Оглавление

        Введение

       Мойка определяет качество конечного продукта, причем ее режимы зависят от видов  загрязнений. Если пищевое сырье  обычно загрязнено частицами почвы, песка, остатками ботвы, то на поверхности  тары содержатся сложные загрязнения, состоящие из жидкой и твердой фаз (жиры, частицы консервируемого продукта). Состав загрязнений обусловливает разнообразие их механических свойств, различие в величине сил сцепления с поверхностью сырья или тары.

       Для подавления жизнедеятельности микроорганизмов, входящих, как правило, в состав загрязнений, тара перед заполнением консервируемым продуктом подвергается дезинфекции. Дезинфекцию отмытых поверхностей проводят осветленным раствором с массовой долей хлорной извести 5 % или раствором с массовой долей гидроксида NaOH – 0,5 % или хлорамином.

       Для мойки используются следующие моющие средства: анионо- и катионоактивные, амфолитные и неионогенные. Моющий раствор должен обеспечить смачивание поверхностей, диспергирование загрязнений (набухание, пептизация и дробление белковых веществ, омыление жиром) и стабилизацию отделившихся от поверхности загрязнений и моющем растворе.

       Смачивание  отмываемых поверхностей зависит от поверхностного натяжения моющего и межфазного раствора и межфазного натяжения па границе жидкость – твердое тело. Наиболее эффективноe смачивание и мойка обеспечиваются при минимальном поверхностном натяжении моющего раствора. Для этого используют два метода снижения поверхностного натяжения воды или моющего раствора: тепловой и использующий поверхностно-активные вещества (ПАВ).

       В зависимости от вида отмываемых поверхностей в состав моющего раствора входят разные вещества: эмульгирующие жиры и омыляющие жирные кислоты – едкая щелочь; пеитизирующие белки и снижающие жесткость воды – тринатрийфосфат; предотвращающие коррозию металла – жидкое стекло и ПАВ. Количество каждого компонента определяется видом и свойством отмываемых поверхностей.

       Чистота отмываемых поверхностей определяется по отсутствию следов загрязнений, моющих средств и по количеству микроорганизмов па них.

       В настоящее время для мойки  пищевого растительного сырья, тары и санитарной обработки оборудования применяются моечные машины различных типов и конструкций. Они классифицируются следующим образом:

1. в зависимости от характера процесса (непрерывно и периодически действующие);
2. от вида обрабатываемых объектов (для мойки сырья и мойки тары);
3. по типу устройств, перемещающих отмываемые объекты (линейные и барабанные);
4. по способу воздействия моющей среды (шприцевые, отмочные и отмочно-шприцевые).

       Интенсификация  процесса мойки при оптимальной  температуре моющего раствора возможна за счет использования более эффективных моющих растворов либо турбулизации моющего раствора у загрязненных поверхностей. Движение моющего раствора у отмываемых поверхностей оказывает механический разрушающий эффект на загрязнение и ускоряет физико-химическое взаимодействие. Оно осуществляется разными способами:

1. турбуличацией моющего раствора воздушным барботированием;
2. механическим перемешиванием моющего раствора лопастями, насадками;
3. приведением моющего раствора в колебательное движение с помощью динамических вибраторов или гидродинамических излучателей;
4. турбулизацией моющего раствора затопленными струями.

К моечным  машинами предъявляются следующие требования:

1. высокая степень чистоты отмываемых объектов
2. исключение порчи сырья пли боя и деформации тары
3. минимальный расход воды и энергии
4. простота изготовления и обслуживания
5. высокая эксплуатационная надежность
6. малые габаритные размеры и масса.

       Очисткой  пищевого сырья называется процесс  удаления несъедобных (косточки, плодоножки) малоценных в пищевом отношении  частей овощей и плодов. Известны следующие  способы очистки пищевого сырья: термический, механический, комбинированный. Выбор способа очистки определяется видом выпускаемой продукции.

       Для мойки сырья используется обычно проточная или оборотная водопроводная  вода. После отмочки загрязнения с поверхности сырья удаляются щетками или жидкостными струями.

       Из  многообразия моечных машин наибольшее распространение получили лопастные, ленточные, барабанные, вибрационные, комбинированные, элеваторные, щеточные. Выбор моечной машины определяется структурно-механическими и прочностными свойствами растительного сырья, а также характером и количеством загрязнений на поверхности сырья.

       Мойку растительного сырья производят погружением в воду (отмочка), ополаскиванием струями воды из насадок, использованием щеточных устройств, активным перемешиванием. В большинстве моечных машин применяют комбинацию перечисленных способов мойки.

       Барабанная  моечная машина предназначена для  мойки твердых плодов и овощей (корнеплодов). Мойка предусматривает удаление с поверхности сырья остатков земли, песка, посторонних тяжелых и легких примесей (камни, листья, ветки, солома). Для каждого вида сырья требуется свой способ и режим мойки.

       Мойка в барабанных моечных машинах  осуществляется при вращении барабана путем интенсивного перемешивания  сырья и за счет ударов падающего  сырья о поверхность воды. Эффективность  процесса мойки определяется соотношением сил, действующих на сырье, находящееся в барабане.

       При малом числе оборотов барабана сырье  располагается в нижней его части. С увеличением числа барабана возрастает угол подъема сырья (в  гладких барабанах), и чем число  оборотов больше, тем выше подъем, отрыв и высота падения сырья. С увеличением угла подъема эффективность процесса мойки повышается в результате лучшего перемешивания и большей высоты падения сырья. Однако при значительном числе оборотов барабана может наступить такой момент, когда центробежная сила превысит силу тяжести и сырье в течение всего оборота будет прижато к стенкам барабана,

       Барабан может быть цилиндрическим, коническим, горизонтальным или наклонным. Непрерывно действующие машины изготавливаются  с наклонно или горизонтально расположенным барабаном. В первом случае сырье продвигается вдоль барабана благодаря наклону, во втором – с помощью спирали или специальных насадок, приваренных к внутренней поверхности барабана

        1 Технологическая часть

       1.1 Свойства картофеля

       Физические  свойства плодов и овощей влияют на пищевую ценность и сохранность. Некоторые (размер, масса, форма, окраска) нормируются стандартами, другие учитываются при товарной обработке и хранении.

       Свойства подразделяют:

1. физические - размер, масса, форма, относительная плотность, насыпная (объемная) масса;
2. структурно-механические - скважистость, механическая прочность, твердость;
3. теплофизические - теплопроводность, температуропроводность, удельная теплоемкость;

            Теплофизические свойства картофеля:

1. Удельная теплоемкость до заморозки 3,56 кДж/кг*К
2. Удельная теплоемкость после заморозки 1,84 кДж/кг*К
3. Скрытая теплота заморозки 270 кДж/кг
4. Насыпная масса 640 кг/м³
5. Плотность 1100 кг/м³
6. Температура замерзания от –1°С до –1,7°С

       Механические  свойства картофеля:

1. Механическая прочность сырого картофеля 13x10⁵ Па
2. Твердость клубней картофеля составляет 70 Н
3. Скважистость 40%
4. Угол естественного откоса штабеля картофеля 30 - 40°
5. Угол скольжения клубней округлой формы по дереву 25°, по клубням - 38°
6. Угол скатывания 22° - 39°
7. Допустимая высота свободного падения клубней при ударе о металл 20 см, о дерево 30 см, о почву 120 см, о клубни 40 см
8. Давление, при котором повреждаются клубни 70 – 80 кг/см³

       1.2 Технологическая схема производства чипсов

       Технологическая схема производства чипсов представлена на рисунке 1.1.

       Рисунок 1.1 Технологическая схема производства чипсов

       Чипсы картофельные представляют собой формованные  пластины прямоугольной (100 х 40 х 2 мм) или  кубической (квадратной: 40 х 40 мм) формы  или фигурные изделия. Чипсы картофельные являются продуктом, полностью подготовленным к употреблению в пищу в качестве сухого завтрака, гарнира к различным блюдам или закуски к напиткам.

       Основное  сырьё для производства картофельных чипсов - сырой картофель. При этом выполняются следующие основные операции: мойка картофеля, очистка, резка, бланширование, обсушка, обжарка, охлаждение, внесение соли и специй, фасовка.

       Картофель прежде всего попадает в барабанную моечную машину А9-КМ-2, после чего промытый сырой картофель попадает в машину, предназначенную для очистки корнеплодов (МОК-300), где автоматически чистится. Уже очищенный картофель подвергается вторичной механической чистке, но без участия автоматики. Картофель чистися на столе рабочем ИПКС-075-1,5(Н). Очищенный картофель попадает в протирочно-резательную машину Гамма-5А, где подвергается нарезке. Картофель после мойки, зачистики и нарезки бланшируется. Оборудование: бланширователь ИПКС-073-02(Н). После производится сушка полученного бланшированного картофеля. Обжаривание (обезвоживание) производится во фритюрных ваннах (например, ИПКС-073-01(Н)). Время обжаривание одной порции - 20-40 секунд. Добавление соли и специй происходит на столе рабочем ИПКС-075-1,5(Н), куда готовый продукт поступает после обжаривания. Расфасовка готовой продукции производится в металлизированные (ламинированные) полипропиленовые пакеты по 50 - 300 г с помощью машины фасовочно-упаковочной РТ-УМ-11, после чего готовый упакованный картофель следует на реализацию.

       1.3 Продуктовый расчет

       В таблице 1.1 представлен продуктовый расчет чипсов.

Таблица 1.1 Продуктовый расчет

       1.4 Выбор и обоснование технологического оборудования

       В условиях малого предприятия представляется целесообразным использование малогабаритных цехов по переработке картофеля. Закупка оборудования и монтаж его  в помещениях со всеми инженерными сетями, как правило, быстро приводит к выпуску готовой продукции и поставке её в магазин.

       Первым  этапом при производстве чипсов является мойка картофеля, которая производится с помощью машины  моечной барабанной А9-КМ2. Машина предназначена для мойки фруктов и овощей с твердой структурой в технологических линиях их переработки. Машина устанавливается на предприятиях консервной и овощесушильной промышленности. Машина состоит из станины с ваннами, барабанов, привода, лотка, душевого устройства, электрооборудования. Машина относится к непрерывно действующему оборудованию. Размеры перерабатываемого продукта должны быть не менее 15 мм и не более 200 мм. Овощи загружаются в машину через загрузочный лоток, из него попадают в барабан первичной мойки, перебрасываются во второй, где подвергаются вторичной мойки, затем ковшом переносятся в третий барабан, в котором ополаскиваются под душем. Промытые овощи разгружаются в лоток и поступают на следующую операцию.

       Технические характеристики:

Техническая производительность, кг/ч   3000-4000

Максимальная  установленная мощность, кВт   1,1

Максимальное  потребление воды (давление 2-3 МПа), куб.м/ч   2,0

Габаритные  размеры, мм   3390х1270х1600

Масса, кг   840

       Второй  этап – очистка картофеля с помощью машины, предназначенная для очистки корнеплодов (МОК-300). Машины очистки корнеплодов применяются для снятия кожуры с картофеля и других корнеплодов путём воздействия абразивосодержащих очищающих рабочих органов. Для более удобной эксплуатации в машинах предусмотрена регулировка продолжительности цикла работы. Картофелечистки имеют разгрузочный люк, при открытии которого происходит самопроизвольная выгрузка очищенного продукта при вращающемся диске. Машины выполнены в напольном варианте и могут использоваться в овощных цехах предприятий общественного питания.

       Технические характеристики:

Производительность, кг/ч   300

Вместимость бункера для сырья, кг   10

Время на обработку, мин   2

Электродвигатель: частота вращения, об/мин   1500

Установленная мощность, кВт   0,55

Габаритные  размеры, мм   600x410x1000

Масса, кг   62

       Третий  этап – ручная зачистка картофеля  на столах рабочих ИПКС-075-1,5(Н). Стол (островной) ИПКС-075-1,5(Н). Стол предназначен для разделки и переработки продукции на предприятиях общественного питания и пищевой промышленности. Особенности: стол выполнен из пищевой нержавеющей стали, имеет разборную конструкцию и регулируемые по высоте опоры, не имеет труднодоступных для санитарной обработки участков, возможно изготовление с нижней полкой, каркасы и нижние полки могут быть изготовлены из конструкционной стали, окрашенной двухслойной полимерной краской цвета хром-металлик.

       Технические характеристики:

Рабочая нагрузка, не более, кгс   75

Габаритные  размеры, мм   1500x600х850

Масса, кг   24

       Четвертый этап – нарезка клубней картофеля с помощью протирочно-резательной машины Гамма-5А. Машина предназначена для нарезки и измельчения сырых и вареных овощей и фруктов на частицы различной геометрической формы, приготовления фарша. Машина может использоваться в составе комплектов оборудования по переработке (сушка, консервирование, замораживание и т.п.) овощей и фруктов, а также на предприятиях общественного питания и на небольших сельскохозяйственных предприятиях. Особенности машины: большой выбор ножей, терок, решеток, позволяющих производить нарезку, шинковку и измельчение всех видов сырых и вареных овощей, а также фруктов на частицы различной геометрической формы и размеров; виды нарезки: ломтики, пластинки, кубики, брусочки, соломка; вертикальная конструкция обеспечивает удобство в работе и не требует больших площадей для размещения машины; наличие блокировочного устройства исключает возможность включения измельчителя во время смены насадок; части измельчителя, контактирующие с пищевыми продуктами, изготовлены из материалов, разрешенных к применению в пищевой промышленности

       Технические характеристики:

Производительность (при нарезке брусочками 10x10 мм), кг/ч   400

Количество  видов нарезки, шт.   8

Число загрузочных приспособлений, шт.    2

Установленная мощность, кВт   0,6

Габаритные  размеры, мм   550x290x550

Масса, кг   25

       Пятый этап – бланширование и обсушка  нарезанного картофеля. Эта операция выполняется с помощью бланширователя ИПКС-073-02(Н), предназначенного для кратковременной тепловой обработки (бланширования) овощей и плодов. Особенности: полностью выполнен из пищевой нержавеющей стали и имеет одностенную крышку, внутренний резервуар выполнен на основе цельнотянутой ванны, имеет встроенные электронагреватели и блок управления, позволяющие поддерживать температуру продукта и теплоносителя, может комплектоваться, каркасы и внешние панели могут быть изготовлены из конструкционной стали, окрашенной двухслойной полимерной краской цвета хром-металлик.

       Технические характеристики:

Производительность  кг/ч   60

Объем ванны л   75

Рабочий объем ванны л   50

Диапазон  рабочих температур °С   70-95

Установленная мощность кВт   7,0

Габаритные  размеры мм   850х650х950

Масса кг   70

       Шестой  этап – обжарка и охлаждение подготовленного  картофеля при помощи фритюрницы ИПКС-073-01(Н). Назначение машины: предназначена для обжарки картофеля, пирожков и других продуктов во фритюре. Особенности: выполнена из пищевой нержавеющей стали и имеет одностенную крышку, внутренний резервуар выполнен на основе цельнотянутой ванны, имеет встроенные электронагреватели и блок управления, позволяющие поддерживать температуру масла, может комплектоваться, каркасы и внешние панели могут быть изготовлены из конструкционной стали, окрашенной двухслойной полимерной краской цвета хром-металлик.

       Технические характеристики:

Производительность, кг/ч   10

Объем ванны, л   75

Рабочий объем ванны, л   50

Диапазон  рабочих температур, °С   140-190

Установленная мощность, кВт   21,0

Габаритные  размеры, мм   850х650х950

Масса, кг   70

       Заключительный  этап при производстве чипсов – внесение соли и специй в чипсы, фасовка готовой продукции при помощи машины фасовочно-упаковочной РТ-УМ-11. Назначение машины: весовое дозирование и упаковка сыпучих, гранулированных, кристаллических и мелкоштучных пищевых продуктов (крупа, макаронные изделия, орехи, сахарный песок, чай, конфеты и т.п.), а также не пищевых продуктов подобной структуры в пакеты из термосвариваемой пленки: полипропилена, полиэтилена, ламинированной бумаги и т.п.

       Технические характеристики:

Производительность, упаковок/мин   12

Рабочий объем бункера, кг   80

Масса дозы, г   10-2000

Точность  дозирования, %   ±1

Размер  пакета (ширина x длина), мм   70...210 x 50...350

Установленная мощность, кВт   0,95

Габаритные  размеры, мм   1200x650x2200

Масса, кг   120

       Машинно-аппаратная схема представлена на рисунке 1.2.

       Рисунок 1.2 Машинно-аппаратная схема

       2 Расчетная часть

       2.1 Обзор существующей конструкции

       На  любом предприятии общественного  питания поступившие овощи необходимо перебрать, откалибровать и тщательно вымыть перед механической или тепловой обработкой для удаления поверхностных загрязнений. На мелких и средних предприятиях общественного питания процесс мойки мало механизирован и выполняется чаше всего вручную в специальных ваннах. Принцип действия овощемоечных машин основан на интенсивном механическом перемещении клубней с одновременным трением их о рабочие органы, стенки рабочих камер и друг о друга. Перемещение может осуществляться в слое воды (мытье сочных овощей, фруктов, зелени и др.), или загрязнения удаляются струями воды, подаваемой в рабочую камеру машины через разбрызгивающие устройства (мытье сильно загрязненных продуктов и материалов).

       Для интенсификации процесса отделения  загрязнений рационально использовать предварительное замачивание клубней или обеспечивать интенсивное перемешивание объема воды. Первый способ часто совмещают с гидротранспортированием клубней от места их разгрузки до места переработки, а для реализации второго используют циркуляционные водяные насосы или осуществляют барботирование (подачу в воду воздуха под давлением).

       Как правило, овощемоечные машины непрерывного действия имеют несколько секций, предназначенных для удаления тяжелых  примесей, оседающих на дно, всплывающих легких примесей и для получения вымытого сырья.

       При мойке овощей и фруктов необходимо одновременно учитывать два фактора – быстроту и тщательность мойки, так как при продолжительном пребывании растительного сырья в воде теряется часть ароматических, красящих и экстрактивных веществ.

       В настоящее время наибольшее распространение получили вибрационные, барабанные, лопастные, щеточно-роликовые овощемоечные машины и моечно-очистительная машина (пиллер). Выбор барабанных моечных машин для предприятий общественного питания очень широк. Сравним некоторые из них.

       Машина  моечная барабанного типа ВК-БМК (аналог Skals, Wuma, Allround, Boema). Машина ВК-БМК относится к машинам барабанного проходного типа.

       Принцип работы. Она построена с использованием принципа, в основе которого лежит погружение на 1\4 часть полого барабана в рабочую жидкость. Это позволяет решить следующее: во-первых, незанятая центральным валом внутренняя часть барабана позволяет создать очень комфортные условия для загрузки продукта. Машина способна принимать и пропускать через себя большие объемы сырья различных типоразмеров. Во-вторых, наличие жидкости в рабочем барабане значительно снижает степень травматизма сырья. В-третьих, активное перемешивание и трение в "кипящем" слое воды создает условия для максимально эффективной мойки сырья. Конструкция машины разработана таким образом, чтобы в неё можно было легко интегрировать транспортер для отвода грунта, а также организовать узел камнеулавливания (опции). ВК-БМК предназначена для мойки следующих групп сырья: картофеля, моркови, свеклы, томатов, помидор, спаржи, топинамбура, яблок, груш, кабачка, тыквы, капусты, орехов, баклажана, и т.д.

       Технические характеристики:

Производительность, т/час   5

Потребление электроэнергии, Квт/час   3.3

Потребление воды, куб.м/ч   0.5

Рабочее давление воды в коллекторе (атм.)  3

Габариты, ДхШхВ, мм   4500х1600х2300

Масса, кг   1200

       Машина  моечная щёточная барабанная ВК-БЩМ. Машина моечная щеточная (барабанная, без центрального вала) ВК-БЩМ, предназначена для мойки овощей (в т.ч. крупногабаритных - тыква, арбуз) фруктов и корнеплодов с твердой структурой, производительностью 10 т/час. Устанавливается в комплексах оборудования по переработке плодоовощного сырья. Машина барабанного типа, щеточная.

       Принцип работы. Барабан машины приводит в действие механизм. Приводная шестерня передает вращение от мотор-редуктора на зубчатый венец барабана. Барабан представляет собой металлоконструкцию с закрепленными на ней девятью рядами щеток. Машина устанавливается под наклоном 5о, что обеспечивает перемещение продукта. Подача продукта осуществляется через загрузочный лоток. При вращении барабана происходит трение между продуктом и щетками, вследствие чего происходит отделение грязи и мусора. Ополаскивание обеспечивает душирующее устройство (коллектор), расположенное по всей длине барабана. Для более тщательного ополаскивания, а также для равномерного выхода продукта, на внутренней поверхности барабана находятся пластины, расположенные по винтовой линии в сторону выгрузочного лотка. Для обслуживания и проведения санитарной обработки предназначены инспекционные люки. Слив отработанной жидкости происходит через сливные люки.

       Технические характеристики:

Производительность. т/час   10

Потребление электроэнергии кВт/час   3

Частота вращения барабана, (об/мин)   8

Рабочее давление воды в коллекторе (атм.)   2

Потребление воды, м3/ч   0,7

Габариты, мм   4235х1170х2320

Масса, кг   1800

       Машина  моечная вентиляторная ВК-МБВ. Машина моечная вентиляторная ВК-МБВ предназначена для мойки овощей и фруктов с твердой структурой (мелкие ягоды, кабачек, тыква и пр.) путем барботирования рабочей жидкости. Машина вентиляторного типа.

       Принцип работы. Корнеплоды по наклонному лотку подаются на барабаны. В первом путем трения о его ребра, друг о друга, резиновые пальцы и лопасти они очищаются от комьев земли, соломы и перемещаются в камнеловушку. Поток воды от электронасоса удерживает корнеплоды на плаву, а камни тонут. Вращающимися лопастями с резиновыми пальцами корнеплоды перемещаются во второй и третий барабаны, где происходит мойка в воде. После споласкивания чистой водой сырье из коллектора выгружается через разгрузочный лоток. Для полного сливания воды из корпуса, очистки и санитарной обработки необходимо остановить машину и открыть клапан сливного устройства.

       Технические характеристики:

Производительность, кг/час   8000