А.А. Базаров, О.В. Соловьёв, О.М. Василевский
ГНУ ВНИИ мясной промышленности имени В.М. Горбатова Россельхозакадемии
Анализ современного состояния технологии и технических средств, применяемых в мясной промышленности для термической обработки колбасных изделий, показывает, что в настоящее время существует два основных варианта их тепловой обработки. Они основываются на различных способах передачи тепла от источника энергии к обрабатываемому продукту: при помощи газообразного или жидкого теплоносителя.
Способ термической обработки колбасных изделий в жидком энергоносителе (в воде) известен давно. С развитием мясной индустрии, увеличением объемов выпускаемых колбасных изделий термическая обработка колбасных изделий в воде перестала соответствовать требуемой производительности. Поэтому за основу был принят способ термической обработки колбасных изделий в паровоздушной (газообразной) среде.
Он позволил значительно увеличить производительность труда за счет широкого внедрения автоматизации и механизации процесса. Появились современные универсальные термокамеры, которые позволили гибко менять режимы обработки и создавать любую паровоздушную варочную среду.
Однако из-за значительного удорожания энергетических ресурсов в мировом масштабе возникла проблема энергосбережения.
Стало ясно, что термическая обработка в паровоздушной среде становится сильно затратным технологическим процессом и в значительной степени ведет к повышению себестоимости готовой продукции. К основным недостаткам этого процесса относятся:
низкая плотность паровоздушной среды, существенно затрудняющая передачу тепла от теплового потока к продукту;
неравномерность нагрева колбасных изделий, так как тепловой поток, направленный по диаметру батона, частично проходит по касательной к его поверхности, увеличивая длительность термической обработки;
дополнительные затраты на получение насыщенного пара;
выброс в атмосферу отработанной паровоздушной смеси, увеличивающей энергетические потери;
энергопотери в коммуникациях при подаче пара от парогенератора до термокамеры;
потери тепла и воды при охлаждении готовой продукции.
Для снижения себестоимости готовой продукции наиболее приемлемым с точки зрения энергосбережения является способ термической обработки колбасных изделий в среде жидкого активированного энергоносителя.
Для осуществления способа термической обработки колбасных изделий в среде активированного жидкого энергоносителя группа специалистов ВНИИМП разработали конструкцию устройства, способного активировать поток жидкого энергоносителя в варочном котле, загруженном, например, одной кассетой с колбасными батонами.
Активация жидкого теплоносителя колебательным полем в варочном котле и закрепление в этом поле кассеты с колбасой вызвали необходимость создания такого устройства, которое одновременно надежно удерживает эту кассету внутри котла, не касаясь стенок и днища, и передает возвратно-поступательные (колебательные) движения от источника на конструктивные элементы кассеты, возбуждая этими элементами турбулентное течение энергоносителя вокруг каждого батона.
Турбулентный режим движения жидкого теплоносителя позволяет интенсифицировать теплообмен между греющей средой и продуктом, разрушая пристеночный слой жидкости с более низкой температурой и ускоряя проникновение нагретых молекул воды к поверхности обрабатываемых батонов.
Устройство для термической обработки колбасных изделий в потоке жидкого активированного энергоносителя состоит из котла, крышки с гильзой, электромагнита с сердечником, амортизатора в виде пружины, стакана, вибратора, кронштейна, электродвигателя, тяги, корзины и электромагнитного захвата.
Это устройство работает следующим образом. Котел наполняют водой с температурой 40 °С. Одновременно с этим загружают корзину колбасными батонами. По сигналу с пульта управления ее перемещают электроталью с подвешенной на ней через кронштейн крышку.
После подачи команды электроталь опускает крышку вниз до касания электромагнитного захвата с корзиной. Затем включают электромагнит, и при помощи силового магнитного поля захват прочно закрепляет корзину с колбасными батонами. Подают сигнал на электроталь, крышку вместе с корзиной поднимают и переносят к котлу. Опускают крышку на котел, корзина погружается в воду с температурой 40 °С. Таким образом корзина со всех сторон окружена водой и не касается ни стенок, ни дна котла (рис. 1).
После этого включают вибратор, установленный на основании стакана, который надет на пружину, установленную в верхней части гильзы. С внутренней стороны к основанию стакана прикреплена тяга, выполненная из немагнитного материала. Нижний конец тяги соединен с сердечником электромагнита. Колебания от вибратора через тягу, сердечник передаются на корзину, при этом силовое магнитное поле электромагнитного захвата надежно удерживает корзину.
Конструктивные элементы корзины под действием ее колебательного движения порождают турбулентное течение воды вокруг колбасных батонов, разрушая ее пристеночный низкотемпературный слой, ускоряя проникновение к поверхностям батонов более нагретых молекул. Первоначально температура колбасных батонов и самой корзины равна 15°С, поэтому температура воды в котле начинает понижаться. По сигналу от датчика включают нагреватель, который поддерживает температуру воды в котле в заданных пределах. Как только температура стабилизировалась, нагреватель выключают и выдерживают 15-20 мин.
Затем температуру воды в котле повышают до 60 °С и опять выдерживают 15-20 мин. Далее повышают температуру до 82-85 °С и выдерживают ее до достижения в центре батона 72 °С.
На этом варка колбасы заканчивается и начинается процесс охлаждения колбасных батонов. Отключают нагревательный элемент и подают в котел холодную воду с температурой 15-20°С, одновременно откачивая горячую воду в буферную емкость (на чертеже не показана) для повторного использования горячей воды в следующем цикле варки колбас. В котле горячая вода заменяется на холодную, при этом корзина продолжает находиться в колебательном режиме. В течение 10-15 мин в зависимости от диаметра колбасы под действием вибрационного поля турбулентное течение холодной воды вокруг батонов способствует интенсивному проникновению теперь уже холодных молекул к их нагретой поверхности, ускоряя процесс охлаждения.
После окончания процесса охлаждения выключают вибратор. Включают электроталь и кронштейном поднимают крышку и корзину с готовой продукцией из котла.
Переносят корзину на позицию разгрузки. Отключают электромагнит и захват освобождает корзину, удаляют из корзины готовую продукцию и направляют ее в холодильник. Электроталь перемещают на позицию загрузки, снова включают электромагнит и при помощи электромагнитного захвата поднимают следующую корзину с колбасными батонами и переносят ее к котлу.
Процесс термической обработки колбасных изделий в воде повторяется.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию варочного котла и уменьшить его габаритные размеры за счет размещения на съемной крышке узла вибрации совмещенного с механизмом электромагнитного захвата. Это существенно ускоряет работу всего устройства при погрузочно-разгрузочных операциях.
На предлагаемый способ и устройство для его реализации получены патенты.
По сравнению с процессом термической обработки в паровоздушной среде преимуществами предлагаемого способа являются:
более высокая плотность жидкого энергоносителя которая интенсифицирует передачу тепла от энергоносителя к продукту;
градиент распространения тепла от энергоносителя к продукту направлен радиально по всей поверхности батона;
жидкий энергоноситель нагревается до температуры не более 80°С;
остаточное тепло энергоносителя участвует в последующих циклах тепловой обработки, что существенно снижает энергозатраты;
тепло, аккумулированное водой при охлаждении готовых колбасных изделий, используется, по меньшей мере, двукратно.
В результате проведенных во ВНИИМП исследований определена динамика процесса нагрева батонов колбас в среде жидкого, активированного энергоносителя (воды) в сравнении с нагревом в неактивированном энергоносителе и нагревом паровоздушной смесью в термокамерах, представленная на графике (см. рис. 2).
Результаты проведенных опытов на экспериментальной установке по термической обработке колбасных изделий в воде с применением вибрации показали что продолжительность термического процесса сокращается на 30%.
В сочетании с возможностью применения искусственных колбасных оболочек нового поколения, коптильных препаратов, красителей и т.д. внедрение в производство предлагаемого способа термообработки представляется перспективным, так как позволяет снизить энергоемкость производства, увеличить его производительность, уменьшить капитальные затраты на оборудование, улучшить качественные показатели готовой продукции.
Эфиры сахарозы и жирных кислот Эмульгаторы. Разрешены для применения в качестве пищевой добавки или для производства продуктов питания на территории Российской Ф...
Цитраты натрия Регуляторы кислотности, стабилизаторы, комплексообразователи, эмульгаторы. Разрешены для применения в качестве пищевой добавк...
Лактат аммония Регулятор кислотности, улучшитель муки и хлеба. Разрешен для применения в качестве пищевой добавки или для производства проду...
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
Амитекс Сонет