Разработка установки для производства концентрированных паст из фруктово- овощного сырья

Концентрированные фруктовые и овощные пюре - пастообразные продукты, имеющие гомогенную консистенцию, запах, вкус и цвет тех фруктовых и овощных пюре, из которого они изготовлены.

Фруктовые и овощные пюре обладают явно выраженными структурно-вязкими или псевдопластичными свойствами и при концентрировании образуют очень вязкую массу. Уже в начале процесса концентрирования, то есть при относительно низкой степени испарения это приводит к быстрому нарастанию вязкости концентрируемой массы и уменьшению испарения влаги. С повышением температуры происходит подгорание массы, а также изменение ее цвета и вкуса. Поэтому для концентрирования фруктовых и овощных пюре необходимо использовать оборудование, конструкция которого учитывает возможные реологические и тепловые проблемы [1].

Несмотря на прогресс в технологии концентрирования, возможности для увеличения содержания массовой доли сухих веществ в пюре остаются ограниченными [1].

В ходе анализа литературных данных о конструкциях выпарных аппаратов и результатах проведенных исследований, нами была разработана установка для получения концентрированных паст из фруктово-овощного сырья [2-5].

Установка для производства концентрированных фруктовых и овощных паст состоит из греющей и выпарной камер, соединенных между собой трубопроводом (рисунок 1). Греющая камера представляет собой цилиндрический стальной корпус 1 с приваренным стандартным штампованным стальным днищем 19 в нижней части и съемной крышкой 2 в греющей части корпуса, которая присоединяется через уплотнитель 15 к корпусу для герметизации греющей камеры установки для производства концентрированных фруктовых и овощных паст. В корпусе греющей камеры смонтирован медный змеевик 3 . Входной конец змеевика 9 присоединяется к насосу, питающему установку, а выходной 4 направляется в выпарную камеру 18 для подачи нагретого пюре и отвода пара.

Патрубок для подачи пара в греющую камеру установки выполнен с таким расчетом, чтобы пар распределялся внутри всего пространства греющей камеры, равномерно, обогревая все части змеевика 3. Контроль за давле- нием в греющей камере осуществляется с помощью пароконтактного манометра 6, закрепленного на её съёмной крышке 2.

Греющая камера снабжена трубопроводом с краном для выпуска воздуха 7 , краном подачи пара 17 и предохранительным клапаном 5, расположенным на крышке. Греющая камера установки для производства концентрированных фруктовых, овощных и ягодных пюре закрыта кожухом 20 , который защищает обслуживающий персонал от ожогов и уменьшает теплопотери. Вентиль 8 служит для спуска конденсата из колонки, а вентиль 10 предназначен для продувки греющей камеры.

Выпарная камера 11 служит для концентрирования пюре и отвода пара и смонтирована рядом с греющей камерой установки. Она представляет собой вертикальную цилиндроконическую камеру. Для удаления концентрированной пасты со стенок выпарной камеры в аппарате предусмотрена лопастная конструкция, расположенная в цилиндроконической части камеры, смонтированная ниже патрубка трубопровода подачи пюре из греющей камеры. Лопасти выполнены в виде ножевых рам 12 , расположенных в вертикальной осевой плоскости таким образом, чтобы между стенкой выпарной камеры и лопастями был зазор 0,5 - 1 мм. Ножевые рамы закреплены на вертикальном консольно расположенном валу 14 . Выгрузка готового продукта осуществляется шнеком - дозатором 16, расположенным в нижней продуктовой части выпарной камеры.

Установка для концентрирования фруктовых и овощных паст работает следующим образом.

Исходное пюре насосом перекачивается в змеевик 3 , где вследствие нагревания глухим паром свыше 120 °С и избыточного давления в 3 атмосферы в греющей камере из него удаляется свободная и частично связанная влага. Пюре, продвигаясь внутри змеевика, теряет влагу, которая переходит в состояние пара под действием высокой температуры. После выхода из змеевика пюре по трубопроводу 4 направляется в выпарную камеру 11 для дальнейшего концентрирования и отвода пара. Пюре вместе с паром, образовавшимся от выпаривания влаги, который при отсутствии его отвода конденсируется и способствует снижению содержания сухих веществ, направляется по трубопроводу 4 в выпарную камеру.

Рисунок 1. Установки для производства концентрированных паст из фруктово-овощного сырья: 1- корпус; 2- крышка; 3- медный змеевик; 4- соединительный трубопровод; 5- предохранительный клапан; 6- манометр; 7- кран для выпуска воздуха; 8- штуцер для конденсата; 9- входной патрубок; 10- воздушный кран; 11- выпарная камера; 12- лопасти; 13- рама; 14- вал; 15- уплотнитель; 16- шнек – дозатор; 17- штуцер для подачи пара; 18- корпус

После выхода пюреобразной массы из змеевика греющей камеры установки для производства концентрированных фруктовых и овощных паст она направляется для дальнейшего концентрирования в выпарную камеру 11, в результате резкого перепада давления с 3 до 1 атмосферы влага мгновенно испаряется влаги. При этом происходит частичное подсушивание пюреобразной массы за счет сброса давления и испарения образующихся паров и удаления их из цилиндроконического корпуса 18 . Пюре оседает на стенках камеры, пар центробежным вентилятором отводится из камеры. Пюре со стенок снимается лопастями, выполненными в виде ножевых рам 12 , закрепленных на вертикальном консольном расположенном валу. Далее готовый продукт под действием силы тяжести падает вниз и шнеком – дозатором 16 выводится из выпарной камеры.

Таким образом, установка для производства концентрированных фруктовых и овощных паст позволяет:

– получать фруктовые и овощные концентрированные пасты заданного состава и влажности для их дальнейшего использования при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий;

– снизить удельные энергозатраты на производство фруктовых и овощных концентрированных паст за счет использования аппаратов для уваривания и концентрирования пюре и более равномерной обработки вследствие использования рациональных конструкций греющей камеры для уваривания и выпарной камеры;

– снизить материальные затраты вследствие устранения вспомогательных операций, избежать потерь продукта в процессе концентрирования и повысить производительность установки за счет перехода на непрерывный режим работы.

Вестник ВГУИТ, №3, 2015