Бланширователи и их расчет

Предварительную тепловую обработку сырья проводят в горячей воде, водных растворах поваренной соли, щелочи, кислоты, в среде водяного пара и путем соприкосновения с поверхностью нагрева. При этом температура продукта повышается до 85...96° С, продолжительность тепловой обработки определяется скоростью протекающих тепловых, химических, биохимических процессов и составляет от нескольких секунд до 15 мин.

Тепловые аппараты для предварительной обработки продуктов в зависимости от способа нагревания можно классифицировать как бланширователи, развариватели и подогреватели. Аппараты каждой из этих групп можно разделить на следующие виды аппаратов: периодического и непрерывного действия; работающие при атмосферном давлении, вакууме и под избыточным давлением; с нагревательной камерой и барботерами.

При использовании аппаратов с двухстенной нагревательной камерой необходимо соблюдать следующие правила:

содержать предохранительные клапаны в исправности, т. е. продувать не реже 2 раз в смену;

не перегружать рычажные предохранительные клапаны; следить за исправностью редукционных клапанов (вентилей) по манометру, установленному после клапанов;

исключать работу поворотных двухстенных котлов в наклонном положении;

не допускать в аппаратах с мешалками истирания лопастями поверхности нагрева, что может снизить прочность ее из-за уменьшения толщины стенки;

подвергать нагревательную камеру ежегодному гидравлическому испытанию в соответствии с допускаемым давлением при работе.

Перед эксплуатацией подогревателя с трубчатой нагревательной камерой необходимо его кожух подвергнуть гидравлическому испытанию (даже при низких рабочих давлениях пара). Крышки, закрывающие трубные решетки, перед пуском пара тщательно зажимают барашками. Во избежание переполнения камеры конденсатом и возможных гидравлических ударов обводные вентили на конденсатоотводчиках перед пуском пара следует открыть. Предохранительный клапан должен находиться в исправном состоянии, для чего его систематически продувают и оберегают от увеличения груза.

Бланширователи и их расчет

Бланширование проводят в горячей воде, растворе соли или кислоты, а также в среде водяного пара. Цели этого процесса следующие: сохранение естественного цвета продукта, что достигается разрушением окислительных ферментов под влиянием сравнительно высоких температур, или изменение его в соответствии с предъявляемыми требованиями по качеству;

уменьшение объема продуктов и приобретение ими упругости для обеспечения полного и плотного заполнения банок;

удаление воздуха из тканей продуктов и создание условий для лучшего сохранения витаминов и ослабления коррозии жестяных банок;

разрушение плазматического слоя для облегчения последующего отжима сока на прессах;

увеличение проницаемости оболочки плодов и овощей и облегчение диффузии сахара при варке варенья;

частичное уничтожение микроорганизмов, главным образом находящихся на поверхности сырых продуктов (дрожжи, плесневые грибы);

облегчение удаления кожуры плода.

Плоды и овощи бланшируют в целом виде и в виде кусков. Для снижения потерь растворимых веществ бланширование проводят в водном растворе соли или в среде водяного пара.

Воду при бланшировании обычно подогревают барботированием пара в нее. При бланшировании в среде пара последний через барботеры подается в камеру с продуктом. Продукт при бланшировании непосредственно соприкасается с водой (раствором солей, кислот) или с паром.

Ленточные бланширователи, как водяные, так и паровые, применяют для бланширования перца, зеленого горошка, капусты, кукурузы, картофеля и других продуктов.

Ленточный бланширователь имеет транспортирующее устройство, которое состоит из двух цепей, являющихся тяговым органом, и ленты — несущего органа, укрепленного на этих цепях. Бланширование продукта происходит на ленте, расположенной в металлической ванне с водой (раствором соли, кислоты) либо проходящей через закрытую камеру, заполненную паром.

В бланширователе ленточный транспортер 2 (рис. 1,а) может быть размещен в ванне 3, заполненной водой. К цепям ленты прикреплены планки 1 для удержания продукта при подъеме его в место выгрузки. Четыре трубки барботера установлены в ванне между рабочей и холостой ветвями транспортера; в них подается пар давлением до 0,4 МПа. При выгрузке продукт охлаждается водой, выходящей из сопел.

Рис. 1. Схемы ленточных бланширователей

В ленточном бланширователе (рис. 1,б) только рабочая ветвь ленты 2 проходит через ванну 3 с водой; холостая часть ленты движется под ванной. В этом случае ее высота может быть несколько снижена. Как и в первом случае, барботеры 1 расположены в ванне под лентой.

При бланшировании паром часть рабочей ветви ленты 1 (рис. 1,в, г) проходит через закрытую паровую камеру 2, в которой над лентой и под ней находятся трубки, барботирующие пар. При перемещении через камеру ленты с плодами последние подвергаются воздействию острого пара, выходящего из барботера, и подогреваются. Давление пара до вентиля равно обычно 0,3 МПа, в паровой камере — 0,1 МПа, что соответствует 100 °С.

При бланшировании продуктов в растворах солей или кислот вместо барботеров устанавливают змеевики, в которые подается пар. Для охлаждения продукта после бланширования в месте выхода ленты из камеры над лентой перпендикулярно к ее движению размещают трубы, распыливающие воду.

Продолжительность (с) бланширования продукта регулируется скоростью движения ленты транспортера:

По формуле (11.1) определяют также скорость движения ленты, если известна продолжительность бланширования. Обычно скорость движения ленты 0,01...0,15 м/с.

Производительность ленточного бланширователя (кг/с)

Ковшовые ленточные бланширователи марки БК (рис. 2) применяют для бланширования в паре и воде зеленого горошка, капусты, шпината, моркови, картофеля; при этом плоды полностью сохраняют свою целость. Бланширователь состоит из ванны 7 и ленточного транспортера, образованного из двух цепей, к которым шарнирно прикреплены ковши 2. Для подвода пара над лентой и под ней установлены барботеры 3.

Рис. 2. Бланширователь БК

Производительность бланширователя в зависимости от условий работы может быть 0,14...2,24 кг/с, в частности: по шпинату 0,33, гороху 0,56, моркови 0,32 кг/с. Расход воды 0,05 л/с. Мощность электродвигателя 1,7 кВт. Частота вращения вала 140 рад/с.

Производительность ковшового бланширователя (кг/с)

 Барабанный бланширователь показан на рис. 3. Основной рабочий орган его — барабан 3, изготовленный из листовой стали с отверстиями по поверхности (диаметр отверстий 3...4 мм).

При вращении барабана продукт при помощи спирали 4, укрепленной на внутренней стенке его, перемещается в горячей воде от места загрузки к месту выгрузки. Продолжительность бланширования регулируется частотой вращения барабана. В месте выгрузки продукта спираль заканчивается лопастями, захватывающими продукт и выбрасывающими его в разгрузочный желоб.

При частоте вращения барабана 2,5 мин^-1производительность бланширователя, например, по зеленому горошку 0,7...0,84 кг/с. Потребная мощность 1,5 кВт. Габаритные размеры 5700 х 1340x1756 мм.

Недостатки бланширователя: отсутствие устройств, автоматически регулирующих и поддерживающих требуемую температуру воды; неудобство очистки отверстий в барабане; механические повреждения продукта при выгрузке, увеличивающие потери, особенно когда толщина продукта в барабане увеличивается.

Барабанный бланширователь фирмы «Мазер и Плэтт» (Англия) имеет разъемный барабан, укрепленный на горизонтальном валу.

Рис. 3. Барабанный бланширователь:

1 — загрузочный бункер; 2 — стальные кольца; 3 — барабан; 4 — спираль; 5 — разгрузочный

желоб; 6 — ролик; 7— ванна

Верхний кожух при необходимости очистки барабана поднимают при помощи троса и блока. Бланширователь снабжен терморегулятором, поддерживающим заданную температуру воды. Благодаря наличию вариатора частоты вращения барабана можно изменять продолжительность бланширования с 1,5 до 12 мин (90...720 с). Производительность бланширователя 3600 кг/ч (1 кг/с) по зеленому горошку.

В шнеков ых бланширователях основной рабочий орган — шнек, перемещающий продукт. При бланшировании в горячей воде шнек бланширователя установлен горизонтально, в среде водяного пара — вертикально или несколько наклонно. Через полый вал шнека пар подается в желоб, где находятся продукт или вода и продукт.

При частоте вращения от 2,5 до 12 мин^-1 шнек перемещает продукт от загрузочного конца желоба к разгрузочному. Продолжительность бланширования зависит от длины шнека и частоты его вращения. На производительность бланширователя влияют размеры витка шнека и частота его вращения; производительность увеличивается пропорционально этим показателям.

При бланшировании зеленого горошка в среде пара в течение 2...5 мин производительность вертикального шнекового бланширователя составляет 3500 кг/ч.

При тепловом расчете бланширователей определяют расход теплоносителя (пара) и охлаждающей воды, а также площадь поверхности нагрева в бланширователях, где процесс осуществляется в растворе соли, кислоты или щелочи. Определим секундный расход теплоты при работе бланширователя с подогревом воды посредством барботирования пара.

Расход теплоты на нагревание продукта (Вт)

 Потери теплоты Q₄ нельзя определить расчетом, они обусловливаются конструкцией бланширователя и режимом его работы. Исследованиями установлено, что потери теплоты из-за утечки пара составляют от суммы первых трех статей расхода теплоты в ленточном бланширователе с вытяжной трубой 50... 100%, без вытяжной трубы 10...20%. Таким образом,

 В тех случаях, когда бланширование продукта ведется в водном растворе соли, кислоты или щелочи с подогревом через поверхность нагрева, числовое значение удельной энтальпии конденсата гк принимают равным температуре греющего пара или меньше ее на 5...8 °С. Площадь поверхности нагрева (м²) таких бланширователей определяют из общего уравнения теплопередачи, принимая при этом t=1 с: