При дії гарячого лугу відбувається гідроліз протопектину, яким шкірка прикріплена до поверхні плода, і утворюється розчинний пектин. Те саме відбувається і з клітинами самої шкірки. В результаті шкірка відокремлюється від м'якоті плодів і легко змивається струменями води при подальшому душі. Для лужного очищення персиків використовують 10% розчин каустичної соди, нагрітої до 90 ° С, у якому витримують персики протягом 3-5 хв. Коеплоди обробляють 2,5-3% розчином каустичної соди при температурі 80-90 ° С протягом 3 хв. Після лужного очищення коеплоди відмивають від шкірки та лугу в карборундових мийних машинах зі знятою абразивною поверхнею. Є й інші варіанти лужного очищення моркви, згідно з якими морква обробляється 5-8% розчином каустичної соди при температурі 95-100 °С, після чого промивається в барабанній мийній машині водою, що подається під напором 0,8-1,0 МПа.
При очищенні плодів плодоніжки можна відокремлювати від плодів і ягід на обгумованих валках, що обертаються назустріч один одному. Діаметр валків і зазор між ними потрібно підібрати так, щоб забезпечити захоплення та відрив плодоніжок без пошкодження плода.
Велика різноманітність механічних пристроїв використовується для подрібнення сировини на безформні шматочки або однорідну пюреподібну масу, що робиться, наприклад, перед наступним віджимом мезги на пресах або під час підготовки сировини до випаровування вологи. Тут застосовуються всілякі дробарки (двохвальцеві, одно- та двобарабанні, ножові), плунжі і дискові гомогенізатори (машини для тонкого подрібнення, що створює однорідну-гомогенную-масу), протирочні машини і т. п. У багатьох з них плоди та овочі піддаються не тільки руйнуванню чи роздавлюванню, а й сильному удару об нерухому деку з допомогою робочого органу, що розвиває при обертанні велику відцентрову силу. В результаті такої обробки цитоплазмові мембрани (оболонки) плодових клітин ушкоджуються, клітинна проникність незворотно зростає і вихід соку при подальшому пресуванні виходить досить високим. Те саме можна сказати щодо подрібнення томатів на протирочних машинах перед подальшим їх уварюванням у вакуум-випаяних апаратах. Зазвичай подрібнення томатної пульпи 30 ведеться послідовно на двох або трьох протирочних машинах з діаметром перфорації (отворів) сит, що поступово зменшується. Наприклад, у будованих протирочних машинах сита мають такі діаметри перфорацій (в мм): перше -1,2; друге-0,7; третє – 0,5.
Чим тонше подрібнення, тим більше площа поверхні випаровування і тим більше швидкість випаровування вологи. Розрахунки показують, що площа поверхні випаровування при дробленні частинок томатної пульпи до діаметра 0,7 мм збільшується порівняно з площею поверхні частинок діаметром 1,2 мм на 71%, а при виході з третього сита ще на 42%.
Мета видалення неїстівних частин плодів та овочів - підвищити харчову цінність готового продукту та інтенсифікувати дифузійні процеси за попередньої технологічної обробки. До неїстівних частин сировини можна віднести шкірку, насіння, кісточки, плодоніжки, насіннєві камери та ін.
У машинах та апаратах для зняття шкірки з коренеплодів можуть бути застосовані механічний спосіб, термічний або хімічний вплив на продукт, що обробляється.
Устаткування для очищення сировини механічним способом
Картоплечистка КНА-600М безперервної дії (рис. 1) призначена для очищення картоплі від шкірки. Робочими органами є 20 валиків 7 з абразивною поверхнею, що утворюють за допомогою перегородок чотири секції з хвилеподібною поверхнею. Над кожною з секцій встановлений душ 5. Усі елементи машини поміщені в корпус 1.
Сировина рухається роликами у воді від входу до виходу. Внаслідок плавного руху та безперервного зрошення удари бульб об стінки машини послаблюються. Шкірка знімається роликами у вигляді тонких лусочок. Сировина завантажується в бункер 2 і потрапляє в першу секцію на абразивні ролики, що швидко обертаються, очищають бульби від шкірки. Сировина просувається хвилястою поверхнею
Мал. 1. Картоплечистка КНА-600М
роликів, одночасно очищаючись від шкірки. Після проходження чотирьох секцій очищені та обмиті під душем бульби підходять до розвантажувального вікна та потрапляють у лоток 6.
Подачу води регулюють вентилем 3, відпрацьовану воду з шкіркою випускають через патрубок 9.
Тривалість перебування бульб у машині та ступінь очищення їх регулюють, змінюючи ширину вікна в перегородках, висоту підйому заслінки біля розвантажувального вікна та кут нахилу машини до горизонту (механізмом підйому 8).
Технічна характеристика картоплечистки КНА-600М: продуктивність по очищеній картоплі 600...800 кг/год; питома витрата води 2...2,5 дм3/кг; потужність електродвигуна 3 квт; частота обертання валиків 1000 хв-1; габаритні розміри 1490 X1145 х 1275 мм; вага 480 кг.
Машина для сухого очищення коренеплодів розроблена нідерландською фірмою GMF - Conda (рис. 2).
Машина складається з стрічкового транспортера та щіток, що обертаються навколо своєї осі. Щітки встановлені таким чином, щоб вони контактували зі стрічкою транспортера через коренеплоди, що очищаються. Коренеплоди, що очищаються, із завантажувального бункера потрапляють в зазор між стрічкою транспортера і першою щіткою. Обертання щіток повідомляє коренеплодам поступальний рух по довжині стрічки, а сама вона переміщається у зворотному напрямку, внаслідок чого забезпечується тривалий зіткнення щіток з коренеплодами. Спочатку видаляються грубі частини шкірки, які очищаються щіткою, під дією відцентрової сили вони падають на піддон із нержавіючої сталі.
Мал. 2. Машина для сухого очищення коренеплодів
Очищення закінчується наприкінці стрічки. На машині можна обробляти овочі різних розмірів, завдяки зміні швидкості руху щіток, відстані між стрічкою та щітками та нахилу машини досягається гарна якість очищення.
Кількість відходів залежить від попередньої обробки коренеплодів (парової, лужної та ін.).
Щітки виконані із високоміцних синтетичних волокон, які добре очищаються. Особливість конструкції – висока швидкість руху щіток. Коренеплоди обробляються протягом 5...10 с.
Машина для очищення цибулі РЗ-КЧК призначена для видалення покривного листя, миття та інспекції його (рис. 3).
Машина складається з завантажувального конвеєра 1 для подачі цибулин з попередньо відрізаними шийкою і донцем на механізм очищення 4, лопатевого конвеєра 3 для просування цибулин через механізм очищення, інспекційного конвеєра 8 для відбору недочищених цибулин, шнекового конвеєра 6 цибулин назад у машину. Усі конвеєри встановлені на станині. Машина має раму 2, очищувач повітря 7, правий 5 і лівий 10 колектори.
Працює машина в такий спосіб. Цибулини, у яких відрізані шийка та донце, порціями (0,4...0,5 кг) подаються завантажувальним конвеєром на механізм очищення. Тут покривне листя надривається абразивною поверхнею обертових дисків і здувається стисненим повітрям, яке надходить через лівий і правий колектори. Після очищення цибулини потрапляють на інспекційний конвеєр, де вручну відбирають неочищені або недочищені екземпляри та за допомогою спеціального конвеєра повертають їх до завантажувального конвеєра. Очищені цибулини миють чистою водою, що надходить з колекторів.
Відходи (2...7%) видаляють за допомогою шнекового конвеєра.
Продуктивність машини 1300 кг/год; витрати енергії 2,2 кВт-год, повітря 3,0 м 3 /хв, води 1,0 м 3 /год; тиск стисненого повітря 0,3...0,5 МПа; габаритні розміри 4540×700×1800 мм; вага 700 кг.
Машина для очищення часнику А9-КЧП призначена для поділу його головок на часточки, відокремлення від лушпиння та відведення її до спеціальної збірки.
Мал. 3. Машина для очищення цибулі РЗ-КЧК
Машина А9-КЧП роторного типу, що працює безперервно, складається з завантажувального бункера, вузла очищення, виносного інспекційного конвеєра та пристрою для відведення та збирання лушпиння. Усі вузли машини змонтовані на спільній станині.
Завантажувальний бункер є ємністю, передня стінка якої виконана у вигляді плоского шибера для регулювання подачі продукту. Дно бункера має дві частини: одна нерухома, інша рухома, що гойдається навколо осі і забезпечує безперервну подачу продукту з бункера приймач.
Основний орган машини - вузол очищення, який складається з чотирьох робочих камер, що обертаються. Кожна з них являє собою литий алюмінієвий циліндричний корпус, відкритий зверху і знизу, з внутрішньою фіксованою нержавіючою вставкою, що встановлюється по напрямному штифту, щоб збігалися отвори для подачі стисненого повітря в ній і корпусі. Дном камери служить нерухомий нержавіючий диск, а кришкою - середній нерухомий диск з текстоліту.
Стиснене повітря подається в робочі камери за допомогою сопел, що забезпечують досягнення звукових та надзвукових швидкостейструмені його. Відсікання та подача стисненого повітря в камери виробляються циліндричним золотником на підлоговому валу.
Пристрій для відведення та збору лушпиння включає повітропровід, вентилятор і збірник.
Часник (в голівках) похилому транспортеру подається в бункер, днище якого здійснює коливальний рух, завдяки чому продукт поступово надходить у живильник, а звідти в дозатори. Під час подачі часнику в бункер машини вручну технічна продуктивність її знижується до 30...35 кг/год.
Чотири дозатори, що обертаються з диском, періодично проходять під живильником, заповнюються часником (2...4 головки). Після виходу з-під отвору завантаження камера перекривається зверху диском, утворюючи замкнуту порожнину, в яку подається стиснене повітря. Сухі головки часнику задовільно очищаються при робочому тиску стисненого повітря приблизно 2,5-10~5 Па, зволожені - до 4-10~5 Па. Далі очищений часник подається на інспекційний конвеєр.
Технічна характеристика машини А9-КПП: продуктивність 50 кг/год; робочий тиск стисненого повітря 0,4 МПа; витрати його до 0,033 м 3 /с; ступінь очищення часнику 80.. .84%; встановлена потужність 1,37 кВт; габаритні розміри 1740×690×1500 мм; вага 332 кг.
Основні способи очищення сировини
При виробництві продуктів деякі вихідні продукти (такі як картопля, коренеплоди, риба) піддаються очищенню з метою видалення зовнішніх покривів (шкірки, луски тощо).
На підприємствах громадського харчуваннязастосовуються в основному два способи видалення поверхневого шару з продуктів – механічний та термічний.
Механічний спосібзастосовується для очищення коренеклубнеплодів та риби. Сутність очисного процесу овочів при механічному способі полягає в стиранні поверхневого шару (шкірки) бульб про абразивну поверхню робочих органів машини та видалення частинок шкірки водою.
Термічний спосібмає два різновиди - паровий та вогневий.
Сутність парового способу очищення полягає в тому, що при короткочасній обробці коренеклубнеплодів гострим паром тиском 0,4...0,7МПа, поверхневий шар продукту проварюється на глибину 1...1,5 мм, а при різкому зниженні тиску пари до атмосферної шкірки розтріскується і легко відшаровується в результаті миттєвого перетворення на пару вологи поверхневого шару бульби. Потім термічно оброблений продукт піддається миття водою з одночасним механічним впливом щіток, що обертаються, що призводить до видалення з бульб шкірки і частково провареного шару.
Парова картопля чистка (рис. 3) складається з похилої циліндричної камери 3, всередині якої обертається шнек 2. Вал його виконаний у вигляді порожнистої труби, через яку подається пара тиском 0,3...0,5 МПа, з температурою 14О...16О°С. Продукт, що надходить на обробку, завантажується і розвантажується через шлюзові камери. 1 і 4, що забезпечує герметичність робочої циліндричної камери 3 у процесі завантаження та вивантаження продукту. У приводі шнека передбачений варіатор, що дозволяє змінювати частоту обертання, отже, і тривалість обробки продукту. Встановлено, що чим вищий тиск, тим менше часу потрібно на обробку сировини. У паровій картоплі ? очищенні безперервної дії на сировину виявляється комбіноване вплив пари, перепаду тиску і механічного тертя при переміщенні продукту шнеком. Шнек рівномірно розподіляє бульби, забезпечуючи рівномірність їхньої обробки парою.
Рис 3. Схем парової картоплі очищення безперервної дії:
1 – розвантажувальна шлюзова камера; 2 - шнек; 3 - робоча камера;
4 – завантажувальна шлюзова камера
З парової картоплі ? очищення бульби надходять з мийноочисну машину (пілер), де з них очищається і змивається шкірка.
При вогневому способі очищення бульби у спеціальних термоагрегатах піддаються протягом кількох секунд випалювання при температурі 1200... 1300 °С, внаслідок чого шкірка обвуглюється і відбувається проварювання верхнього шару бульб (0,6...1,5 мм). Потім оброблена картопля надходить у піллер, де видаляється шкірка і частково проварений шар.
Термічний спосіб очищення застосовується на потокових лініях обробки картоплі великих підприємствах комунального харчування. На більшості підприємств громадського харчування застосовується в основному механічний спосіб очищення картоплі та коренеплодів, який поряд із суттєвими недоліками цього способу (досить високий відсотоквідходів, вкрай важливість ручного доочищення - видалення очей) має певні переваги, основними з яких є: очевидна простота самого процесу очищення коренеклубнеплодів з використанням абразивних інструментів, компактне машинне оформлення процесу, а також нижчі енергетичні та матеріальні витрати в порівнянні з термічними способами очищення коренеклубнеплодів (відсутність вкрай важливості витрачання пари, палива та застосування мийно-очисної машини).
Механічний спосіб очищення картоплі та коренеплодів реалізується на спеціальних технологічних машинах, що мають ряд модифікацій за продуктивністю, конструктивним виконанням та застосовністю.
Сортування сировини за якістю (інспекцію) здійснюють особливо ретельно. Видаляють плоди з пошкодженою поверхнею, незрілі, що загнили, з пліснявою, а також сторонні домішки. Як правило, сировину сортують вручну у транспортерів, хоча для деяких видів її, зокрема томатів, зеленого горошку, розроблені автоматичні системи експрес-аналізу якості, які включають прилади, що сортують за розміром, кольором і масою. Для томатів застосовують автоматичний електронний сортувальник.
Сортування за розмірами (калібрування) необхідне для того, щоб вести технологічний процес, забезпечити товарний, привабливий зовнішній виглядготового продукту, регулювати інтенсивність теплової обробки залежно від розміру плодів та знизити кількість відходів при механічному очищенні.
Очищення сировини
Мета очищення полягає у звільненні від неїстівних або малоцінних частин (кісток, шкірки, чашолистків, плодоніжок, насіннєвого гнізда, кісток, нутрощів, луски та ін.).
Застосовують хімічні, паротермічні, пневматичні, холодильні та механічні способи очищення.
Хімічно видаляють шкірку плодів. І тому їх обробляють у гарячому (80 - 90 про З) розчині каустичної соди, концентрація якого змінюється від 3 до 18 % залежно від виду оброблюваних плодів.
Коренеплоди та картопля очищають від шкірки паротермічним способом, для чого використовують паротермічний апарат, парові бланшувачі.
Очищення паротермічним способом порівняно з хімічним більшою мірою відповідає умовам технології, що зберігає, але супроводжується значними втратами вітамінів.
Холодильний спосіб очищення сировини заснований на миттєвому, різкому заморожуванні шкірки і підшкірного шару плодів холодоагентом і подальшому видаленні шкірки, що відшарувалася, в щітковій мийній машині. При цьому способі зберігається біохімічний склад сировини, але вимагає спеціальне обладнання.
Пневматичний спосіб використовують для очищення цибулі. Цибулини по одній забираються захопленнями із завантажувального бункера і скидаються в пневматичну камеру, де піддаються дії стисненого повітря із сопла, встановленого по дотичній до внутрішньої поверхні пневмокамери. Очищені від шкірки цибулини за допомогою конічних роликів, що обертаються, встановлюються кореневищем вниз, при цьому верхні і нижні ножі зрізають кореневище і шийку цибулин.
Коренеплоди та картопля можуть бути очищені від шкірки також механічним шляхом на коренеочищенні з абразивною поверхнею. Механічний метод менш економічний, оскільки утворюється підвищена кількість відходів. Однак цей спосіб не впливає на біохімічний склад сировини та немає необхідності використовувати хімічні реактиви. Тому застосування механічного очищеннясировини, що спрямовується на приготування консервів для дитячого харчування, цілком виправдано.
При виробництві продуктів деякі вихідні продукти (такі як картопля, коренеплоди, риба) піддаються очищенню з метою видалення зовнішніх покривів (шкірки, луски тощо).
На підприємствах громадського харчування застосовуються в основному два способи видалення поверхневого шару з продуктів – механічний та термічний.
Механічний спосібзастосовується для очищення коренеклубнеплодів та риби. Сутність очисного процесу овочів при механічному способі полягає в стиранні поверхневого шару (шкірки) бульб про абразивну поверхню робочих органів машини та видалення частинок шкірки водою.
Термічний спосібмає два різновиди - паровий та вогневий.
Сутність парового способу очищення полягає в тому, що при короткочасній обробці коренеклубнеплодів гострим паром тиском 0,4...0,7МПа, поверхневий шар продукту проварюється на глибину 1...1,5 мм, а при різкому зниженні тиску пари до атмосферної шкірки розтріскується і легко відшаровується в результаті миттєвого перетворення на пару вологи поверхневого шару бульби. Потім термічно оброблений продукт піддається миття водою з одночасним механічним впливом щіток, що обертаються, що призводить до видалення з бульб шкірки і частково провареного шару.
Парова картоплечистка (рис. 3) складається з похилої циліндричної камери 3, всередині якої обертається шнек 2. Вал його виконаний у вигляді порожнистої труби, через яку подається пара тиском 0,3...0,5 МПа, з температурою 14О...16О°С. Продукт, що надходить на обробку, завантажується і розвантажується через шлюзові камери. 1 і 4, що забезпечує герметичність робочої циліндричної камери 3 у процесі завантаження та вивантаження продукту. У приводі шнека передбачений варіатор, що дозволяє змінювати частоту обертання, отже, і тривалість обробки продукту. Встановлено, що чим вищий тиск, тим менше часу потрібно на обробку сировини. У паровій картоплечистці безперервної дії на сировину виявляється комбіноване вплив пари, перепаду тиску та механічного тертя при переміщенні продукту шнеком. Шнек рівномірно розподіляє бульби, забезпечуючи рівномірність їхньої обробки парою.
Рис 3. Схем парової картоплечистки безперервної дії:
1 – розвантажувальна шлюзова камера; 2 - шнек; 3 - робоча камера;
4 – завантажувальна шлюзова камера
З парової картоплечистки бульби надходять з мийноочисну машину (пілер), де з них очищається і змивається шкірка.
При вогневому способі очищення бульби у спеціальних термоагрегатах піддаються протягом кількох секунд випалювання при температурі 1200... 1300 °С, внаслідок чого шкірка обвуглюється і відбувається проварювання верхнього шару бульб (0,6...1,5 мм). Потім оброблена картопля надходить у піллер, де видаляється шкірка і частково проварений шар.
Термічний спосіб очищення застосовується на потокових лініях обробки картоплі великих підприємствах комунального харчування. На більшості підприємств громадського харчування застосовується в основному механічний спосіб очищення картоплі та коренеплодів, який поряд з істотними недоліками цього способу (досить високий відсоток відходів, необхідність ручного доочищення - видалення очей) має певні переваги, основними з яких є: очевидна простота самого процесу очищення коренеклубу з використанням абразивних інструментів, компактне машинне оформлення процесу, а також нижчі енергетичні та матеріальні витрати порівняно з термічними способами очищення коренеклубнеплодів (відсутність необхідності витрачання пари, палива та застосування мийно-очисної машини).
Механічний спосіб очищення картоплі та коренеплодів реалізується на спеціальних технологічних машинах, що мають ряд модифікацій за продуктивністю, конструктивним виконанням та застосовністю.
