CC BY
65
621.56/664.95
РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ КРИОГЕННОГО ИЗМЕЛЬ ЧЕНИЯ ПРЯНОСТЕЙ
Н.И. СЛЕДЬ, Е.П. КОШЕВОЙ, А.В. ГУКАСЯН,
В.Ю. ЧУНДЫШКО
Кубанский государственный технологический университет
Операция измельчения пряностей позволяет получать частицы меньшего размера с хорошим ароматом, вкусовыми качествами и цветом, что требуется при производстве высококачественной мясной и рыбной продукции. В процессе измельчения сырья на любой существующей установке при разрушении частиц выделяется тепло, повышается температура, что приводит к потере качества конечного продукта. Кроме того, основные виды пряностей имеют жесткую и твердую структуру, что затрудняет их измельчение, увеличивает энергозатраты и снижает производительность оборудования Измельчение травянистого материала также вызывает трудности при получении продукта с достаточно мелкими и однородными по размеру частицами. Для обеспечения качества измельченных пряностей и снижения потерь и энергозатрат обоснован процесс криогенного - с использованием жидкого азота -измельчения растительного сырья, в том числе пряностей, для получения пищевых порошков [1, 2].
В процессе измельчения температура продукта возрастает до 42-95°С, изменяется содержание влаги и теряется фракция эфирного масла. Экспериментально доказано, что потери эфирного масла для мускатного ореха, корицы и тмина составляют 37, 17 и 32% соответственно.
Потеря эфирного масла может быть значительно снижена при использовании криогенного метода измельчения. Жидкий азот при -195,6°С обеспечивает охлаждение, необходимое для поддержания требуемой температуры, и поглощает выделяемую в процессе измельчения теплоту. Кроме этого, испарение жидкого азота эффективно создает инертную и сухую атмосферу для дополнительной защиты качества пряностей. Предварительное охлаждение сырья и поддерживание низкой температуры в пределах дробилки предотвращает потерю эфирных масел, влаги и сохраняет максимум эфирной фракции на единицу массы.
Измельчение черного перца при -20°С с применением жидкого азота привело к увеличению содержания эфирного масла на 26% по сравнению с измельчением при температуре 62°С. Выделение тепла можно до некоторой степени снизить за счет применения в конструкциях измельчителей охлаждающих систем.
Чрезвычайно низкая температура в дробилке делает сырье более хрупким, оно легко разрушается, а частицы имеют меньший размер.
На рисунке представлена схема установки, разработанной на кафедре машин и аппаратов пищевых производств КубГТУ.
Продукт подается порционно дозатором шлюзово -го питателя 2 в охладитель 1, где при работе шнека происходит равномерное распределение слоя продукта. Компрессор 4 нагнетает воздух в дьюар 6, при этом увеличивается давление, за счет чего жидкий азот из нижней части сосуда подается через трубопровод в охладитель 1, где через распылитель орошает продукт. Продукт перемещается шнеком в первой верхней зоне охлаждения жидким азотом, а затем пересыпается во вторую нижнюю зону охлаждения. По мере продвижения продукта в охладителе происходит охлаждение и замораживание продукта. После охладителя продукт попадает в измельчитель 3, где при помощи нагнетающего шнека поступает в рабочую зону измельчителя и измельчается.
Для эффективного использования узла предварительного охлаждения важно, чтобы из продукта максимально была удалена теплота. Достижение высокой скорости замерзания возможно испарением азота на продукте, поскольку высокий коэффициент теплопередачи достижим при кипении жидкости на твердой поверхности.
В узле предварительного охлаждения коэффициенты теплопередачи в жидкой зоне распылителя и в зоне обработки газом имеют значения 170 и 70 Вт/(м2 • К) соответственно. С помощью этих коэффициентов определяют время нахождения продукта в жидкости и газе.
Температура продукта на выходе узла предвари -тельного охлаждения и температура, которую необходимо поддерживать в зоне измельчения, составляют -120 и -100...-90°С соответственно. Эти параметры
6 4 3 5 7
приняты, поскольку их значения ниже температуры замерзания масла и точки ломкости семени пряности (-43 и -70°С соответственно). Предполагается, что часть выделившейся в дробилке теплоты нейтрализуется более низкой температурой продукта, входящего в измельчитель, а оставшаяся часть тепла будет отведена газообразным азотом, попадающим в зону измельчения из узла предварительного охлаждения.
Время, необходимое для замораживания продукта жидким азотом от начальной до требуемой конечной температуры, зависит от теплофизических и геометрических параметров продукта, коэффициента теплопередачи между охлаждающим агентом и продуктом.
Расчет времени, необходимого для замораживания жидким азотом, производили на основе разработанной математической модели процесса.
По результатам исследований создана установка для криогенного измельчения пряностей производительностью 30 кг/ч.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кошевой Е.П., Следь Н.И. Криогенное измельчение пряностей - эффективная технология // Техника и технология пище -вых производств: Тез. докл. V Междунар. науч. конф. - Могилев, 2006.
- С. 243.
2. Koshevoy E.P., Sled N.I., Chundyshko V.U., Latin N.N.
Cryogenic craushing of spices // Materials of the 1t7h Internatonal Congress of Chemical and Process Engineering, CHISA 2006 (Praha, Czech Republic, 27-31 August). - Praha, 2006. - Р. 1853.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Поступила 07.02.07 г.
664.951.002.5
СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО РАЗДЕЛОЧНО-ФИЛЕТИРОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Ю.А. ФАТЫХОВ, А.В. ШЛЕМИН, О.В. АГЕЕВ
Калининградский государственный технический университет
В современных условиях рыбные ресурсы признаются ценным сырьем для выработки пищевой, медицинской, биохимической и технической продукции. Вследствие снижения объемов вылова и общемирового повышения требований к качеству пищевых продуктов наиболее экономически целесообразным и востребованным является производство бескостного рыбного филе. Изготовление такого продукта позволяет рационально использовать все части рыбы, в том числе и несъедобные, так как отходы технологического процесса могут аккумулироваться и перерабатываться.
В связи с этим предъявляются высокие требования к качеству разделывания и филетирования рыбы, совершенствуются методы хранения и транспортирования рыбы с районов промысла. Особое значение приобрела задача внедрения малоотходной и безотходной технологии обработки рыбы. Также после вступления Российской Федерации в ВТО существенно возрастают требования к экологической безопасности рыборазделочных производств.
Ресурсосберегающая технология обработки рыбы должна предусматривать экономию сырья, материалов и энергоресурсов в начале, а также снижение количества отходов в конце технологического процесса. Задачи ресурсосбережения следующие: снижение потерь сырья и энергии в процессе обработки рыбы, оптимизация режимов резания рыбы, сбор и обработка отходов для последующего повторного использования или передачи в другие отрасли хозяйства, организация внутренней регенерации и рециркуляции воды, утилизация полезных веществ из сточных вод.
В настоящее время на предприятиях отрасли востребовано универсальное разделочно-филетировочное оборудование, созданное по принципу модульно-блочного агрегатирования. Его использование дает возможность выпускать различные виды продукции при минимальной переналадке, а также позволяет существенно снизить потребность в производственных площадях. Для экологически безопасного производства филе требуется интеграция такого модульного оборудования в комплексно-автоматизированную рыборазделочную линию, благодаря чему можно обеспечить гибкую и быструю перенастройку линии в зависимости от динамики спроса и изменения видового состава сырья.
Ведущие мировые фирмы-производители оборудования для рыбной отрасли - Baader, Marel Group, Arenco, Fillestar и др. - наиболее перспективным направлением своей деятельности считают проектирование автоматических модульных разделочных линий (АМРЛ), таких, например, как Baader 221 и Baader 220 LA, имеющих компьютерное удаленное управление.
Агрегатирование фирмой Baader в АМРЛ гибких рыбообрабатывающих модулей - сортировочной машины, загрузочного устройства, головоотсекающей, потрошильной, филетировочной, шкуросъемной, моечной и упаковочной машин - существенно повышает экономическую эффективность береговых предприятий и промысловых судов, обеспечивает оптимальную производительность при сокращении затрат на рабочую силу. При этом основной задачей считается выпуск высококачественного бескостного филе, нарезаемого на порции. Существует необходимость соблюдения жестких международных требований по санитарно-гигиеническим условиям разделочного производства, что достигается замкнутой циркуляцией воды в
