Очистку овощей и плодов производят для удаления малоценных в пищевом отношении (кожица) и несъедобных (плодоножки, косточки, семенное гнездо) частей сырья. Кроме того, из сырья, освобожденного от кожицы, представляющей собой труднопроницаемый слой, быстрее испаряется влага в процессе сушки, а готовый сушеный продукт имеет более привлекательный внешний вид и более высокую пищевую ценность. Предназначенное для сушки сырье очищают при помощи машин.
Плодоножки вишни и сливы, гребни винограда, чашелистики ягод удаляют на веточкоотрывных машинах, семенные гнезда плодов вырезают трубчатыми ножами машин и гидротурбинками.
Выбор способа и оборудования для очистки сырья определяется видом поступающих на обработку овощей и фруктов, мощностью предприятия и видом готовой продукции.
Различают следующие способы очистки овощей, картофеля, и фруктов от кожицы: термические (паровой, пароводотермический); химический (щелочной); механические (абразивной поверхностью, системой ножей, сжатым воздухом); комбинированные (щелочно-паровая и др.).
Термические способы очистки
Среди этих способов очистки картофеля и овощей от кожицы наибольшее распространение получил паровой способ.
При паровом способе очистки картофель и овощи подвергают кратковременной обработке паром под давлением с последующим удалением кожицы в моечно-очистительной машине. При этом способе очистки на сырье оказывают комбинированное воздействие пар под давлением 0,3—0,5 МПа и температура 140—180 °С, перепад давлений при выходе из аппарата, гидравлическое (струями воды) и механическое трение.
Под влиянием обработки паром кожица и тонкий поверхностный слой мякоти (1—2 мм) сырья прогреваются, под действием значительного перепада давлений на выходе из аппарата кожица вспучивается, лопается и легко отделяется от мякоти водой в моечно-очистительной машине. Количество отходов и потерь в моечно-очистительной машине зависит от глубины провара и степени размягчения подкожного слоя. Установлено, что чем выше давление пара, тем меньше время обработки, что в свою очередь приводит к значительно меньшей глубине провара подкожного слоя и уменьшению потерь ценного продукта.
Быстрая обработка позволяет так изменять свойства кожицы, что она очень легко отделяется от мякоти, практически не изменяя ее качества по цвету, вкусу и консистенции. Для лучшего сохранения натуральных органолептических свойств мякоти и сведения к минимуму возможных повреждений самым важным является строгое соблюдение времени обработки сырья.
Паровой способ очистки обладает существенными преимуществами по сравнению с другими способами. При его применении уменьшается количество отходов и устраняется необходимость предварительного калибрования овощей. Картофель и овощи любых форм и размеров хорошо очищаются, имеют сырую (небланшироватшую) мякоть, поэтому они хорошо измельчаются на корнерезках. Этот способ широко используется на овощесушильных и консервных заводах страны.
Паровая очистка овощей и картофеля осуществляется на машинах различной конструкции.
На овощесушильных заводах эксплуатируются машины для паровой очистки овощей бельгийской фирмы марки FMC-392 и марки ТА отечественного производства, которая имеет аналогичную конструкцию.
Машина состоит из наклонной паровой камеры, внутри которой установлен шнек. В начале и конце его имеются шлюзовые камеры, через которые овощи поступают в машину и выгружаются из нее.
Шнек приводится в движение через вариатор, позволяющий изменять частоту вращения, а следовательно, и продолжительность нахождения продукта в паровом пространстве. В трубу шнека автоматически через пневмоклапан при заданном давлении, необходимом для очистки определенного вида сырья, подается пар. Конденсат периодически сбрасывается через электроклапан, регулируемый реле времени.
Производительность машины 6 т/ч, при очистке картофеля давление пара составляет 0,35—0,42 МПа, продолжительность обработки 60—70 с, при очистке моркови — соответственно 0,30—0,35 МПа и 40—50 с. Свеклу очищают при том же давлении пара, что и морковь, но в течение 90 с. После паровой обработки овощи поступают в барабанную моечно-очистительную машину, где в результате трения клубней между собой и действия струй воды под давлением 0,2 МПа кожица смывается и удаляется. Продолжительность нахождения сырья в моечно-очистительной машине регулируют наклоном барабана.
Отходы при паровом способе очистки составляют для картофеля 15—25 %, моркови 10—12, свеклы 9—11 %.
Линия очистки моркови паровым методом работает следующим образом.
Морковь поступает на транспортер, где при помощи ножевых дисковых устройств производится обрезка ее концов. Далее она попадает в лопастную моечную машину, а затем через барабанную моечную машину в барабанный отделитель воды, потом морковь поступает в паровую машину марки ТА.
В этой машине под действием высокой температуры верхний покров сырья размягчается, кожица частично отстает и отделяется в барабанной моечно-очистительной машине. Очищенная морковь поступает на дальнейшую переработку. Производительность линии 2 т/ч.
На комбинате картофелепродуктов производственного объединения «Колосс» эксплуатируется установка для паровой очистки фирмы «Пауль Кунц» (ФРГ) производительностью 6 т/ч.
Дозирование картофеля в паровую камеру осуществляется автоматически загрузочным шнеком, который регулируется реле времени по заданной программе. Установка сдвоенная, она имеет два загрузочно-дозирующих шнека, две паровые камеры, один разгрузочный шнек и одну барабанную моечно-очистительную машину. Паровые камеры могут работать и одновременно, и раздельно. Паровая камера работает под давлением 0,6—1 МПа, насажена на вал и вращается с частотой 5—8 об/мин. К камере подведен паропровод, снабженный входным и выходным пневмоклапанами. Загрузочное отверстие камеры во время работы герметично закрыто специальным коническим клапаном, насаженным на конец штока, который находится внутри цилиндра, расположенного в камере.
Горловина камеры закрывается следующим образом. Магнитным клапаном открывается вентиль подачи сжатого воздуха, с помощью которого через паровой клапан регулируется поступление пара в цилиндр. Пар по паропроводу, присоединенному к паровой камере, поступает в цилиндр и давит на поршень со штоком. Шток поднимает конический клапан и герметично закрывает камеру во время обработки овощей паром.
Установка для паровой очистки картофеля и корнеплодов работает следующим образом. Перед началом работы камеру устанавливают горловиной вверх, и начинается загрузка сырья. Мытые клубни (50—100 кг) загрузочным шнеком подаются в паровую камеру в течение 5—20 с, после чего камера герметично закрывается и начинает вращаться. Клапан для выпуска пара из камеры закрывается, а клапан для впуска пара открывается. Вращение камеры обеспечивает равномерную обработку сырья паром. Продолжительность обработки клубней зависит от качества картофеля и колеблется от 30 до 100 с. Затем подача пара прекращается, и в камеру в течение 10—15 с из специального водопровода впрыскивается под давлением холодная вода. Электродвигатель камеры выключается, и она прекращает вращаться, останавливаясь горловиной вверх. Пар из камеры выпускают через полый вал и клапан в дренажную систему и затем вновь включают систему вращения камеры. После падения давления осуществляется разгрузка пропаренных клубней в приемный бункер, откуда они разгрузочным шнеком подаются на очистку.
Обработанные паром клубни очищаются от кожицы в барабанной моечной машине, в которую непрерывно подается под давлением холодная вода. В результате механического воздействия пластин, расположенных на внутренней поверхности барабана, воды и трения клубней между собой размягченная кожица снимается и удаляется водой через приемную воронку в канализацию. Очищенные и охлажденные клубни поступают на дальнейшую обработку.
При очистке картофеля на этой установке достигается 100%-ная очистка клубней от кожицы. На поверхности клубней остаются только глазки, потемневшие пятна, которые удаляются при последующей дочистке.
Сущность пароводотермического способа очистки картофеля и корнеплодов заключается в гидротермической обработке (водой и паром) сырья. В результате такой обработки ослабляются связи между клетками кожицы и мякотью и создаются благоприятные условия для механического отделения кожицы.
Для комплексной обработки сырья на многих предприятиях установлены пароводотермические агрегаты (ПВТА).
Агрегат состоит из элеватора, бункера-дозатора с автоматическими весами, вращающегося автоклава, водяного термостата с наклонным транспортером и моечно-очистительной машины.
Тепловую обработку (бланширование) сырья проводят в автоклаве и термостате, водяную — частично в автоклаве (под действием образующегося конденсата), а в основном в термостате и моечно-очистительной машине; механическая обработка осуществляется за счет трения клубней или корнеплодов между собой в автоклаве и моечно-очистительной машине.
Пароводотермическая обработка сырья приводит к физико-химическим и структурно-механическим изменениям сырья: клейстеризации крахмала, коагуляции белковых веществ, частичному разрушению витаминов и др. При пароводотермическом способе имеет место размягчение ткани, увеличивается водо- и паропроницаемость клеточных оболочек, форма клеток приближается к шарообразной, вследствие чего увеличивается межклеточное пространство.
Обработку сырья в пароводотермических агрегатах осуществляют в следующей последовательности. Клубни или корнеплоды обрабатывают паром в автоклаве, затем их выгружают в термостатную ванну, где выдерживают в течение определенного времени в нагретой воде, после этого наклонным элеватором направляют в моечно-очистительную машину для очистки от кожицы и охлаждения.
Загружаемое в автоклав сырье, предварительно рассортированное по размеру, дозируют по массе. Загрузочный элеватор снабжен реле для автоматического прекращения подачи сырья в момент накопления порции для одной загрузки. В автоклав загружают до 450 кг свеклы или картофеля, до 400 кг моркови. При такой загрузке автоклав заполнен на 80 %. Свободные 20 % объема необходимы для хорошего перемешивания сырья.
Загруженное в автоклав сырье обрабатывают и четыре этапа: нагревание, бланширование, предварительная и окончательная доводка. Эти этапы отличаются между собой параметрами пара (давление), длительностью вращения автоклава и регулируются специальными вентилями.
Режимы пароводотермической обработки моркови, свеклы и картофеля устанавливают в зависимости от калибра сырья. Корнеплоды или картофель, обработанные в автоклаве по соответствующему режиму, должны быть полностью пробланшированы. Признаками хорошего бланширования являются отсутствие жесткой сердцевины и свободное отделение кожицы при нажиме на них ладонью. Однако необходимо следить за тем, чтобы толщина проваренного подкожного слоя мякоти ткани не превышала 1 мм, так как излишнее разваривание увеличивает количество отходов. Нельзя также допускать, чтобы корнеплоды или клубни выходили из автоклава полностью очищенными. Это наблюдается при излишнем их разваривании или истирании в результате слишком жесткого режима обработки.
После паровой обработки в автоклаве сырье подвергают обработке нагретой водой в термостате для достижения равномерной проваренности всех слоев по сечению клубня или корнеплода. Перед выгрузкой сырья из автоклава проверяют температуру воды в термостате и доводят ее до 75 °С.
Продолжительность выдержки обработанного паром сырья в термостате зависит от его вида и калибра и составляет для картофеля и свеклы крупного размера 15 мин, моркови крупного размера, свеклы и картофеля среднего размера 10 мин, картофеля мелкого и моркови среднего размера 5 мин. Термостат разгружают быстрее или медленнее в зависимости от производительности оборудования на последующих технологических операциях.
Производительность наклонного элеватора водяного термостата можно изменять с помощью вариатора скорости и обеспечивать этим непрерывность процесса.
Отделение кожицы от проблаишированных корнеплодов или клубней происходит в моечно-очистительной машине. Для охлаждения их после моечно-очистительной машины пользуются душем.
Производительность пароводотермического агрегата зависит от вида перерабатываемого сырья и его размера. При обработке картофеля среднего калибра производительность агрегата составляет 1,65 т/ч, свеклы — 0,8 и моркови — 1,1 т/ч.
Для улучшения и ускорения очистки моркови применяют комбинированную обработку с добавлением в термостат щелочного раствора в виде гашеной извести из расчета 750 г Ca(OH)2 на 100 л воды (0,75 %).
Количество отходов и потерь зависит от сорта сырья, его размеров, качества, продолжительности хранения и др.
В среднем количество отходов и потерь при пароводотермической обработке составляет (в %): картофеля 30—40, моркови 22—25, свеклы 20—25.
Пароводотермический способ бланширования и очистки нашел широкое распространение при сушке моркови и свеклы, так как дает небольшой процент отходов.
К недостаткам пароводотермического способа относятся большие потери и отходы картофеля и невозможность использовать их для производства крахмала. Отходы картофеля после пароводотермической очистки используются на корм скоту в жидком, сгущенном или сухом виде.
Химический (щелочной) способ очистки
Этот способ нашел широкое распространение.
Щелочная очистка меньше разрушает поверхность овощей, чем механическая, этим способом пользуются для очистки овощей с вытянутой формой или сморщенной поверхностью, так как получаются минимальные отходы; щелочная очистка легче поддается механизации, и капитальные затраты на это меньше, чем при других способах.
Недостатками химической очистки являются необходимость точного и постоянного контроля режимов обработки, загрязнение сточных вод отработавшим щелочным раствором и относительно высокий расход воды.
При щелочной (химической) очистке овощи, картофель и некоторые фрукты и ягоды (слива, виноград) обрабатывают нагретыми растворами щелочей. Для очистки используют преимущественно растворы едкого натра (каустической соды), реже — едкого кали или негашеной извести.
Сырье, предназначенное для очистки, погружают в кипящий щелочной раствор. В процессе обработки протопектин кожуры подвергается расщеплению, связь кожицы с клетками мякоти нарушается и она легко отделяется и смывается водой в моечной машине. Использование щелочи обеспечивает хорошее качество очистки и повышение производительности труда на дочистке; кроме того, по сравнению с механической и пароводотермической очисткой количество отходов уменьшается.
Продолжительность обработки сырья щелочным раствором зависит от температуры раствора и его концентрации. При обработке картофеля кроме перечисленных факторов существенное значение имеют сорт и время его переработки (в свежеубранном виде или после хранения).
После обработки картофеля щелочью кожура смывается с него в щеточных, роторных или барабанных моечных машинах в течение 2—4 мин водой под давлением 0,6—0,8 МПа.
Щелочной способ очистки овощей и плодов применяется на многих консервных и овощесушильных заводах. Обычно для щелочной очистки используются установки барабанного типа.
Барабанная установка представляет собой барабан большого диаметра, разделенный на отдельные камеры сегментами из перфорированных металлических листов. Когда барабан совершает вращательное движение, камеры поочередно проходят через нагретый щелочной раствор. Затем каждая камера поднимается вверх и, когда ограничивающие его металлические пластины занимают соответствующее положение, обрабатываемый продукт соскальзывает в разгрузочную воронку. Объем ванны, где находится щелочной раствор, 2—3 м3. Длительность прохождения продукта через ванну можно изменять в пределах от 1 до 15 мин. Так как пар при непосредственном соприкосновении с раствором разжижает его, установка обычно снабжается нагревательной системой с закрытыми паровыми трубами.
Поддержание температуры рабочего щелочного раствора на заданном уровне обеспечивается наличием специальной емкости, снабженной отдельным нагревателем, через который постоянно проходит рабочий раствор. Одновременно с подогреванием во время рециркуляции осуществляется фильтрация раствора от попавших в него остатков кожицы и крупных частиц грязи.
В современных установках для щелочной очистки овощей от кожицы регулировка и контроль температуры и концентрации раствора щелочи производятся автоматически.
Очень эффективна щелочная очистка белых кореньев и хрена. Щелочной обработке подвергают также сливы и другие косточковые плоды, а также виноград, чтобы удалить с их поверхности восковой налет для ускорения процесса сушки.
Для уменьшения расхода щелочи и воды, необходимой для ее смыва, применяют смачиватели (поверхностно-активные вещества, понижающие поверхностное натяжение щелочного раствора и обеспечивающие более тесный контакт между сырьем и раствором).
Для обеспечения наиболее тесного контакта щелочного раствора с поверхностью овощей и облегчения последующей отмывки щелочи в рабочий раствор добавляют 0,05 % додецилбензолсульфоната натрия (поверхностно-активное вещество). Применение смачивателя позволяет снизить концентрацию щелочного раствора в 2 раза и сократить отходы сырья при очистке.
Механический способ очистки
Механическим путем очищают овощи и картофель от кожицы, а также удаляют несъедобные или поврежденные органы и ткани овощей и фруктов, извлекают семенные камеры или косточки у фруктов, высверливают кочерыжки у капусты, срезают донца и шейки у лука, удаляют листовую часть и тонкие корешки у корнеплодов, дочищают картофель и корнеплоды (ножами после очистки машинами).
Удаление кожицы механическим способом основано на стирании ее шероховатыми поверхностями, преимущественно абразивными (наждачными). Этим способом можно очищать картофель, морковь, свеклу, белые коренья, лук, т. е. сырье, имеющее грубую кожицу и плотную мякоть. Одновременно с кожицей у картофеля удаляют также глазки и части клубня с различными дефектами.
Чистка овощей и картофеля методом стирания кожицы производится на машинах периодического или непрерывного действия при непрерывной подаче в них воды для смывания и удаления отходов. До настоящего времени во многих овощесушильных заводах широко используются механические абразивные картофелеовощечистки периодического действия. Существует много типов этих машин.
На плодоовощных перерабатывающих предприятиях наибольшее распространение имеют картофелекорнечистки марки КЧК.
Рабочим органом этой машины является вращающийся в неподвижном цилиндре чугунный диск с волнообразной поверхностью. Диск и внутренняя поверхность цилиндра покрыты абразивным (наждачным) материалом.
Сверху над рабочим цилиндром установлена загрузочная воронка. Цилиндр имеет люк для выхода очищенного продукта, закрываемый во время работы машины заслонкой со специальным замком и рукояткой. Во внутренней части цилиндра имеется трубопровод, подающий через сопла воду для промывки очищенного сырья. Грязная вода вместе с отходами отводится через сливную трубу в нижней части цилиндра.
Сырье после мойки и калибрования подается периодически через загрузочную воронку в цилиндр. Очистка происходит благодаря трению сырья о внутреннюю поверхность цилиндра и диска под действием центробежной силы, развиваемой диском при его вращении. Машина от очищенного продукта разгружается без остановки через боковой люк и лоток при открытой заслонке. Производительность машины 400—500 кг/ч, вместимость цилиндра 15 кг, расход воды 0,5 м3/ч, продолжительность очистки 2—3 мин, частота вращения диска 450 об/мин.
Качество очистки и количество получаемых отходов зависят от сорта, кондиций, длительности хранения сырья и других факторов. Хорошая очистка при низком проценте отходов достигается в том случае, когда очищаемое сырье тщательно откалибровано, клубни или корнеплоды не проросли, не завяли и сохранили упругость. В среднем количество отходов при очистке составляет 35—38 %.
Необходимо следить за состоянием насечки на абразивной поверхности. По мере износа (затупления) терочную поверхность восстанавливают. Загрузку машины производят на ходу, заполняя цилиндр примерно на 3/4 его объема. Перегрузка или недогрузка ухудшают качество очистки. При перегрузке увеличивается продолжительность пребывания клубней или корнеплодов в машине. Это приводит к излишнему их истиранию и неравномерной очистке всей загруженной порции сырья. Недогрузка нежелательна в связи со снижением производительности, а также из-за излишнего разрушения наружных клеток от ударов клубней о ее стейки, что вызывает потемнение картофеля после очистки.
Цилиндрические абразивные картофелекорнечистки отличаются простотой устройства и дешевизной. Однако они имеют существенные недостатки: периодичность действия, ручное открывание и закрывание люков для выгрузки сырья, повреждение мякоти, повышенные отходы сырья.
Автоматизированная абразивная картофелечистка периодического действия работает следующим образом.
Перед картофелечисткой расположен бункер, накапливающий заданную порцию картофеля. После наполнения бункера автоматически выключается элеватор, подающий картофель, бункер открывается, и картофель высыпается в картофелечистку, где он очищается в течение времени, заданного по установленному режиму. Затем дверка картофелечистки автоматически открывается, и в картофелечистку поступает новая порция сырья. При этом обеспечивается оптимальная загрузка, исключается истирание клубней и точно соблюдается продолжительность очистки. Очищенный картофель поступает на дочистку. Производительность картофелечистки 1350 кг/ч.
На некоторых заводах эксплуатируется абразивная картофелечистка непрерывного действия марки КНА-600М.
Рабочими органами этой машины являются 20 очистительных абразивных роликов, надетых на вращающиеся валы. Вращающиеся ролики в собранном виде образуют волнистую поверхность и делят машину на четыре секции. Над каждой из секций, отделенной от другой поперечной перегородкой, установлен душ.
Машина отличается от картофелечистки периодического действия не только непрерывностью работы, но и принципом воздействия абразивной поверхности на очищаемые клубни или корнеплоды. Сырье двигается по роликам в воде и проделывает зигзагообразный путь от входа к выходу. Вследствие плавного движения и непрерывного орошения удары клубней о стенки машины ослабляются. Кожица снимается роликами в виде тонких чешуек без стирания значительного слоя мякоти. Откалиброванный картофель непрерывным потоком загружается в бункер машины и попадает в первую секцию на быстро вращающиеся абразивные валики, очищающие с клубней кожицу. При вращении вокруг собственной оси клубни продвигаются вдоль машины, поднимаются по волнистой поверхности роликов, наталкиваются на перегородки и попадают обратно во впадину секции. При таком движении клубни постепенно продвигаются вдоль роликов к разгрузочному окну, поджимаются поступающим картофелем и попадают во вторую секцию, где совершают такой же путь по ширине машины. После прохождения четырех секции очищенные и обмытые под душем клубни подходят к разгрузочному окну и попадают в лоток.
Продолжительность пребывания клубней в машине или степень очистки их регулируют, изменяя ширину окна в перегородках, высоту подъема заслонки у разгрузочного окна и угол наклона машины к горизонту. При нормальной очистке картофеля продолжительность пребывания клубней в машине 3—4 мин.
Опыт эксплуатации машин КНА-600М свидетельствует о преимуществах их перед абразивными корнечистками периодического действия. Эти машины работают непрерывно, их можно включать в поточные механизированные линии, в них снижен отход сырья на 15—20 %, меньшее повреждение наружных клеток и более гладкая поверхность очищенного картофеля, сохраняется первоначальная форма клубня, продолжительность пребывания очищенного сырья в машине можно регулировать. Производительность КНА-600М 1000 кг/ч (по сырью), расход воды 1—2 л/кг, частота вращения рабочих роликов 600 об/мин.
Абразивная картофелечистка непрерывного действия фирмы «Эгго» состоит из клетки типа «беличье колесо», изготовленной из 23 роликов, вращающихся вокруг своей оси при одновременном вращении самой клетки. Внутри клетки находится шнек, вращающийся независимо от клетки и роликов и обеспечивающий продвижение клубней картофеля. Ролики, покрытые абразивным материалом, при соприкосновении с клубнями в нижней части клетки очищают их за 55 с, в верхнем положении очищенные клубни и абразивная поверхность роликов промываются водой и шнеком перемещаются к выходу.
Частоту вращения шнека и роликов можно регулировать без отключения машины с помощью специальных маховиков. Для более глубокой очистки уменьшают частоту вращения шнека и увеличивают подвижность роликов. Производительность машины по картофелю 3 т/ч. К машине приложен комплект резиновых роликов и нейлоновых щеток, которые используются при очистке молодого картофеля или моркови и свеклы, обработанных паром при атмосферном или повышенном давлении. Отходы и потери при очистке картофеля составляют около 28 %.
Кроме картофеля, моркови и свеклы в этой машине можно очищать лук.
При механической очистке картофеля и некоторых овощей имеет место разрушение абразивной поверхностью наружного слоя клубней. Это приводит к быстрому и интенсивному потемнению очищенного сырья на воздухе.
Для предотвращения соприкосновения поверхности клубня с кислородом воздуха картофель после очистки погружают в воду. Последующие операции (дочистку и резку) необходимо проводить при обильном смачивании поверхности клубней водой.
Для очистки применяются также очистительно-моечные машины пилеры, у которых трущими органами являются рифленые резиновые ролики. Смывание кожицы осуществляется водой, подаваемой из сопел под давлением 1—1,2 МПа. Такое большое давление воды способствует лучшей очистке овощей и картофеля.
Очистительно-моечные машины барабанного и роликового типов широко используются для очистки сырья, которое предварительно обработано паром, щелочью, горячей водой, обжигом или др. Моечно-очистительные машины входят в комплекс электро- и паротермических агрегатов и установок для щелочной очистки картофеля, свеклы, моркови, лука и некоторых плодов (персиков, яблок). Они завершают процесс очистки при применении комбинированных способов удаления кожицы. Качество очистки и количество отходов сырья на этих машинах зависят от диаметра и длины барабана, частоты вращения и заполнения барабана, а также от температуры и уровня воды в ванне.
По конструкции и принципу действия эти машины аналогичны барабанным моечным машинам.
Очистка овощей улучшается при увеличении времени пребывания их в машине, повышении температуры воды и уменьшении ее уровня в ванне. Но при этом уменьшается производительность машины и возрастает количество отходов. Поэтому для каждого вида обрабатываемого сырья разрабатываются своп оптимальные режимы обработки, обеспечивающие хорошую очистку, максимальную производительность при минимальном количестве отходов.
При механической очистке картофеля получаемые отходы используют для производства крахмала.
На некоторых овощесушильных заводах применяется глубокая механическая очистка картофеля с удалением большого слоя мякоти клубней с углублениями и глазками, что повышает производительность труда на дочистке и уменьшает почти в 2 раза затраты труда на эту операцию. Однако количество отходов за счет снятия ценного подкожного слоя возрастает до 55 %. Глубокую механическую очистку можно производить только при отсутствии в достаточном количестве рабочей силы и полном использовании отходов для получения пищевого крахмала.
Качество очистки картофеля и количество получаемых отходов зависят от способа очистки, сорта, кондиционности и продолжительности хранения сырья, а также от конструктивных особенностей применяемого оборудования. С увеличением содержания некондиционных клубней количество отходов возрастает, причем наибольшее количество их получается при работе на картофелечистках КЧК. Картофель после длительного хранения очищается хуже и количество отходов возрастает. Сравнивая различные способы очистки, необходимо отметить, что наименьшее количество отходов получено при щелочном и паровом способах очистки.
Очистка лука, заключающаяся в обрезке верхней заостренной шейки, нижнего корневого донца (корневой мочки) и снятии шелухи, — весьма трудоемкая технологическая операция. На некоторых предприятиях овощесушильной промышленности при очистке лука шейку и донце обрезают вручную, а шелуха снимается в пневмолукочистках.
Машина состоит из цилиндрической очистительной камеры, дно которой сделано в виде вращающегося диска с волнистой поверхностью. У луковиц предварительно обрезают шейку и донце. Через бункер их подают в дозатор, откуда через каждые 40—50 с порция 6—8 кг поступает в очистительную камеру. При вращении дна и ударе о него и стенки кожица отделяется от луковиц и сжатым воздухом из барботера выносится в циклон, а очищенный лук выгружается через автоматически открывающуюся дверцу. За цикл очистки (40—50 с) полностью очищается до 85 % луковиц.
Затраты труда на очистку лука в этой машине снижаются почти вдвое по сравнению с ручной очисткой, производительность пневмолукочистки до 500 кг/ч, расход воздуха 3 м3/мин. В этой машине можно очищать только сухой лук, влажные луковицы приходится дочищать вручную.
Ппевмолукочистка может работать во влажном режиме, т. е. разорванная при вращении и трении луковиц о шероховатую поверхность диска и стенок цилиндра шелуха удаляется не сжатым воздухом, а водой, подаваемой под давлением.
На некоторых овощесушильных заводах эксплуатируется универсальная линия для подготовки и сушки лука, изготовляемая в НРБ.
Линия состоит из машин для подготовки лука к сушке, сушилки и оборудования по обработке сушеного лука. Линия обеспечивает выработку сушеного лука, нарезанного кольцами, дробленого (размер частиц от 4 до 20 мм) и лукового порошка.
Перед подачей на линию лук сортируют по диаметру и подают на линию по размерам.
Наклонным элеватором лук подастся в машину для обрезки шейки и донца, представляющую собой стальной транспортер, собранный из пластин с отверстиями. В конце транспортера имеются нижний блок серповидных ножей и верхний блок плавающих ножей. Машину обслуживают четыре работницы, устанавливающие луковицы в гнезда транспортерной ленты донцем вверх, в конце транспортера производится обрезка донца и шейки лука. При изменении калибра лука производится настройка машины на соответствующий размер. Затем лук поступает на инспекционный транспортер, где вручную обрезают донце и шейку (у плохо обрезанных луковиц). Далее лук элеватором загружается в пневмолукочистку, очищается от шелухи и снова поступает на инспекционный транспортер. Очищенные луковицы подвергаются мойке в вентиляторной моечной машине и резке на кружки толщиной 3—5 мм. Резаный лук на наклонном ленточном транспортере промывается струями воды. При этом частично вымывается сахара, что обеспечивает получение сушеного лука белого цвета.
После сутки в паровой ленточной конвейерной сушилке лук пневмотранспортером загружается в бункер-охладитель, через электромагнитный сепаратор поступает на инспекцию для удаления недосушенных и подгоревших кусочков. Высушенный лук просеивают и упаковывают, причем лук в виде колец упаковывают в тару, используя вибратор. Производительность линии 440—700 кг/ч. На этой линии полностью очищенных луковиц диаметром 45—60 мм получают 55,7%, а диаметром 60—80 мм — 54,2%, количество отходов составляет соответственно 25,3 и 21,6 %.
Механизированная линия очистки и переработки лука типа НА-Т/2, изготовляемая в Венгрии работает следующим образом. Очищенный от стеблей и грязи лук элеватором через дозатор подают в сортировочную машину, которая калибрует лук на четыре размера: диаметром до 3 см (нестандартный), от 3 до 5 см, от 5 до 10 см, свыше 10 см (на переработку не идет). Луковицы диаметром от 3 до 10 см подаются на элеватор, который доставляет их на подающий транспортер, где работницы укладывают их в гнезда. Размер гнезд подающего транспортера выбирается в соответствии с диаметром перерабатываемого лука. Пройдя машины для удаления донца и шейки, лук поступает на сборный транспортер, затем через элеватор на дозирующие весы и отсюда периодически в машину для удаления шелухи, работающую на влажном режиме.
Очищенный лук подается на ленту инспекционного транспортера, затем элеватором на шинковальную машину, где осуществляется резка его на кружки толщиной 3—6 мм.
Производительность линии 700—750 кг/ч; при переработке лука южных сортов (с одной покровной чешуей) количество отходов составляет примерно 29,9 %; полностью очищенных луковиц — 75,3%, луковиц, требующих дочистки, — 13,4%, полностью неочищенных — 11,3 %.
Линия очистки лука отечественного производства состоит из ленточного транспортера для обрезки шейки и донца луковицы, машины для очистки лука от кожицы системы Н. С. Фещенко и инспекционного ленточного транспортера.
Лук из лотка подается на ленточный транспортер, разделенный по ширине перегородками на три части, здесь он попадает в боковые отсеки ленты, имеющей шиберы, для задерживания против рабочих мест. Обрезанный вручную лук подается в машину для очистки от шелухи, потом через дозатор загружается в лоток на насеченный или покрытый корундом барабан. Порции луковиц захватываются лопастями цепного транспортера и перемещаются по поверхности вращающегося барабана, при этом шелуха разрывается, сдувается воздухом и через щель отсасывается из машины в сборник. Производительность липни в среднем 1,5 т/ч.
Машина для обрезки донца и шейки лука (конструкции инж. Н. С. Фещенко), работающая на некалиброванном луке различных сортов, состоит из двухрядного ленточного транспортера, выполненного таким образом, что его ветви перемещаются в противоположные стороны в одной плоскости. Это обеспечивает равномерное распределение лука по всей длине и ширине транспортера.
По длине транспортера установлены лотки, каждый из которых состоит из параллельно установленных пластин с U-образным вырезами. Вращающиеся поверхности лотков с двух сторон закрыты ограждениями и снабжены блокирующим устройством. Между пластинами проходят захваты для луковиц, каждый из которых также состоит из двух параллельно расположенных U-образных пластин, закрепленных на вращающемся диске. Над диском на валу установлены ножи, которые могут вращаться и перемещаться вдоль оси. Ножи снабжены с тупицами с круговыми пазами, а также механизмом ориентации величины обрезки. Механизм ориентации величины обрезки шейки и донца луковицы выполнен из двух шарнирно расположенных подпружиненных пластин (фиксаторов) с роликами, размещенных в пазах ступиц ножей. На нижних концах пластин установлены сужающиеся к дисковым ножам захваты. Для удерживания луковиц в захватах в момент обрезки на оси установлен подпружиненный фиксатор, свободно проходящий между пластинами захватов. Расстояние между захватом и механизмом ориентации величины обрезки лука регулируется болтами. Машина имеет сбрасыватель обрезанных луковиц.
Обрезка концов лука осуществляется следующим образом. Работница берет с транспортера луковицы и кладет в лоток или в захват диска. По мере вращения диска луковицы прижимаются сверху фиксатором и заходят в пространство между гнездами механизма ориентации. При этом луковица действует на гнезда, которые в зависимости от ее длины вместе с пластинами фиксатора расходятся и раздвигают дисковые ножи. В результате обрезаются донце и шейка. Обрезанные луковицы из захватов выбрасываются вращающимся сбрасывателем и шнеком подаются на скребковый транспортер. После обрезки фиксатор, гнезда и ножи возвращаются в исходное положение, и цикл повторяется. В машине имеется приспособление для настройки величины обрезки лука.
Машина выполнена из соединенных муфтами секций. В первой секции расположен привод. Размеры секции 1600 X 1500 X 1200 мм, каждую секцию обслуживают два человека. Таким образом, производительность машины зависит от числа работающих секций и числа обслуживающих рабочих.
Производительность труда одной работницы в смену составляет от 370 до 1360 кг, а количество отходов — от 5 до 9,4 % в зависимости от размера луковиц, количество необрезанных луковиц в среднем 1,4%.
Для очистки чеснока от кожицы используют машину Л9-КЧП.
Машина разделяет головки чеснока на дольки, очищает их от кожицы и отводит ее в специальный сборник. Очистка производится с помощью струй сжатого воздуха, движущегося со скоростью звука, что обеспечивается специальной формой сопла.
Машина непрерывного действия состоит из загрузочного бункера, узла очистки (рабочие камеры с дозаторами), устройства для отвода и сбора кожицы и выносного инспекционного транспортера. Производительность 50 кг/ч.
При вращении дозаторов и рабочих камер вокруг полого вертикального вала происходят отделение порции сырья (две-четыре головки) и подача ее в рабочую камеру, после чего сжатый воздух через трубу, полый вал и соединительную трубу с большой скоростью вводится в камеру.
Рабочая камера — это открытый сверху и снизу цилиндр. Корпус ее отлит из алюминия, внутри имеется вставка из коррозиестойкой стали. В корпусе и вставке сделаны смещенные отверстия для прохода воздуха. Камера находится между двумя неподвижными дисками.
Время пребывания дозы чеснока в камере 10—12 с, из них 8 с приходится на собственно очистку, когда в камеру подается сжатый воздух. Остальное время необходимо для выгрузки очищенного чеснока из камеры. После этого камера, продолжая двигаться, снова оказывается под сплошной частью диска, происходит загрузка новой порции сырья, и цикл повторяется.
Продолжительность очистки регулируется путем изменения частоты вращения ротора за счет замены шкивов на клиноременной передаче между электродвигателем и редуктором.
Снятая кожица потоком воздуха от вентилятора перемещается по каналу к тканевому сборнику, а очищенный чеснок через отверстие в неподвижном диске, размещенном под рабочими камерами, выводится на инспекционный транспортер.
Производительность при ручной загрузке 30—35 кг/ч, при машинной — 50 кг/ч. Количество полностью очищенных зубков 80—84 % обрабатываемого сырья. Зубки с остатками Кожины, отобранные при инспекции, могут быть подвергнуты повторной очистке.
Комбинированный способ очистки
При этом способе предусматривается сочетание двух факторов, воздействующих на обрабатываемое сырье (щелочного раствора и пара, щелочного раствора и механической очистки, щелочного раствора и инфракрасного обогрева и др.).
При щелочно-паровом способе очистки картофель подвергают комбинированной обработке щелочным раствором и паром в аппаратах, работающих под давлением или при атмосферном давлении. При этом применяют более слабые щелочные растворы (5%-ные), в связи с чем резко снижается расход щелочи на 1 т сырья и уменьшается количество отходов по сравнению со щелочным способом.
При использовании методов абразивной и щелочной очистки обработанное в слабом щелочном растворе сырье подвергают кратковременной очистке в машинах с абразивной поверхностью. Время обработки зависит от вида и сорта сырья и продолжительности его хранения.
Комбинирование щелочной обработки картофеля с инфракрасным облучением и последующей механической очисткой от кожицы производится следующим образом.
Клубни погружают в раствор щелочи концентрацией 7—15%, нагретый до 77°, на 30—90 с. Вместо погружения возможна обработка струей раствора щелочи. После стекания излишнего раствора картофель направляют в перфорированный вращающийся барабан, где он подвергается инфракрасному обогреву при температуре 871—897°С (источник тепла — газовые горелки).
Термическую обработку клубней можно также осуществлять на транспортере, расположенном под источником инфракрасных лучей. Транспортер оборудуют вибраторами или другими устройствами, обеспечивающими переворачивание клубней.
В процессе тепловой обработки происходит испарение воды из кожицы клубня, и концентрация находящегося в поверхностном слое щелочного раствора увеличивается. Благодаря этому действие щелочи в тонком слое усиливается и создаются благоприятные условия для дальнейшего механического удаления кожицы.
После термообработки клубни направляют и очистительную машину, снабженную гофрированными резиновыми валиками. Конечная очистка производится в щеточных моечных машинах. После очистки картофель погружают в 1 %-ный раствор соляной кислоты для нейтрализации щелочи, а затем направляют на дальнейшую переработку. Отходы при этом способе очистки составляют 7—10 %, расход воды в 4—5 раз меньше, чем только при щелочной очистке.
При обслуживании очистительных машин, используемых при всех способах очистки сырья, необходимо строго выполнять правила безопасной работы.
На трубопроводе отработавшего пара пароводотермического агрегата должен быть установлен предохранительный клапан, отрегулированный на рабочее давление автоклава, и на подводящем паропроводе — манометр.
На паропроводе перед машиной для паровой очистки должен быть установлен редукционный клапан с манометром и предохранительным клапаном.
Запрещается подтягивать гайки и болты для уплотнения прокладок при наличии пара в автоклаве и машине для паровой очистки.
При неисправности манометра или предохранительного клапана необходимо останавливать оборудование и спускать пар. То же делают при появлении на корпусе выпучин и трещин, при обнаружении трещин на затяжных болтах, при повышении давления в автоклаве или корпусе очистительной машины.
Источник: З.А. Кац. Производство сушеных овощей, картофеля и фруктов. Изд. 2-е, перераб. и доп. «Легкая и пищевая промышленность». Москва. 1984