установка для производства пюреобразных концентратов

Формула изобретения

Установка для производства пюреобразных концентратов из плодов и овощей, характеризующаяся тем, что она состоит из вертикального корпуса с паровой рубашкой, в верхней части которого установлен наклонный измельчитель-гранулятор, с размещенным в нем транспортирующим валом, на котором последовательно установлены спиральная лопасть для подачи продукта, вертикально расположенные серповидные ножи, смещенные относительно друг друга для перемещения продукта и спиральные лопасти переменного шага с возрастающей толщиной витков, нижняя часть наклонного измельчителя-гранулятора выполнена перфорированной и соединена со сборником сока, в вертикальном корпусе установлен вал с комбинированной якорно-лопастной мешалкой, в верхней крышке корпуса имеется патрубок для подачи различных пищевых добавок и патрубок для соединения с вакуум-насосом, а в нижней части корпус соединяется со шнековым экструдером.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию консервной и пищеконцентратной промышленности, а именно к установкам для производства пюреобразных концентратов из плодов и овощей.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является закрытый аппарат-дигестер (Фламенбаум Б.Л. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы / Б.Л.Фламенбаум, А.А.Бровченко, А.Ф.Загибалов и др. Под ред. Б.Л.Фламенбаума. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1993. - 320 с.), содержащий загрузочный бункер, цилиндроконический корпус, внутри которого расположен вертикальный полый вал со шнековой и лопастной мешалкой. Коническая часть корпуса снабжена наружной паровой камерой, а в нижней части конического корпуса установлена выгрузочная задвижка.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является экструдер [А.с. СССР №1620089, А23L 1/164, заявл. 05.12.1988, опубл. 15.01.1991, бюл. №2], содержащий корпус, шнек, матрицу, блок электронагревателей и вакуум-камеру.

Недостатками известных устройств являются:

- невысокое качество готовой продукции из-за недостаточно эффективного измельчения корнеплодов;

- значительные материальные и энергетические затраты;

- низкая производительность, обусловленная периодическим режимом работы.

Технической задачей изобретения является повышение качества готового пюре за счет последовательного использования совмещенных механизмов для измельчения, протирания, уваривания, перемешивания, введения необходимых дополнительных компонентов (сахарного сиропа, ароматизаторов, структурообразователей, стабилизаторов и т.п.) и более равномерной обработки вследствие использования рациональных конструкций ножей, лопастей гранулятора и др. для переработки плодов, снижение материальных и энергетических ресурсов, повышение производительности за счет перехода на непрерывный режим работы.

Для решения технической задачи изобретения предложена установка для производства пюреобразных концентратов, состоящая из вертикального корпуса с паровой рубашкой, внутри которого установлен вал с комбинированной якорно-лопастной мешалкой, в верхней части вертикального корпуса расположен наклонный измельчитель-гранулятор с размещенным в нем транспортирующим валом, на котором последовательно установлены спиральная лопасть для подачи продукта, вертикально расположенные серповидные ножи, смещенные друг относительно друга для перемещения продукта, и спиральные лопасти переменного шага с возрастающей толщиной витков, нижняя часть наклонного измельчителя-гранулятора выполнена перфорированной и соединена со сборником сока, в верхней крышке корпуса имеется патрубок для подачи различных пищевых добавок и патрубок для соединения с вакуум-насосом, а в нижней части корпус соединяется со шнековым экструдером.

На чертеже представлен общий вид установки для производства пюреобразных концентратов.

Установка для производства пюреобразных концентратов (см. чертеж) включает в себя вертикальный корпус 1, в верхней части которого установлен наклонный измельчитель-гранулятор 2, а его нижняя часть соединяется со шнековым экструдером 3.

В вертикальном корпусе 1 имеется вертикальный вал 15, в нижней части которого расположена комбинированная якорно-лопастная мешалка. Профиль якорной мешалки 16 полностью повторяет цилиндросферическую поверхность нижней части корпуса 1. На валу 15 также дополнительно установлены лопасти 17, обеспечивающие дополнительное перемешивание продукта и устраняющие застойные зоны.

В верхней крышке корпуса 1 смонтированы патрубок 10 для подачи различных пищевых добавок (сахарного сиропа, ароматизаторов, структурообразователей и т.п.) и патрубок 11 для соединения с вакуум-насосом (на чертеже не показан) для поддержания разряжения и обеспечения удаления образующихся водяных паров.

Снаружи цилиндросферическая поверхность нижней части корпуса 1 оборудована паровой рубашкой 12 с патрубком 13 для подачи пара и патрубком 14 для отвода конденсата.

Внутри корпуса наклонного измельчителя-грануляторя 2 размещен транспортирующий вал, на котором вначале установлена спиральная лопасть 4 для подачи продукта, затем вертикально расположенные серповидные ножи 5 и спиральные лопасти переменного шага 6 с возрастающей толщиной витков. Серповидные ножи 5 смещены друг относительно друга таким образом, чтобы угол их поворота способствовал перемещению продукта вдоль измельчителя-гранулятора 2.

Нижняя часть (днище) 7 наклонного измельчителя-гранулятора 2 выполнена перфорированной и соединена со сборником сока 8. На выходе из наклонного измельчителя-гранулятора 2 установлена неподвижная решетка 9 с отверстиями.

На трубопроводе, соединяющим нижнюю часть корпуса 1 и шнековый экструдер 3, установлен вентиль 18.

Предлагаемая установка для производства пюреобразных концентратов работает следующим образом.

В приемную воронку загрузочного бункера наклонного измельчителя-гранулятора 2 подаются вымытые и очищенные от косточек и плодоножек плоды фруктов или овощей. Включается привод транспортирующего вала измельчителя-гранулятора 2 (на чертеже не показан). Исходный продукт через загрузочный бункер поступает в корпус наклонного измельчителя-гранулятора 2. Спиральная лопасть 4 перемещает плоды к вертикально вращающимся серповидным ножам 5.

Ножи 5 не только измельчают продукт, но и благодаря углу их поворота перемещают измельченные плоды вдоль корпуса наклонного измельчителя-гранулятора 2. Сок, образующийся при измельчении плодов, благодаря наклону измельчителя-гранулятора 2, стекает через перфорированное днище 7 в нижней части измельчителя-гранулятора 2 в сборник сока 8 и из него удаляется на дальнейшую переработку.

Затем измельченные плоды захватываются и перемещаются спиральными лопастями 6. За счет того, что спиральные лопасти 6 имеют переменный шаг и возрастающую толщину витков, межвитковое пространство постепенно уменьшается. В нем происходит постепенное увеличение давления и уплотнение пюреобразной массы продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала. Здесь измельченные частицы плодов сжимаются и начинается образование пюреобразной массы за счет возрастания давления.

Предварительно отжатые частицы плодов спиральными лопастями 6 продавливаются через неподвижную решетку 9 с отверстиями. При этом происходит протирание частиц плодов и завершается формирование пюреобразной массы. Выходящая из решетки 9 пюреобразная масса падает внутрь вертикального корпуса 1.

Одновременно включается привод вертикального вала 15 и привод вакуум-насоса (на чертеже не показаны). Если пюреобразная масса продукта имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию. Для этого пюреобразная масса захватывается вращающейся якорной мешалкой 16 и прижимается к внутренней поверхности цилиндросферической части корпуса 1. Через патрубок 13 в паровую рубашку 12 подается пар, который нагревает внутреннюю поверхность цилиндросферической части корпуса 1 и поддерживает заданную температуру пюреобразной массы.

Отработанный пар конденсируется и удаляется через патрубок 14. За счет кондуктивного нагрева повышается температура пюреобразной массы и за счет поддержания заданной величины разряжения в корпусе 1 происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров, которые удаляются через патрубок 11, соединенный с вакуум-насосом. Если же пюреобразная масса имеет заданную конечную влажность, то необходимость в ее кондуктивном нагреве отпадает и пар не подается в паровую рубашку 12.

Одновременно через патрубок 10, расположенный в верхней крышке корпуса 1, подаются пищевые добавки (смесь дополнительных компонентов: сахарного сиропа, ароматизаторов, структурообразователей и т.п.), которые не только повышают пищевую ценность измельченных частиц плодов, но и способствуют существенным изменениям их структуры, подготавливая их для последующей переработке в шнековом экструдере 3.

Далее уваренная пюреобразная масса с добавками подается в трубопровод и с помощью установленного в нем вентиля 18 удаляется из корпуса 1 и направляется в шнековый экструдер 3.

В нем происходит скачкообразное увеличение давления и уплотнение пюреобразной массы продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала. Здесь происходит превращение пюреобразной массы в однородный расплав за счет возрастания давления. Давление пюреобразного продукта в зоне дозирования достигает необходимого значения.

Затем сжатая пюреобразная масса попадает в предматричную зону и продавливается через матрицу экструдера 3.

После выхода сжатой пюреобразной массы из экструдера 3 в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается со скоростью, примерно равной скорости взрыва, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема экструдата (вспучиванию). При этом в результате "взрыва" продукта (или "декомпрессионного шока") происходят глубокие преобразования его структуры: разрыв клеточных стенок, деструкция, гидролиз [Остриков А.Н. Экструзия в пищевых технологиях [Текст] / А.Н.Остриков, О.В.Абрамов, А.С.Рудометкин - СПб.: ГИОРД, 2004. - 288 с.].

Пюреобразный концентрат удаляется из экструдера 3 и направляется на упаковку.

Таким образом, использование предложенной установки для производства пюреобразных концентратов позволяет:

- получать пюреобразные концентраты заданного состава с введением необходимых дополнительных компонентов (сахарного сиропа, ароматизаторов, структурообразователей, стабилизаторов и т.п.) для их дальнейшего использования при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий;

- снизить удельные энергозатраты на производство пюреобразных концентратов за счет последовательного использования совмещенных механизмов для измельчения, протирания, уваривания, перемешивания, введения необходимых дополнительных компонентов и более равномерной обработки вследствие использования рациональных конструкций наклонного измельчителя-гранулятора, экструдера, корпуса для уваривания и др.;

- снизить материальные затраты вследствие устранения вспомогательных и перегрузочных операций и повысить производительность установки за счет перехода на непрерывный режим работы.