15.5. Характеристика процесів подрібнення сировини

Деякі види переробки потребують подрібнення продукції, на­приклад капусту шаткують, яблука ріжуть на частинки або кружеч­ки. Причому для кожного виду продукції повинен бути певний роз­мір частинок, по можливості однаковий, що важливо для процесу теплової обробки, використання відповідної концентрації розчину та зовнішнього вигляду готової продукції.

Для подрібнення використовують машини, основою роботи яких є прикладання зовнішніх сил для подолання міцності клітин. У цих машинах закладено різні принципи прикладання сили: удару, роз­давлювання, розколювання, витирання. Наприклад, у різальних машинах — це рубка та ковзаюча різка. За допомогою різальних машин можна отримати шматочки правильної форми. На сировину діє розривна, стискаюча та згинаюча сили. Залежно від виду сиро­вини ефективність сил прикладання різна. Так, при подрібненні твердих плодів найефективнішою є сила удару (крім удару для їх подрібнення застосовують розколювання), для в'язких тіл — вити­рання. Після сильного подрібнення утворюються шматочки непра­вильної форми, а після дрібного — округлої.

Технологічний результат роботи оцінюють за трьома показника­ми: однаковістю, певними розмірами та формою частинок. Наяв­ність дуже малих частинок небажана, оскільки при пресуванні (ви­готовленні соків) вони забивають фільтри.

Для подрібнення винограду, кісточкових, інколи помідорів вико­ристовують вальцьові (з рифленими вальцями) дробарки ВГД. Різні щільність нарізування та швидкість обертання вальців дають по­трібний ефект при подрібненні. Ці дробарки, залежно від виду пе­рероблюваної продукції, агрегатуються з певним набором машин. Так, при подрібненні помідорів за валковим станком встановлена барабанна установка, на якій виділяють сік та насіння, а м'якоть подається на ножову дробарку. Цей агрегат називається дробаркою-насіннєвідділювачем. Ножова дробарка зроблена у вигляді бараба­на з ножами, всередині якого обертається багатолопатевий ротор, що відкидає м'якоть на ножі барабана, після чого вона виводиться через отвори в барабані. В результаті подрібнення одержують час­тинки від 1 до 7 мм, серед яких до 50 % мають розмір 3 — 5 мм і при­близно по 25 % — розмір 1 - 2 та 5 - 7 мм.

При виготовленні яблучного соку найкращий вихід його тоді, ко­ли розмір частинок подрібнених яблук 3-5 мм. Структура м'якоті яблук така, що піддається різанню, тому основний робочий орган машин КДП — ножі, змонтовані у вісім рядів на зовнішній частині

барабана з лезами завдовжки від 0,5 до 5 мм. Уздовж барабана встановлено чотири притискні колодки. Зазор між зубами-ножами та колодками становить від 0,5 до 20 мм, залежно від розміру час­тинок продукції.

Для одержання продукції у вигляді брусочків використовують комбіновані овочерізальні машини типу «Ритм», які плоскими но­жами зрізають пластинку, а дисковими — ріжуть на брусочки. Щоб розрізати овочі чи фрукти на кубики, брусочки або на локшину, ви­користовують різальний блок з механізмами поздовжнього та попе­речного різання. Капусту, цибулю й інші овочі ріжуть на дискових овочерізках (шинкувальних машинах), на дисках, які обертаються, встановлено серповидні ножі.

Тонке подрібнення, або гомогенізація, необхідне при вироб­ництві пюре, соків з м'якоттю. Тому після грубого подрібнення на подрібнювачах маса надходить на гомогенізатори чи дезінтегратори (колоїдні млини). Принцип роботи плунжерного гомогенізатора по­лягає у продавлюванні маси, що подається насосом через гомогені­зуючу головку, під тиском 15 — 20 МПа із швидкістю 150 — 200 м/с. Плунжерні гомогенізатори випускаються продуктивністю 1200, 1000 та 5000 л/год.

У процесі переробки яблук використовують молоткові дробар­ки. За допомогою шнека плоди подають до вертикально чи гори­зонтально розміщеного ротора, на якому знаходяться рухомо (чи нерухомо) закріплені молотки. Ротор встановлено в сітчастому циліндрі. Залежно від потреби розмір отворів у ситі змінюють від 1 до 12 мм.

Для подрібнення винограду з одночасним відділенням ягід від гребенів використовують відцентрову дробарку, що працює за принципом молотарок. Недоліком таких дробарок є велика аерація подрібненого продукту. У ножових дробарках робочим органом є диск (розмір часточок визначається висотою кромок над поверхнею диска) або барабан з отворами та ріжучими кромками.

Для одержання плодоягідної чи овочевої маси з дуже високим ступенем дисперсності використовують дезінтегратори, в яких між дисковим ротором та нерухомим статором (корпусом) є зазор 0,05 мм, через який пропускається маса. Тут створюється вихровий потік і ча­стинки, що обертаються, відцентровими силами розриваються на дрібніші. У колоїдного млина чеської фірми «Пробст» частота обер­тів ротора становить 2800 об/хв (хв1). На поверхні ротора є кільцеві прорізи — на вході більші, на виході — менші. Подрібнена маса проходить через гомогенізуючу головку, після чого розбризкується ротором. Тут діють зразу три сили: удару, тертя та коливання — при переміщенні продукту по кільцевому зазору різного діаметра часто­та коливань досягає 18,6 МГц, наближаючись до ультразвукового бар'єра. Продуктивність установки 2,4 — 12 т/год.

Гомогенізатор РЗ-КГБ має гомогенізуючу головку у вигляді ста­льного корпуса з нерухомими дисками, що мають радіальні прорізи, та вал з насадженими на ньому нерухомими роторами, які входять у зазори між дисками статора. Виступи роторів також мають раді­альні прорізи. Прорізи та зазори зменшуються від входу до виходу, створюючи п'ять ступенів подрібнення маси: 2, 1,8, 1,6, 1,4, 1,2 мм.

М'якоть соку після протиральної машини проходить усі п'ять ступенів, тонко подрібнюється, внаслідок чого отримують гомогені­зований сік чи пюре з частинками 120 мкм. Частота обертання ро­тора 3000 хв-1.

Протирання — одержання продукту з тонкоподрібненою м'якоттю. Протиральна машина має вал з билами, який, обертаю­чись, притискає продукт до сітчастого барабана. Завдяки трохи бі­льшому куту (на 1,5 — 2°) розміщення бил, ніж валу, відносно сітча­стого барабана продукт рухається по гвинтовій лінії від завантажу­вального до вивантажувального вікна. Регулюванням кута можна змінити тривалість перебування продукту в машині, а зміною сітча­стого барабана машину можна використовувати для протирання різної сировини. Так, якщо на машині обробляють кісточкові плоди, в яких треба видалити кісточки, то діаметр отворів у барабані ста­новить 3 — 8 мм.

Для виробництва тонкоподрібнених пюре чи соків з м'якоттю ви­користовують одно-, дво- й триступеневі машини відповідно з діаме­тром отворів барабана 1,2, 0,8, 0,4 мм та загальною площею отворів у барабанах 23, 17, 12 %.

На лініях переробки помідорів встановлено насіннєвідділювач, у барабані якого діаметр отворів 1,25 мм при загальній їх площі 23 %. Частота обертання вала з билами в протиральних машинах стано­вить 250 — 300 хв"1, а у швидкохідних — 1500 хв"1. Відходи при про­тиранні досягають 3,8 — 6 %, із вмістом води — до 65 %. Для полег­шення протирання помідорів та зменшення відходів їх попередньо нагрівають до 75 - 90 °С.

Соки з м'якоттю можна одержати також після подрібнення про­дукції на шнекових центрифугах. У вертикальній конічній фільт­руючій центрифузі НВШ-350 робочим органом є конічний ротор, який обертається з частотою 3000 хв-1. Сито розміщене всередині ротора й обертається відносно ротора з частотою 60 хв"1. Продуктив­ність та вихід соку залежать від типу та розміру отворів сита. Для збільшення виходу соку та поліпшення його якості пульпу перед центрифугуванням нагрівають до 90 — 95 °С.