Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Введение
В последние годы на мясоперерабатывающих предприятиях значительно увеличилась доля использования блочного мяса и мяс ной массы для выработки продукции. Это привело к ослаблению внимания к проблеме рациональной и эффек тивной переработки кости, получа емой при обвалке мяса в виде полутуш.
Однако в условиях экономическо го спада, сокращения и удорожания сырьевых ресурсов актуальность со вершенствования технологии и на этом участке производства становит ся очевидной.
Так, кости с высоким содержанием жира (например трубчатые) предла гается обезжиривать и вырабатывать из них костный пищевой жир. Костный жир относят к животным жирам. Он вываривается из чистых, свежих костей, освобожденных от остатков мяса, сухожилий и т.п. По внешнему виду этот продукт напоминает топленое коровье масло. Консистенция костного жира жидкая, мазеобразная или плотная. В расплавленном состоянии жир 1-го сорта прозрачный, 2-го — мутный.
Для пе реработки трубчатой кости успешно применяется линия вибрационного обезжиривания Я8-ФОБ и ее модифи кация Я8-ФОБ-М, которая позволяет перерабатывать любые виды кости с получением костной муки жирностью менее 10 %.
Из свежей кости на этих линиях по лучают пищевой жир, который ис пользуется в кулинарии и при изго товлении консервов. Позвоночные, грудные, крестцовые кости крупного рогатого скота, отличающиеся нали чием значительного количества при резей мякотных тканей, рекоменду ется применять для выработки мясо костных полуфабрикатов или подвер гать механической дообвалке.
Получаемый при этом костный остаток целесообразно направлять на производство пищевого жира, сухого пищевого бульона, кормо вой муки или белково-минерального компонента, предназначенного для изготовления продуктов питания лечебно-профилактического назначе ния, а мясную массу — на производ ство фаршевой продукции.
Для предприятий небольшой мощ ности предусмотрена переработка кости с получением пищевого жира и кормовой муки, а также использова ние позвонков для выработки мясо костных полуфабрикатов (столового полуфабриката, супового набора, ра гу из говядины, заправки борщевой, набора для бульона).
Одним из вариантов применения го вяжьей кости 1-й категории (кроме ло патки, тазовой и неопиленной трубча той кости) является выработка супо вой кости, для получения которой мо гут быть также направлены кулаки от опиловки трубчатой кости. При большой производственной мощности эффективным является по лучение мясной массы в результате механической дообвалки позвоноч ной, грудной, крестцовой кости и ре бер. Оставшийся костный остаток мо жет быть направлен на переработку, используя первый вариант — с выра боткой пищевого жира, кормовой му ки и второй — пищевого жира, сухо го пищевого бульона или сухого бел кового полуфабриката, кормовой му ки или белково-минерапьного пище вого продукта.
В зависимости от конъюнктуры рын ка позвонки, ребра, грудные и крест цовые кости применяют для изготов ления мясокостных полуфабрикатов или в сочетании с кулаками от труб чатой кости — суповой кости.
Необходимо отметить, что, несмот ря на целесообразность выработки как из костного остатка, так из кости сухих пищевых бульонов или сухого белкового полуфабриката, в послед ние годы отмечается резкий спад их производства. Это обстоятельство об условлено снижением потребитель ского спроса на данные пищевые про дукты, вырабатываемые по безотход ной технологии переработки кости. Причины этого следующие: на пред приятиях мясной промышленности нет современного оборудования для фасовки указанных продуктов, а так же отсутствие контактов с предприя тиями пищевой промышленности. К перечисленным причинам не обходимо добавить сокращение научно-исследовательских работ по совершенствованию технологии про изводства и использования белко вых и минеральных компонентов из кости для выработки пищевой про дукции и продуктов питания лечебно- профилактического назначения. В то же время возможности расширения применения белковых и минеральных компонентов из кости на пищевые це ли далеко не исчерпаны. Для осуществления эффективной переработки кости на предприятиях мощностью до 15 т мяса в смену мо гут быть рекомендованы линии, где за счет кратковременной обработки и умеренных температурных режимов обеспечивается высокий выход и ка чество получаемого пищевого жира и кормовой муки. Наиболее хорошие результаты и экологическая безопасность произ водства достигаются при применении линии переработки кости Я8-ФЛК. Она отличается возможностью пере рабатывать все виды кости и костного остатка и обеспечивает практически полное исключение потерь при од новременном увеличении выхода вы сококачественного пищевого жира и биологически ценной кормовой муки. Потребность перерабатывать все отходы убойных и колбасных цехов для производства мясокостной му ки способствовала созданию линии Я8-ФОБ-МА20 с производительно стью до 1 т/ч любого сырья, кроме крови, которая не успевает высохнуть в шнековых сушилках непрерывного действия. В связи с этим были разработа ны модификации линии с сушилка ми периодического действия, по зволяющие перерабатывать абсо лютно любое сырье, в том числе и павших животных с гарантирован ной стерилизацией муки и жира: Я8-Ф05МА05П — до 500 кг/ч сырья и Я8-Ф05-МА06П — до 1000 кг/ч. На предприятиях малой мощности, у которых количество отходов в сутки не превышает 1—2 т, применяют мини- линии двух модификаций — с приме нением пара и электрические. Так, на пример, на линии МЛ-А16 перераба тывают до 800 кг в смену сырья с при менением пара, а на линии МЛ-А16-01 без пара. Производительность линий МЛ-А16М (рис.) и МЛ-А16М-01 — до 1500 кг в смену, а линий МЛ-А16М2 и МЛ-А16М2-01 — до 3000 кг в смену. Тепловая обработка кости при про изводстве сухого пищевого бульо на и пищевого жира может быть осу ществлена в аппарате для вытопки жира из кости марки К7-ФВ2-В или в автоклавах других типов, позволя ющих вести процесс дезагрегации коллагена при температуре 130-140°С. Сушку получаемого бульона целе сообразно производить на сушильных установках марок А1-ФМУ, А1-ФМЯ, А1-ФМБ с виброкипящим слоем инертного материала, для монтажа которых требуется небольшая произ водственная площадь в одноэтажном помещении, а для эксплуатации — пар с давлением 0,4 МПа. Для механической дообвалки кос ти могут быть использованы прессы периодического и непрерывного дей ствия отечественного и зарубежного производства (К25-046, фирм «Село», «Протекон» (Голландия), «Ласка» (Ав стрия), «Бихайв» (США) и др.). Сушку кости-паренки и обезжирен ного костного остатка, а также выра ботку кормовой муки из кости мож но осуществить в вакуумных котлах (КВМ-4.6М и Ж4-ФПА) отечествен ного или зарубежного производства. Трубчатые и тазовые свиные кос ти в отличие от аналогичных костей крупного рогатого скота могут быть использованы как сырье для выработ ки суповой кости. Значительное коли чество свиных ребер с межреберным мясом направляют на производство свиных копченых ребер. Из свиных позвонков (шейные и крестцовые) изготавливают свиное рагу или получают мясную массу в результате механической дообвал ки. Костный остаток направляют на производство сухих пищевых бульо нов или сухого белкового полуфабри ката, пищевого жира и кормовой му ки. Свиная лопатка отличается низ ким содержанием прирезей мякотных тканей (до 7 %), и по этой причи не ее не используют для механиче ской дообвалки. Она в основном слу жит для производства пищевого жи ра и кормовой муки, учитывая, что со держание жира в ней соответственно 11,1-14,1 % и белка — 21,5-26,6 %. Переработка кости позволяет наи более эффективно использовать ее с учетом конъюнктуры рынка и техниче ских возможностей конкретного пред приятия. Кроме экономических сооб ражений рекомендуемые технологии направлены на улучшение экологи ческой безопасности производства.
ОПИСАНИЕ СЫРЬЯ
Кость.
Важным источником сырья для получения пищевых животных жиров является кость убойных животных. О значимости данного сырья свидетельствуют объемы его получения при обвалке мяса на мясоперерабатывающих предприятиях, а также высокое наличие в нем жира* Выход кости зависит от упитанности и вида мяса, а так же от пола, возраста и породы скота. Ориентировочные нормы выхода кости (в %) при обвалке говядины, бара нины и свинины приведены в табл. 11 и 12, из которых видно, что кость составляет от 9,4 до 40,5% массы туши животного в зависимости от его вида и упитанности. С увеличением массы туши выход кости при обвалке мяса снижается. Кроме мясоперерабатывающих предприятий кость по лучают при убое и разделке скота на мясокомбинатах. При этом средний выход кости (в % живой массы) при обработке голов крупного рогатого скота составляет 1,72,, свиней — 2, мелкого рогатого скота, — 2,65 и цевки крупного рогатого скота — 0,5%. В зависимости от анатомического строения и внеш него вида кости убойных животных могут быть диффе ренцированы на следующие группы: трубчатые — пред плечье, плюсневая, пястная,, бедренная, бердовая (в производственной терминологии кости плюсневые и пяст ные принято называть цевками); кости широкие, пло ские, несколько изогнутые: лопатка, тазовая, ребра без .позвонков, головная; кости сложного профиля: кости позвоночника.
Независимо от анатомического строения сырая кость скелета от всех видов скота, полученная при обвалке парного, остывшего, охлажденного и размороженного мяса и субпродуктов на мясоперерабатывающих заводах и мясокомбинатах, относится к кости первой катего рии, а обезжиренная (обработанная) — к кости второй категории. На производство пищевого жира могут быть использованы кости первой категории. В зависимости от последующего использования существуют определенные требования к применению кости как жиросодержащего сырья с точки зрения подготовки к переработке и режи мам извлечения жира.
Строение, химический состав и физические показатели кости.
Кость состоит из костной ткани, костного мозга и надкостницы. Наиболее важными структурными элемен тами кости являются костная ткань я костный мозг, имеющие промышленное значение.
Костная ткань — твердая опорно-трофическая соеди нительная ткань, составляющая основу скелета живот ного, она выполняет механическую, опорную функцию, но участвует также в трофических и обменных процессах организма. Кроме того, костная ткань выполняет важ ную роль в минеральном обмене, способствуя удержа нию кальция и фосфора в крови и других тканях жи вотного организма.
Костная ткань состоит из клеточных элементов и межклеточного вещества, которое включает межуточное бесструктурное вещество, коллагеновые волокна и неор ганические соли. В межклеточном веществе костной тка ни имеются костные полости, в которых расположены костные клетки — остеоциты. Величина костных клеток от 15 до 20 мкм. Форма остеоцитов вытянутая, овальная или веретенообразная со множеством длинных ветвя щихся отростков. Тела остеоцитов располагаются в ко стных полостях, соединенных друг с другом с помощью костных канальцев. Клетки и костные отростки всегда окружены тонкой капсулой, отличающейся по свойствам от остального межклеточного вещества тем, что не со держит коллагеновые волокна. Ядро костных клеток имеет округлую или овальную форму. В межуточном ве ществе содержится остеомукоид, обволакивающий кол лагеновые волокна. Остальные белки (альбумины и гло булины) встречаются в незначительном количестве. Кро ме белков содержатся липиды (0,177—0,195% лецитина), в трубчатой кости обнаружен гликоген. Минеральные соли составляют основную массу (65— 70%) сухой кости и входят в состав межуточного (меж клеточного) вещества. Наличае минеральных солей спо собствует созданию определенной твердости и прочности-кости. В процессе старения количество неорганических солей в кости, животных увеличивается, что обусловли вает их повышенную хрупкость.
В зависимости от характера расположения коллаге-новых волокон в основном веществе различают два ти па костей: грубоволокнистые и тонковолокнистые или пластинчатые.
В грубоволокнистых костях коллагеновые волокна располагаются беспорядочно. Грубоволокнистая кость встречается в месте прикрепления сухожилий к кости.
Все остальные кости взрослых животных пластинчатые. В пластинчатых костях коллагеновые волокна располо жены упорядочение в отдельных тонких костных пла стинках. Толщина таких пластинок 4—11 мкм. Из сово купности костных пластинок составляется толща кости, при этом коллагеновые волокна в каждых двух сосед них пластинках расположены разнонаправленно, что соз дает систему прочную на разлом.
Костные пластинки в трубчатых костях имеют вид тонкостенных цилиндров, которые как бы вложены один в другой. Часть коллагеновых фибрилл переходит из од ной пластинки в другие, соседние, благодаря чему обес печивается прочная и плотная связь между пластинками кости.
В каждой кости различают компактное и губчатое вещество.
Компактное, или плотное, вещество всегда располо жено снаружи и особенно сильно развито в стенках трубчатых костей. Оно построено из серии костных пла стинок, сильно спрессованных между собой.
Губчатое вещество кости состоит из костных пласти нок, расположенных в строгом соответствии с законами механики, что обеспечивает этой части кости большую сопротивляемость на разлом и значительную легкость. В ячейках между перекладинами губчатой кости распо лагаются костный мозг и кровеносные сосуды.
Компактное вещество преобладает в плоских костях и диафизах трубчатых костей, а губчатое в суставных головках-эпифизах, по профессиональной терминологии называемых кулаками, в теле позвонков и костях череп ной коробки.
Снаружи кость окружена надкостницей, которая прочно связана с костью с помощью коллагеновых во локон, которые из надкостницы проходят глубоко в ко стную ткань. Наиболее крупные коллагеновые пучки, называемые шарпеевскими волокнами, находятся в мес тах прикрепления сухожилий.
Непосредственно под надкостницей в диафизе труб чатых костей располагается компактное вещество, кото рое имеет четыре системы пластинок: наружную общую, внутреннюю общую, систему гаверсовых пластинок и си стему вставочных пластинок.
Основой костного мозга является сетчатая ретику лярная ткань, в которой расположены разнообразные клеточные элементы: эритроциты, эритробласты, лимфо циты, лейкопласты, кровяные клетки. Главенствующее место в костном мозге занимают жировые клетки.
Костный мозг бывает красным, желтым и серым. Наиболее богат жиром желтый костный мозг. Красный мозг имеется у очень молодых животных во всех костях и в полостях губчатых костей взрослого скота. Он обра зуется путем превращения соединительнотканных клеток в жировые. Переход красного костного мозга в желтый можно наблюдать на позвонках. Он начинается в хво стовых позвонках и продолжается по направлению к голове. У упитанного крупного рогатого скота, начиная с двух лет, желтый костный мозг содержится во всех хвостовых, крестцовых и частично грудных позвонках. У свиней красный костный мозг становится желтым о возрасте старше 1,5 лет.
Основными физическими характеристиками кости, ко торые учитывают в процессе конструирования аппарату ры для ее переработки, являются плотность и насыпная масса, прочностные показатели, теплопроводность, теплоемкость и электропроводность.
Плотность кости зависит от химического состава, температуры и пористости. Плотность сухой обезжирен ной кости составляет 1700—1900 кг/м3, а плотность ком пактного вещества 1290—2000 кг/м3.
Максимальное напряжение среза цевки сырой кости крупного рогатого скота 74,3—86 МПа, а сухой — 50— 70 МПа.
Максимальное напряжение изгиба у свежей цевки крупного рогатого скота 255 МПа, напряжение при разрыве — 232 МПа, модуль упругости 166 МПа. Данные характеристики имеют определяющее значение при разработке оборудования для отделения кулаков от трубчатой кости.
Прочностные характеристики снижаются в результа те тепловой обработки и тем больше, чем выше темпе ратура и продолжительность термического воздействия.
Теплоемкость свежей кости при содержании влаги 51% равна 2,76 кДж/(кг-К), а сухой кости — 1,3 кДж/(кг-К). Теплопроводность кости определяется ее составом и температурой.
Теплопроводность губчатой кости крупного рогатого скота равна 5,17 Вт/(м - К).
Электропроводность кости при температуре 20°С и частоте тока 1000 МГц равна 150 Ом-см, а диэлектри ческая проницаемость при тех же условиях 8 ф/м.
Костный остаток.
Костный остаток представляет собой жиросодержащее сырье, получаемое в результате отделения мышеч ной ткани из остатков прирезей мякотных тканей, со держащихся на кости, методом прессования. По внеш нему виду костный остаток — масса в виде цилиндров, блоков, рассыпных измельченных частиц, включающая костную, соединительную, частично мышечную, хряще вую и жировую ткань.
Костный остаток можно получить в результате ме ханической дообвалки тощей баранины и козлятины без бедренной части и почек в остывшем, охлажденном, мо роженой, а также переохлажденном состоянии.
В зависимости от метода механической дообвалки и применяемого оборудования выход костного остатка ко леблется незначительно и при использовании дообвалочного комплекса К25.046 составляет: для костя крупного рогатого скота 77,8—81,8%, для кости свиной 77,8— 82,8%, для кости мелкого рогатого скота 77,8—79,8% массы исходной кости. По морфологическому составу ко стный остаток существенно отличается от исходной ко сти, что вызвано отделением в процессе прессования главным образом мышечной ткани, входящей в состав прирезей.
Костный остаток отличается еще сравнительно высоким уровнем остаточ ного содержания жира, а также белка и минеральных солей. Все это позволяет рассматривать костный оста ток как ценный вид не только жирового, но и пищевого сырья в целом.
Бульон.
Бульон — это отвар, полученный при варке в воде кос тей, мяса, птицы, рыбы, грибов (грибной отвар). Свежий бульон часто применяют как питание при болезнях, когда рекомендуется жидкое питание, например, при отравлениях и расстройствах пищеварительной системы.
В зави симости от вида используемых продуктов различают бульоны: костные, мясо-костные, из птицы, рыбные, грибные. Бульон только из мякоти мяса специально для супов варят очень ред ко. В бульон из продуктов переходят экстрактивные вещества, белки, жиры, минеральные элементы.
Экстрактивные вещества придают вкус, аромат и цвет бульону. Различают две группы экстрактивных веществ — азотистые и безазотистые.
К азотистым экстрактивным веществам от носятся свободные аминокислоты, содержание которых в мы шечной ткани крупного и мелкого рогатого скота составляет до 1% ее массы, дипептиды, производные гуанидина (креа тин, креатинин и др.), карбамид (мочевина), пуриновые осно вания и др.
К безазотистым экстрактивным веществам относятся гликоген, глюкоза, фруктоза, инозит, кислоты (мо лочная, муравьиная, уксусная, масляная) и др.
На вкусовые качества бульона значительное влияние ока зывает количество коллагена, перешедшего в глютин, а так же вытапливающийся при варке жир.
При варке в костный бульон переходит глютин (он состав ляет 77% сухого остатка бульона), незначительная (по сравне нию с содержанием в мясе) часть минеральных веществ и жир. Большая часть жира собирается на поверхности и механически удаляется, однако некоторая часть его эмульгируется, распре деляясь в бульоне. Эмульгированный жир придает бульону мут ность и ухудшает его органолептические показатели. Экстрак тивных веществ в костном бульоне практически нет.
Костный бульон. Для его приготовления используют пи щевые кости. К пищевым относятся кости: говяжьи — сустав ные головки трубчатых костей, грудные, позвоночные и крес тцовые; свиные и бараньи — позвоночные, грудные, тазовые, трубчатые и крестцовые. Из реберных и лопаточных костей говяжьих туш бульоны не приготовляют, их сдают на техни ческую переработку. Позвоночные кости используют для при готовления соусов.
Костный бульон можно готовить концентрированным. Костный бульон — слегка мутноватый; допускается не большой осадок белков. На поверхности бульона могут быть блестки бесцветного или светло-желтого жира. Вкус и запах — свойственные бульону и добавленным кореньям.
Бульон костный концентрированный из костей говядины или из кос тей говядины и свинины готовят в соответствии с ТУ 28-24-84. Технология его существенно не отличается от традиционной. Для получения 100 кг готового бульона берут 190 кг костей. Готовый бульон разливают в функ циональные емкости и интенсивно охлаждают. Охлажденный бульон име ет желеобразную консистенцию. Срок хранения его 48 ч при температуре 4—8°С.
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
|
ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЬЯ |
|
ПРОМЫВКА |
|
ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ |
|
ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЖИРА |
|
ХРАНЕНИЕ |
|
МАРКИРОВКА |
|
УПАКОВЫВАНИЕ ЖИРА |
|
ФАСОВАНИЕ ЖИРА |
|
ОХЛАЖДЕНИЕ ЖИРА |
Подготовка костного сырья к переработке.
Подготовка кости к переработке предусматривает комплекс операций, способствующих максимальному из влечению жира высокого качества. Она включает сле дующие процессы: промывку загрязненной кости, измель чение.
Промывка. При необходимости кость промывают в моечном ба рабане непрерывного действия, который состоит из ме таллического каркаса с собственно перфорированным барабаном из нержавеющей стали. Барабан своими обе чайками опирается на четыре ролика, смонтированных на каркасе, и свободно вращается, С двух торцевых сто рон барабан открыт для загрузки я выгрузки. К внут ренним стенкам барабана вдоль его продольной оси приварены ребра, обеспечив лучшую промывку кости.
Измельчение. Костное сырье измельчают для того, чтобы вскрыть губчатую часть костной ткани, в которой преимущест венно содержатся жировые клетки, и увеличить реаги рующую поверхность обрабатываемого сырья, что в свою очередь интенсифицирует процесс обезжиривания. По мимо этого измельченное сырье дает возможность эф фективнее использовать оборудование. Для промывки кость загружают во вращающийся барабан. Благодаря уклону барабана ока постепенно продвигается к разгрузочному отверстию, переворачи ваясь и поднимаясь, что способствует лучшей ее про мывке. Кость можно промывать в чане проточной водой в течение 30 мин. или в котле, в котором вытапливают жир.
Извлечение жира является важнейшей стадией тех нологического процесса производства пищевых животных жиров, влияющей как на количественную, так и каче ственную характеристику метода переработки жира-сыр ца. Возможны различные технологические приемы, позволяющие воздействовать на жировую ткань таким образом, чтобы выделить из жировых клеток содержащийся в них жир. Можно было бы выпрессовывать жир из жира-сырца под действием прилагаемого извне давления. Однако этот метод достаточно сложен в аппаратурном отноше нии и, кроме того, не исключает ухудшение качества жира в период накопления жира-сырца вследствие автолитических изменений. Помимо этого требуется предварительно выдерживать жир-сырец в целях создания условий для кристаллизации жира, приобретения сырь ем требуемой консистенции.
Другой метод извлечения жира предусматривает об работку сырья гидрофобными растворителями. Он отли чается многостадийностью. Процесс включает тепловую обработку, так как для большей эффективности экстрак ции сырье целесообразно предварительно обезводить. Помимо этого требуется отделить жир от растворителя и очистить его перед последующим использованием. Вы работка жира таким способом оправдана при значитель ном накоплении жира-сырца. Однако процесс характе ризуется пожароопасностью и отрицательно влияет на окружающую среду.
Наибольшее распространение получил тепловой ме тод извлечения жира из жира-сырца — вытопка, кото рая осуществляется мокрым и сухим способами.
Мокрый способ вытопки жира-сырца заключается в том, что в процессе переработки жир-сырец находится в непосредственном соприкосновении с водой или острым паром, применяемыми для нагрева сырья. В результате нагрева белки жировой ткани денатурируют, коллаген сваривается, подвергается гидротермнческой дезагрега ции и гидролизу, образуя глютин. Это приводит к разрыву оболочек жировых клеток, благодаря чему жир в расплавленном состоянии имеет возможность мигриро вать из разрушенных клеток. В результате такой обработки получают трехфазную систему, включающую жир, бульон и шквару. В зави симости от продолжительности обработки и применяемых температур концентрация бульона может быть различ ной и свидетельствовать о величине перехода в него бел ковых веществ. Сухой способ вытопки предусматривает кондуктивный нагрев жира-сырца за счет контакта с греющей по верхностью. Влага, содержащаяся в жире-сырце, в про цессе вытопки испаряется в окружающую среду или удаляется под разрежением. При этом белки жировой ткани дегидратируют, оболочки жировых клеток стано вятся хрупкими и разрушаются. Жир, содержащийся в клетках, расплавляется, выделяется из них и частично задерживается за счет адсорбции на поверхности сухих белковых частиц. После вытопки получается двухфаз ная система, состоящая из сухой жирной шквары и жира. Окончательное отделение жира из шквары осуще ствляется физическими методами: прессованием или центрифугированием. Преимуществом этого способа яв ляется возможность безотходной переработки жира-сыр ца. К недостаткам следует отнести большие энергозат раты и возможность снижения органолептических пока зателей вытопленного жира; вкуса, запаха и цвета.
Сущность процесса извлечения жира из кости. Извлечение жира из кости и костного остатка тре бует выполнения технологических операций, предусматривающих создание условий для выделения жировых клеток костного мозга целиком из губчатого вещества костной ткани или их предварительное разрушение с по следующим удалением из них жира. Исходя из этих об щих подходов, предложены различные методы извлече ния жира из кости. Наиболее широкое распространение получили тепловые способы, базирующиеся на разру шении жировых клеток костного мозга и изменении агрегатного состояния содержащегося в них жира. Независимо от используемого способа тепловой об работки кости (костного остатка) процесс обезжирива ния должен создавать условия для безотходной пере работки данного сырья. Мокрый способ тепловой обработки костного сырья предусматривает постоянный контакт его с теплоносите лем — водой или острым паром — в течение всего пери ода обработки. При сухом способе отсутствует непосред ственный контакт сырья и теплоносителя. Перенос теп ла осуществляется через контактную поверхность. Та ким образом, в этом случае имеет место нагрев кости (костного остатка) кондуктивным методом.
В результате нагрева изменяются все структурные элементы костного сырья — белки, жиры, витамины и др. При этом решающее значение имеют изменения белков и жиров, от которых зависит полнота обезжири вания сырья и качественные показатели получаемой продукции. Для того, чтобы тепловую обработку кости сделать более эффективной, ее дополняют воздействием на сы рье физических факторов: электроимпульсами, вибраци онными и ультразвуковыми колебаниями.
Непрерывное извлечение жира из кости и костного остатка мокрым способом. Существуют различные методы непрерывного извле чения жира из кости мокрым способом. Однако все они основываются на явлении диффузии расплавленного жи ра (жидкости) из твердого тела (кости). Интенсификация межфазного взаимодействия в си стемах жидкость — твердое тело и усиление воздейст вия на пограничный жидкостный слой, мешающий массопередаче, достигается турбулизацией жидкости. В целях воздействия на пограничные жидкостные пленки применяют различные методы: циркуляция жид кости, перемешивание обрабатываемого твердого мате риала в жидкости, обработка в центробежном поле. Ис пользование этих методов позволяет ускорить процесс благодаря уменьшению толщины жидкостных пленок на поверхности частиц обрабатываемого вещества. Другим эффективным средством могут быть колеба ния. Важную роль в про цессе переноса вещества играют турбулентные пульсации жидкости. Энергия давления, появившаяся вследствие турбулентного движения жидкости, способствует эффективному воздействию на пограничные пленки и, по-види мому, разрыву стенок жировых клеток, находящихся в костном мозге. Такие движения, в частности, в жидко сти могут быть созданы при вибрации, ультразвуковом и электроимпульсном воздействии. Согласно современным представлениям механизм из влечения жира из кости в водной среде состоит из двух этапов:
извлечение жира из внутренней пористой структуры кости на поверхность; переход жира с поверхности кости в основную массу воды с образованием жиро-водной эмульсии. Для осуществления первого этапа извлечения жира из кости оправдано кратковременное нагревание обра батываемой смеси. В этом случае происходят те же яв ления, которые характерны для сухого способа при кондуктивном нагреве. Под действием нагрева изменяются реологические характеристики жира — вязкость и поверхностное на тяжение. Жир становится текучим, меняет агрегатное состояние — переходит из твердого в жидкое. Дополни тельные колебания массы расплавленного жира, возни кающие под действием инерционных сил внутри капил ляра, способствуют ускоренной миграции жира к грани це раздела фаз из центра к периферии. При обратном движении остатков жира внутрь частиц проникают све жая жидкость и пароводяная смесь, способствуя про греву кости и образованию жиро-водной эмульсии. Наиболее медленно протекает процесс перехода жиpa с поверхности кости в основную массу воды, которая одновременно замедляет и внутрикапиллярные процес сы, создавая значительное диффузионное сопротивление на границе раздела фаз. При использовании мокрого способа извлечения жира из кости интенсификация тепло- и массообменных процессов может быть достигнута за счет наложения механического (перемешивание), колебатель ного, термического и химического (добавление поверхностно активных веществ) воздействия, приводящего к разрушению жировых клеток измельченной кости.
Выработка костного жира сухим способом в аппаратах периодического действия. Процесс извлечения жира сухим способом на оборудовании периодического действия предусматривает тепловую обработку измельченной кости при разрежении и дополнительное обезжиривание нагретой сухой кости в центробежном поле. Использование сухого способа тепловой обработки кости устраняет потери сухих веществ и благодаря этому обеспечивает высокий выход кормовой муки — 47% массы исходного сырья. Выход пищевого жира равен 12% массы кости, остаточное содержание жира в обезжиренной кости составляет 12% при влажности 5%.
В зависимости от объема перерабатываемой кости можно применять вакуумные котлы различной вместимости и в разном количестве, а также центрифуги, рассчитанные на корзины вместимостью 100—500 кг. При сухом способе обезжиривания в высушенном продукте содержание белка значительно выше.
Электроимпульсные методы обезжиривания кости. Использование электроимпульсных воздействий для обезжиривания кости было впервые в мировой практике предложено отечественными учеными. Так, в МТИММП был разработан электроимпульсный метод обезжиривания кости для производства желатина. В установке ток низкого напряжения (127—220 В) преобразуется в ток высокого напряжения (50—90 кВ и более), затем выпрямляется, накапливается в конденсаторах и мгновенно отдается в виде разрядов. При этом электрическая энергия переходит в энергию взрыва, пробивающего толщу жидкости в межэлектродном пространстве устройства для обезжиривания. В жидкости возникает сверхвысокое давление, достаточное для разрыва сплошной среды и создания кавитациоиного режима. Эти явления обеспечивают условия для извлечения жира из кости, причем основной его части в первый период обработки при числе импульсов 100—120, во второй период процесс замедляется.
Охлаждение жиров.Эта стадия процесса производства пищевых животных жиров преследует две цели: предотвращение развития окислительных изменений тригляцеридов, так как скорость окисления жиров зависит от температуры, и достижение таких структурных и пластических характеристик, которые обеспечили бы хорошие товароведческие показатели жира. В зависимости от вида жира, его назначения и характера применяемой тары животные жиры подвергают одностадийному или двухстадииному охлаждению. . При упаковывании в крупную тару (бочки) жиры проходят одну стадию охлаждения. При использовании мелкой тары, а также при фасовании в потребительскую тару (пачки, коробки, батончики) жиры охлаждают в две стадии, причем вторую стадию обычно называют переохлаждением. Для охлаждения жиров применяют специальные аппараты — охладители непрерывного действия, в которых жир не соприкасается с воздухом и тепловые потери незначительны. При отсутствии специальных охладителей жиры можно охлаждать в двустенных котлах, в рубашку которых подают холодную воду.
Фасование жиров. Фасование представляет собой один из важных процессов, обеспечивающих доведение пищевых животных жиров до потребителя без потерь в привлекательном и удобном для использования виде. Помимо этого фасование жира предохраняет его от воздействия света и кислорода воздуха, что в свою очередь удлиняет сроки хранения данного продукта. Наибольшее распространение получило фасование свиного жира. Но в практике работы предприятий мясной промышленности в фасованном виде выпускают также говяжий и костный жиры. На предприятиях мясной промышленности пищевые животные жиры расфасовывают в пачки массой 200 и 250 г, а также в коробки из поливинилхлоридной или полистирольной ленты. Для дозирования и фасования жиров в пачки используют пергамент и каптированную алюминиевую фольгу.
Упаковывание жиров. Пищевые животные топленые жиры упаковывают в деревянные заливные бочки, в фанерно-штампованные бочки или в картонные навивные барабаны. Для этих же целей используют ящики дощатые, фанерные, а также из гофрированного картона. Перед заполнением жира в бочки, ящики, картонные навивные барабаны в них вкладывают мешки-вкладыши из полимерных пленочных материалов или выкладывают их с внутренней стороны пергаментом или полимерными материалами, разрешенными к применению органами здравоохранения. Перед укладыванием в тару мешки-вкладыши выворачивают целлофановым слоем внутрь мешка, проверяя при этом целостность пленки и шва. Мешки-вкладыши расправляют по внутренней поверхности и дну бочки или барабана, отгибая на края тары выступающие концы мешка-вкладыша, после чего заливают жир. Затем концы мешка собирают в пучок и закрывают полиэтиленовым замком или завязывают, после чего бочки и картонно-навивные барабаны закрывают крышкой. Перед сливом жира в картонные ящики заготовку ящика расправляют, придавая ей форму «прямоугольника» закрывают сначала торцевые, а затем продольные клапаны. Жиры, фасованные в потребительскую тару в виде пачек и коробок, упаковывают в картонные ящики, а стеклянные и металлические байки — в дощатые ящики или ящики из гофрированного картона. Каждый ряд коробок перекладывают в ящике вкладышами из гофрированного картона. Внутренние перегородки из плотного или гофрированного картона используют при упаковывании стеклянных банок с жиром в ящики. По торцам ящики должны быть обтянуты стальной упаковочной лентой. Допускается склеивание швов картонных ящиков, образованных продольными клапанами, клеевой лентой на бумажной основе.
Маркирование тары. Каждую бочку и ящик с жиром маркируют при помощи трафарета из листовой стали с просветом для нанесения краской данных, предусмотренных действующим стандартом, или с помощью ярлыка с указанием тех же данных.
Картонные навивные барабаны маркируют, наклеивая на боковую поверхность этикетки с указанием данных, предусмотренных стандартом на пищевые животные топленые жиры.
На потребительской таре также указывают сведения, предусмотренные стандартом.
Описание конструкции в аппарате.
Поточно-механизированная линия РЗ-ФВТ-1
Поточно-механизированная линия РЗ-ФВТ-1 предназначена для вытопки пищевых жиров из жира-сырца (кроме мездрового жира и шейных зарезов) и исполь зуется в жировых цехах мясокомбинатов.
Комплект оборудования линии включает систему трубопроводов для пара и воды, шкаф управления, щиток приборов, конденсатор, машину для вытопки жира РЗ-АВЖ-245, бачки, указатель уровня, контрольную емкость, центрифугу шнекового типа, центробежные ма шины, отстойники жира, охладитель жира, электриче скую таль.
Технологический процесс производства пищевых жи вотных жиров на данной линии состоит из следующих основных операций: измельчения и вытопки жира на ма шине РЗ-АВЖ-245, разделения жиромассы на центри фуге шнекового типа, очистки жира на сепараторах, охлаждения жира и передачи его на упаковывание или бестарное хранение, приема шквары из центрифуги шне кового типа.
Поточно-механизированная линия РЗ-ФВТ-1 показа на на рис. 9.
Рис. 9. Схема линии РЗ-ФВТ-1 для вытопки пищевых жиров: 1 —система трубопроводов пара и воды; 2 — шкаф управления; 3- конденсатор; 4 —щит приборов; 5 — центробежная машина АВЖ-245; 6 —бачок указателя уровня; 7 — контрольная емкость; 8 — шнековая центрифуга ОГШ-321К-0; 9 —сепаратор; 10 —центро бежная машина; 11 — охладитель жира Д5-ФОП; 12— отстойник жира; 13 —таль электрическая.
Рис. 10. Схема машины РЗ-АВЖ-245 1 — станина; 2 — бункер; 3 — корпус; 4 — перфорирован ный барабан; 5 — сальник; 6 — электродвигатель; 7, 10 — гайки регулировки неподвижных ножей; 8 — неподвижный нож; 9 — подвижный нож.
Машина РЗ-АВЖ-245 (рис. 10) предназначена для измельчения жира-сырца, вытопки жира, передачи по лученной жировой массы на последующие операции. Она состоит из станины, бункера, корпуса, вращающегося перфорированного барабана, являющегося основным ра бочим органом машины. На цилиндрической поверхно сти барабана расположены 152 отверстия диаметром 6 мм. В центре барабана укреплен подвижный нож для первичного измельчения жира-сырца и отбрасывания его на стенку перфорированного барабана. Внутри располо жены два неподвижных ножа для подрезания попавших и оставшихся в отверстиях барабана частичек жира-сырца. Их крепят к корпусу машины и с помощью гаек регулируют зазор между внутренней стенкой барабана и ножами. Перфорированный барабан с подвижным но жом приводится во вращение электродвигателем. Бара бан заключен в корпус с патрубками для подвода пара и выгрузки жиромассы. Сальник на валу барабана пре пятствует вытеканию содержимого барабана в процессе работы машины.
Техническая характеристика машины РЗ-АВЖ-245
Производительность (при предварительном из-
мельчении жнра-сырца на волчке), кг/ч:
говяжьего 1120
свиного 1600
Наружный диаметр ротора, мм 245±1
Частота вращения ротора, С-1 24,2
Установленная мощность, кВт 13
Расход пара давлением 0,15—0,3 МПа, кг/ч 150
Габаритные размеры, мм 630Х470Х1Н5
Масса, кг 250
Попав в машину для вытопки жира РЗ-АВЖ-245, жир-сырец измельчается, отбрасывается центробежной силой к стенкам барабана, вдавливается в перфориро ванные отверстия, подрезается неподвижными ножами и попадает в пространство, образованное внутренней - стенкой корпуса и вращающимся барабаном, куда пода ется острый пар давлением не менее 0,15 МПа. Наряду с паром в бункер машины РЗ-АВЖ-245 подают горячую воду температурой 90—95°С из расчета 300 дм3 на 1 т жира-сырца,
Кусочки жира в зоне воздействия острого пара бы стро нагреваются – жир переходит из твердого агрегатного состояния в жидкое, белки оболочек жировых клеток денатурируют. Через разрушенные оболочки на гретый жир вытекает и вместе со шкваром в виде жиромассы под напором, создаваемым вращающимся, ба рабаном, по трубопроводу подается в указатель уровня, откуда с помощью центробежной машины АВЖ-130 наг нетается в центрифугу шнекового типа ОГШ-321К-01, где происходит отделение шквары (твердая фаза) от жидкой фракции (жир, вода и мелкие частицы шквары). Твердая фракция через разгрузочные окна ротора цент рифуги попадает в приемный отсек кожуха, а из него в напольную тележку. Температура жиромассы из ма шины вытопки жира должна быть не ниже 80°С.
Жидкая фракция из центрифуги по трубопроводу сливается в контрольную емкость, откуда самотеком по ступает в центробежную машину АВЖ-130 и нагнетает ся в бачок указателя уровня первого сепаратора. Ука затели уровня установлены перед каждым сепаратором и предназначены для подогрева жиро-водной эмульсии до температуры 95 °С,
Из бачка указателя уровня жиро-водная эмульсия поступает в барабан первого сепаратора, куда также подается горячая вода. В сепараторе происходит отде ление жира от воды и мелких частиц шквары. Жир из первого сепаратора, предназначенного для грубой очи стки жиро-водной эмульсии, подается центрабежной ма шиной последовательно во второй и третий сепараторы для окончательной (тонкой) очистки. Очищенный жир из третьего сепаратора поступает в отстойник, а затем в охладитель.
Техническая характеристика поточно-механизированной линин РЗ-ФВТ-1
Производительность по жиру-сырцу, кг/ч:
свиному 1600
говяжьему 1120
Расход:
пара, кг/ч 134
воды, м2/ч:
горячей 1,27
буферной 0,45
охлаждающей 1,5
Давление, МПа:
пара 0.3
Температура, °С:
горячей воды 95
охлаждающей воды 9
жира на выходе 40
Установленная мощность, кВт 52,7
Габаритные размеры ( по трубопрово дам), мм 12 000X3000X3500
Масса, кг 8095
Технологический процесс переработки жира-сырца на данной линии осуществляется при следующих темпера турных режимах (табл. 27).
Таблица 27
Температура промежуточного продукта при переработке различного жира-сырца
Жир-сырец
Место замера свиной говяжий и бараний
Жировая масса из машины РЗ-АВЖ-245 80 90
Жидкая фракция из центрифуги 70 72
Шквара из центрифуги 50 58
Жиро-водная эмульсия на входе в сепаратор:
первый 90-95 90-95
второй 90-95 90-95
третий 95-100 95-100
Жир на выходе из охладителя 30-35 38-42
Основные показатели эксплуатации поточно-механизированной линии РЗ-ФВТ-1 приведены в табл. 28.
Показатель Жир-сырец
свиной говяжий
Производительность, кг/ч 1000 1000
Продолжительность процесса, мин-с 6-55 6-55
Расход на I т жира-сырца:
электроэнергии, кВт*ч 16,4 9,1
пара (с учетом приготовления горя чей воды), кг 137 271
холодной воды, м3 3,22 2,35
горячей воды, м8 2,07 2,07
Сорт жира Высший Высший
Степень извлечения жира, % его содер жания в сырье 98,7 98,0
Выход шквары, % массы жира-сырца 8,6 10,1
Химический состав шквары, %:
влага 66,0 65,0
жир 8,6 10,1
Выход фузы из сепараторов, % массы жира-сырца 1,8 3,3 Химический состав фузы:
влага 94,2 94,2
жир 2,8 2,8
Для контроля давления пара предусмотрена сигна лизация при понижении его ниже 0,15 МПа, для чего на магистральном паропроводе установлен электрокон тактный манометр. Аналогичный прибор целесообразно устанавливать на магистральной линии водопровода, чтобы контролировать давление холодной воды и сиг нализировать при ее понижении ниже 0,16 МПа. Для контроля за температурой горячей воды и жира на тру бопроводе и на жиропроводе перед сепараторами устанавливают электроконтактные термометры. Пуск и остановку электрооборудования осу ществляют со шкафа управления.
В целях снижения загрязнения окружающей среды отсепарированную воду перед спуском в канализацию целесообразно направлять в жироуловитель. Пары, вы делившиеся из жировой массы и жиро-водной эмульсии, направляются в конденсатор, где охлаждаются холодной водой и в виде конденсата сливаются в канализацию. Фузу следует собирать в сборнике или передувочном баке и направлять в цех кормовых и технических про дуктов на дальнейшую переработку. Качество очистки жира на данной линии определяют визуально. При по ступлении из третьего сепаратора мутноватого жира по обратной линии его направляют на повторное сепари рование.
Для разделения Жиромассы на твердую и жидкую фракции в составе поточно-механизированной линии РЗ-ФВТ-1 предусмотрена шнековая горизонтальная цен трифуга отстойного типа ОГШ-321К-01. Она состоит из станины, ротора, внутри которого помещен шнек с пла нетарным редуктором, получающим вращение непосред ственно от ротора (цапфы последнего находятся в двух опорах). Основным узлом центрифуги является ротор цилиндрической формы, расположенный горизонтально на двух опорах-подшипниках (правой и левой). С торца ротор закрыт цапфами-крышками, которыми он опира ется на подшипники (рис. 11).
Рис. 11. Схема центрифуга ОГШ-321К-01
1— станина; 2 — пружина; 3, 12 — кожухи, ограждения; 4 — планетарный редуктор; 5, 10 — опоры-подшипники; 6,11 — опорные подшипники;
7 — ротор; 8 — кожух ротора; 9 — шнек.
Пуск центрифуги в работу начинают после проверки смазки в редукторе и подшипниках. Затем на непродол жительный период включают электродвигатель и прове ряют правильность его включения — вращение ротора должно быть по часовой стрелке, если смотреть со сто роны подачи жиромассы. При достижении центрифугой установленной частоты вращения подают жиромассу.
В процессе работы центрифуги периодически следят за нагревом масла в редукторе, температурой коренных подшипников. Так, температура масла в подшипниках не должна превышать 60—65 °С. Работать на машине мож но только при закрытой крышке, которая должна быть плотно прижата к кожуху.
Техническая характеристика центрифуги ОГШ-321К-01
Производительность во шкваре, кг/ч до 230
Частота вращения ротора, с-1 50, 58, 63, 66
Размеры ротора, мм:
длина 576
диаметр 320
Установленная мощность, кВт II
Габаритные размеры, мм 1630х1105x655
Масса, кг 710
В состав поточно-механизированной линии для вы топки жиров РЗ-ФВТ-1 входят три сепаратора марки РТОМ-4.6М. Он представляет собой разделитель тарель чатого типа с центробежной пульсирующей выгрузкой осадка (рис. 12).
Рис. 12. Схема сепаратора РТОМ 4.6М I — станина; 2 — вертикальный вал; 3 — нижняя камера; 4 — крышка; 5 — тарелкодержатель; -6 — стакан; 7 — па кет тарелок; 8 — верхняя камера; 9 — основание барабана; 10 — подводящая магистраль буферной жидкости; 11 — от водная магистраль буферной жидкости; 12 — винтовая ше стерня; 13 — горизонтальный вал.
Барабан — основной рабочий орган сепаратора — со стоит из основания, тарелкодержателя с пакетом таре лок и крышки.
Приемио-выводное устройство для подачи в барабан сепарируемого жира, вывода из барабана осветленного жира, воды и осадка, а также подачи, улавливания и отвода отработанной буферной жидкости состоит из верхней и нижней камер, стакана, подводящей и отводя щей магистрали буферной жидкости.
Во вращающийся барабан после предварительного прогрева горячей водой через фильтр подается живот ный жир температурой выше 90 °С. Обработка его в ба рабане сепаратора происходит далее следующим обра зом. Через центральную трубку по каналам тарелкодер жателя он поступает в сепараторную камеру барабана, заполняя пространство между тарелками. Под действи ем центробежной силы жир, как более легкая фракция, направляется по поверхности конических тарелок к оси вращения барабана и под давлением новых порций, под нимаясь по каналу, выводится через отверстия в верхней гайке разделительной тарелки в верхнюю камеру прием ной посуды.
Вода, отделенная от жира, проходит вверх по кана лам разделительной тарелки и через нижнее отверстие в верхней гайке поступает в верхнюю часть нижней ка меры приемной посуды. Осадок, находящийся в жире, под действием центробежной силы отбрасывается к пе риферии барабана и скапливается в специальном гря зевом пространстве
Техническая характеристика сепаратора РТОМ-4,6М
Производительность по жиро-водной эмуль сии, м3/ч 1,5
Частота вращения барабана, с-1 103,6
Максимальный диаметр барабана, мм 460
Межтарелочный зазор, мм:
исполнение 1 2,0
исполнение 2 0,75
Угол наклона образующей тарелки, град, 45
Мощность установленная, кВт 7,5
Давление буферной волы, МПа 0,15
Объемная доля нерастворимых (белковых) веществ
в жиро-водной эмульсии, % 5—6
Размер твердых чзсгяц в исходной смеси, мм, не более 2
Количество промывной, воды, добавляемой
в сепа ратор, % массы жиро-водной эмульсии 25—30
Массовая доля жира в отходящей воде, %:
после первого сепаратора 0,3
после второго и третьего сепаратора 0,05—0,1
Массовая доля влаги в очищенное жире, %, не более 0,2
Габаритные размеры, мм 1245х1090х1520
Масса, кг 972
Применяемый в линии РЗ-ФВТ-1 для охлаждения очищенного жира охладитель Д5-ФОП представляет со бой теплообменный агрегат (рис. 13), принцип, действия которого заключается в следующем. Из сборника жира (отстойника) предназначенный для охлаждения жир по ступает к насосу, приводимому в действие от электро двигателя с помощью клиноременной передачи, и через трубопровод направляется в первый, а затем во второй теплообменники. Теплообменники состоят из цилиндров изоляции и охлаждения, вытеснительных барабанов и торцов крышек. Вытеснительные ба рабаны и многоконтактные скребковые устройства при вращении барабанов благодаря центральной силе при жимаются к поверхности цилиндра охлаждения и сни мают кристаллизованный слой жира. Перемешиваясь с остальной массой, кристаллизованный жир производит перенос тепла, и благодаря этому температура массы снижается.
Рис. 13. Схема охладителя Д5-ФОП: 1 —станина; 2 —привод; 3, 7 — трубопровод для подвода и отвода жира; 4, 6 —теплообменник; 5, 8 —тру бопроводы для подвода и отвода хладоносителя; 9 - разливной трубопровод.
Техническая характеристика охладителя жира Д5-ФОП
Температура хладоносителя, °С —10±2 2±2 10±2 Производительность при охлаж дении жира, кг/ч:
свнного 2500±100 2000±100 1700 ±100
говяжьего 2700±100 2200±100 1000±100
Температура жира, подаваемого
в охладитель, °С 96 96 96
Температура жира на выходе из охладителя, °С:
свиного 35±1
говяжьего 40±1
Расход хладоносителя, м²/ч 4,0
Площадь поверхности охлаждения, м2 1,96
Потребляемая электроэнергия, кВт*ч 3,0
Габаритные размеры, мм 1700X900X1500
Масса, кг 650
Отстойник жира, входящий в состав комплекта обо рудования линии РЗ-ФВТ-1, представляет собой откры тый, вертикально установленный цилиндрический сосуд с пароводяной рубашкой, образованной двумя полыми цилиндрическими сосудами (цилиндрами) (рис. 14). В междустенное пространство поступает горячая вода или острый пар давлением до 0,07 МПа. К полым цилиндри ческим сосудам приварены конические днища; к дни щам — труба диаметром 80 мм с вентилем для спуска отстоя и труба диаметром 25 мм с вентилем для слива воды из рубашки. В рубашку воду и пар подают через соответствующие вентили.
Пар, поступивший в рубашку, подогревает воду, конденсируется, и лишняя вода выходит через патрубок переливной трубы, а в случае засорения переливного трубопровода — через предохранительный патрубок.
После отстаивания жир сливается через шарнирную трубу. В составе линии отстойник выполняет функцию сборника, поэтому шарнирную трубу не применяют, а жир сливают через сливной кран в нижней части кони ческого днища.
На корпусе отстойника жира имеется термометр для контроля температуры. Снаружи к отстойнику приваре ны четыре опорные лапы. Сверху отстойник закрывают решеткой, В комплект оборудования линии РЗ-ФВТ-1 входит отстойник жира ОЖ-0,85 вместимостью 0,85 м3.
Техническая характеристика отстойника жира ОЖ-0,85
Геометрическая вместимость, м³ 0,85
Масса загружаемого жира, кг 650
Вместимость рубашки, дм³ 350
Диаметр, мм:
внутренний 1038
наружный 1396
Высота цилиндрической части, мм 900
Общая высота отстойника, мм 1790
Масса отстойника, кг 492
Габаритные размеры, мм 1380X1380x1790
Расход пара, кг/ч 7,5
Рабочее давление пара в рубашке, МПа 0,07
Рис. 14. Отстойник жира 1 — термометр; 2 — опорная лапа; 3 — труба для слива жира; 4 — труба для спуска фузы; 5 — пробковый кран; 6 — вентиль; 7 — труба для слива воды; 8 — решетка; 9 — предохранительный патрубок; 10 — патрубок переливной тру бы; 11 — вентиль подачи воды; 12 - вентиль подачи пара; 13 — шарнирная труда; 14, 15 — цилиндрические сосуды; 16 — коническое днище.
Практика эксплуатации поточно-механизированной линии РЗ-ФВТ-1 показала возможность получения на ней высококачественного пищевого животного жира, от личающегося устойчивостью при хранении, что обуслов лено выполнением технологического процесса кратковре менно, исключением длительного контакта жира с воз духом, так как процесс протекает в основном в закры той системе и предусматривает немедленное охлажде ние готового продукта, благодаря чему тормозятся окис лительные деструктивные явления.
К недостаткам данной линии следует отнести то, что на ней нельзя перерабатывать в потоке все виды жиро вого сырья. Так, для переработки мездрового жира не обходимо его предварительно измельчить на волчке и вытопить в открытом котле в течение 40—60 мин. при температуре 80—90 °С. Таким образом, обработка дан ного сырья в две ступени влечет за собой дополнитель ные энергозатраты, использование не входящего в ли нию оборудования, повышение трудоемкости, разрыв не прерывности производственного процесса.
Другим недостатком является то, что в линии отсут ствует механизированная подача жира-сырца в машину для вытопки жира РЗ-АВЖ-245. Поэтому операторы вы нуждены загружать эту машину вручную, что снижает производительность, ухудшает условия труда и приво дит к неравномерной нагрузке на электродвигатель. Кро ме того, конструкция машины РЗ-АВЖ-245 не исклю чает проникновение конденсата и жиро-водной эмульсии через сальник в статор электродвигателя, в результате чего происходит его преждевременный выход из строя.
Существенным недостатком технологии, использу емой в данной линии, является достаточно высокое оста точное содержание жира в шкваре, что отрицательно влияет на степень использования исходного сырья. По этому одним из реальных путей организации малоотход ного производства пищевых животных жиров является применение методов и оборудования для вытопки жи ра, снижающих уровень остаточного содержания жира в шкваре.
Кроме того, недостатком данной линии является так же ее укомплектованность тремя сепараторами, что по вышает энерго- и металлоемкость, увеличивает потреб ность в производственной площади, приводит к допол нительным потерям жира с отходящей водой. Отсюда разработка и оснащение линии новым сепаратором, об ладающим соответствующей производительностью и обеспечивающим меньшее остаточное содержание жира в отходящей воде, является актуальной задачей произ водства пищевых животных жиров, так как его внедре ние позволит повысить выход товарной продукции и сни зить загрязнение сточных вод.
Линия обезжиривания кости Я8-Ф0Б
Линия обезжиривания кости Я8-Ф0Б, разработанная ВНИИМПом, предназначена для извлечения жира из кости и костного остатка путем контакта сырья с водой, в которую барботирует пар, а также воздействия вибрационных колебаний с одновременным перемешиванием. Использование вибрации направлено на интенсификацию мокрого способа тепловой обработки костного сырья с целью извлечения жира. Под действием вибрации снижается тормозящее действие внешне диф фузионных микро- и макрофакторов, что способствует повышению коэффициентов тепломассообмена.
Рис. 27, Линия обезжиривания кости Я8-ФОБ 1 — измельчитель; 2 — элеватор; 3 — вибрационный экстрак тор; 4 — промыватель-разделитель центробежный; 5 — от стойная шнековая центрифуга; 6 — сепаратор; 7 — насосы; 8 — пульт управления.
Линия Я8-ФОБ (рис. 27) состоит из измельчителя для кости марки Ж9-ФИС, элеватора скребкового типа, виброэкстрактор а, центробежного разделителя-промывателя, отстойной шнековой центрифуги ОГШ-321К-0К насосов АВЖ-130 и сепаратора РТОМ-4А Управление работой линии осуществляется с пульта.
Переработка костного сырья на линии Я8-ФОБ осу ществляется следующим образом. Сырье с помощью подъемника или по спуску поступает на накопительный стол или бункер, откуда загружается в измельчитель. В корпусе измельчителя Ж9-ФИС на валу укреплена ре шетка с отверстиями диаметром 30 мм, что обеспечивает получение частиц измельченного сырья размером не бо лее 30 мм. Измельченное сырье с помощью элеватора скребкового типа непрерывно загружается в виброэкс трактор.
Корпус виброэкстрактора (рис. 28) представляет собой теплоизолированную обечайку, к внутренней поверхности которой прикреплен винтовой желоб, а дно закрыто плоской крышкой. Снаружи корпуса расположены патрубки загрузки и разгрузки сырья. В патрубке загрузки расположены штуцера подачи горячей воды и острого пара. Внутри корпуса к раме прикреплен неподвижный цилиндрический вытеснитель, снаружи его по спирали установлены перегородки, предназначенные для возбуждения пульсаций жидкости через слой измельченной кости. На нижнем торце вытеснителя расположено барботажное кольцо подачи острого пара, необходимого для обеспечения заданного теплового режима обработки кости. На верхней крышке вытеснителя установлен патрубок вентиляции для удаления из аппарата парогазовой фазы. Виброэкстрактор герметичен, его колеблю щиеся части соединены со стационарным оборудованием резиновыми перфорированным герметизаторами.
Рис. 28 Виброэкстрактор: 1 — вентиляционный патрубок; 2 — герметизатор; 3 — кор пус; 4 — патрубок; 5 — штуцер подачи горячей воды; 6 — штуцер подачи пара; 7 — вытеснитель; 8 — вибропривод; 9 — рама; 10 — упругая подвеска; 11 — патрубок разгрузки.
Для создания винтовых колебаний корпуса, обеспечивающих вертикальное перемещение частиц кости, в экстракторе используют два дебалансовых возбудителя мощностью по 1,5 кВт. Колеблющиеся части аппарата связаны с неподвижной рамой упругой подвеской, представляющей собой четыре винтовые пружины.
Виброэкстрактор заполняют водой температурой 75— 85°С в соотношении 1:1 к массе измельченной кости. При заполнении корпуса водой до заданного уровня в экстрактор подают пар. После включения вибропривода через патрубок загрузки непрерывно подают измельченную кость размером до 30 мм, которая, попадая на нижний виток желоба, начинает перемещаться равномерным тонким слоем снизу вверх вместе с потоком горячей воды. Двигаясь вверх, частицы кости перемещаются и попадают в патрубок разгрузки где на сетке с ячейками размером 1 мм они отделяются от жиро-водной эмульсии и выгружаются из аппарата в центробежный промыватель-разделитель, представляющий собой фильтрующую центрифугу со шнековой выгрузкой кости. Шнек центрифуги расположен вертикально. В процессе обработки кости в промыватель-разделитель подают горячую воду температурой 90—95 °С.
Жиро-водная эмульсия самотеком сливается из виброэкстрактора и после отделения от твердых частиц направляется на сепарирование.
Для удаления мелких частиц кости жидкая фаза, выходящая из центробежного промывателя-разделителя, направляется насосом в шнековую отстойную центрифугу ОГШ-321К-01.
Для лучшего разделения жидкую фазу перед подачей в центрифугу ОГШ-321К-01 подогревают, подавая острый пар в трубопровод перед ее входом в центрифугу. Отделенную в центробежном промывателе-разделителе обезжиренную кость собирают в тележки и направляют на производство кормовой муки.
Жиро-водную эмульсию из центрифуги ОГШ-321К-01 перекачивают в сепаратор для окончательной очистки жира и отделения его от воды. Перед подачей в сепаратор жиро-водную эмульсию подогревают. В сепаратор РТОМ-4,6 помещают пакет тарелок, одна половина которого собрана из тарелок с межтарелочным зазором 2 мм, а вторая — из тарелок с зазором 0,75 мм. Такое расположение тарелок в пакете должно обеспечить хорошее качество очистки и ограничиться одним сепаратором для обработки жира. Оптимальными параметрами процесса обезжиривания кости являются температура воды в виброэкстракторе 90—95°С, давление греющего пара 0,1—0,3 МПа, частота колебаний 25 Гц, продолжительность 2 мин, амплитуда колебаний 3 мм. Общая продолжительность обезжиривания кости на линии Я8-ФОБ составляет 8 мин.
В зависимости от вида использованного сырья выход жира при переработке на линии Я8-ФОБ колеблется в пределах 8,2—18% массы кости.
Техническая характеристика линии обезжиривания кости Я8-ФОБ
Производительность по сырью, кг/ч 500
Занимаемая площадь, м2 72
Расход за 1 т кости:
пара, кг/ч 500
электроэнергии, кВт *ч 63,7
воды горячей, м9 1,2
Количество обслуживающего персонала 2
Масса, кг 7000
Применение интенсивной обработки в сочетании с умеренным температурным режимом обеспечивает получение пищевого жира высокого качества, отвечающего требованиям стандарта к высшему и первому сортам. При этом качество извлекаемого жира зависит только от свежести исходного сырья.
Обезжиренная на линии кость характеризуется оста точным содержанием влаги 26,9—37,8% и жира 3,7— 7,6%,
На линии Я8-ФОБ можно перерабатывать костный остаток при тех же режимах обезжиривания. Выход пищевого жира из костного остатка, полученного на поршневом прессе, составляет 5,4%, а из аналогичного сырья, но подвергнутого обработке на шнековом прессе, 5% массы исходного костного остатка. При этом выход обезжиренного костного остатка составляет 81,2—86,8% исходного.
Учитывая, что для объективной оценки того или иного метода получения пищевого жира важными являются качаственные показатели обезжиреной кости и возможности ее дальнейшего применения, представляют интерес сравнительные данные о кормовых достоинствах костной муки, выработанной из обработанной кости на линии Я8-ФОБ и вакуумном котле КВМ-4,6М.
Так, при откорме подсвинков в течение 73 дней на рационе, включавшем в себя 6% костной муки, установлено, что прирост живой массы животных, употреблявших костную муку, выработанную из кости, обезжиренной на линии Я8-ФОБ, составил 99,5% от контрольных, которым скармливали костную муку, выработанную в вакуумном котле, хотя по уровню содержания протеина и остаточному количеству жира предпочтительнее выглядела мука, выработанная в первом случае, о чем свидетельствуют данные табл. 49.
Состав костной муки, выработанной с использованием линия Я8-ФОБ и вакуумного котла, %
Мука, полученная из обезжиренной кости
Компонент
на линии Я8-ФОБ в вакуумном котле
Влага 9,8 8,4
Протек 29,3 28,3
Жир 7,8 9,6
Зола 53,1 53,7
Кальций 17,0 17,5
Фосфор 9,7 9,9
Затраты корма при откорме подсвинков, получавших костную муку, выработанную из кости, обезжиренной на линии Я8-ФОБ, были выше примерно на 0,5 кг на каждый килограмм прироста живой массы, чем в случае использования муки из вакуумного котла.
Видимо, кратковременная обработка кости и умеренный температурный режим, используемые на линии Я8-ФОБ, недостаточны для подготовки белков кости к усвоению ферментами желудочно-кишечного тракта животных.
Другим серьезным недостатком, характерным для любого метода обработки кости мокрым способом в той или иной его модификации, является проблема утилизации отработанной воды, в которую переходят растворимые белковые вещества, продукты гидротермической дезагрегации и гидролиза коллагена.
Установка фирмы «Хартман»
Кость или костный остаток измельчают на дробилке до размеров 40—50 мм и загружают в вакуумный котел, в котором они нагреваются при перемешиваний в течение 3 ч. Температура нагрева кости составляет 70 °С.
Рис. 50. Схема установки фирмы «Хартман»
1 — двухвальиовая костедробильная машина; 2 — корзины; 3 — вакуумный котел; 4 — насос для подачи холодной во ды; 5 — конденсатор; 6 — насос для подачи горячей воды; 7 — вакуум-насос; 8 — центрифуга фильтрующего типа; 9 — дробилка; 10 — приемник жира; 11 — насосы; 12 — от стойник; 13 — сепаратор.
Нагрев обеспечивается за счет теплоты, передаваемой от стенок котла и вала мешалки, обогреваемых паром. Разрежение в котле 33,8 кПа.
Соковый пар отводится из котла и поступает в конденсатор смешения, где конденсируется благодаря подаче холодной воды. Смесь воды и конденсата откачивается из конденсатора насосом. Воздух и несконденсировавшиеся газы удаляются с помощью вакуумнасоса.
По окончании нагрева сухая масса и вытопленный жир выгружаются из вакуумного котла в отцеживатель, откуда жир стекает в приемник. Механизированный отцеживатель обеспечивает транспортирование отцеженной кости на вторую стадию обезжиривания. Транспортирование происходит благодаря шнеку, находящемуся в донной части отцеживателя.
Вторая стадия обезжиривания осуществляется в маятниковой фильтрующей центрифуге периодического действия. В центрифуге из кости выделяется жир, который поступает в накопитель, а затем после подогрева до температуры 95°С направляется в сепаратор для очистки. В процессе сепарирования в сепаратор добавляют 5— 10% воды температурой 95°С.
Очищенный жир из сепаратора отводится в емкость для накопления и хранения. Фуза из сепаратора поступает в приемник, откуда возвращается в отцеживатель, где смешивается с новой партией кости, выгружаемой из вакуумного котла. Обезжиренную кость далее передают на дробилки для последовательного грубого и тонкого измельчения в муку.
Используемая в установке центрифуга обогревается паром, корзину с костью загружают туда с помощью электростали. Обезжиривание кости в центрифуге продолжается 20 мин.
Использование сухого способа тепловой обработки кости устраняет потери сухих веществ и благодаря этому обеспечивает высокий выход кормовой муки — 47% массы исходного сырья. Выход пищевого жира равен 12% массы кости, остаточное содержание жира в обезжиренной кости составляет 12% при влажности 5%.
В зависимости от объема перерабатываемой кости можно применять вакуумные котлы различной вместимости и в разном количестве, а также центрифуги, рассчитанные на корзины вместимостью 100—500 кг.
Применение сухого способа на примере данной установки подтверждает отсутствие потерь и повышенный выход обезжиренной кости. Применение умеренной температуры позволяет также исключить глубокие деструктивные изменения белков кости и делает возможным получение из обезжиренного материала шрота для выработки желатина.
Охлаждение жиров
Эта стадия процесса производства пищевых животных жиров преследует две цели: предотвращение развития окислительных изменений триглицеридов, так как скорость окисления жиров зависит от температуры, и достижение таких структурных и пластических характеристик, которые обеспечили бы хорошие товароведческие показатели жира.
В зависимости от вида жира, его назначения и характера применяемой тары животные жиры подвергают одностадийному или двухстадииному охлаждению. При упаковывании в крупную тару (бочки) жиры проходят одну стадию охлаждения. При использовании мелкой тары, а также при фасовании в потребительскую тару (пачки, коробки, батончики) жиры охлаждают в две стадии, причем вторую стадию обычно называют переохлаждением.
Для охлаждения жиров применяют специальные аппараты — охладители непрерывного действия, в которых жир не соприкасается с воздухом и тепловые потери незначительны. При отсутствии специальных охладителей жиры можно охлаждать в двустенных котлах, в рубашку которых подают холодную воду. Желательно, чтобы котлы были оснащены мешалкой для перемешивания жира в процессе охлаждения.
Рис. 55, Разрез секции трубчатого охладителя: а — с лопастным турбулизатором, б — с ножевым турбулизатором; 1 — лопастной турбулизатор; 2 — застывший слой жира; 3 — охлаждающий цилиндр; 4 — скребковый турбулизатор.
Охладители непрерывного действия выпускают с лопастными и скребковыми турбулизаторами, которые устанавливают на валу-вытеснителе, расположенном в рабочем цилиндре охладителя (рис. 55). Они имеют одну или несколько секций, каждая из которых включает две концентрически расположенные трубы: внутреннюю — рабочий цилиндр и наружнюю — цилиндр охлаждающей рубашки. В кольцевом пространстве между ними движется хладоноситель — холодная вода, рассол или аммиак. В некоторых аппаратах для интенсификации теплоотдачи со стороны рабочей среды в кольцевом пространстве имеется шнековая лента, образующая винтовой канал. Ее устанавливают в тех случаях, когда хладоносителем является жидкость — вода или рассол. В аппаратах со скребковыми турбулизаторами скребки во время работы прилегают к теплопередаюшей поверхности рабочего цилиндра, непрерывно срезают застывшие слои жира и перемешивают их с остальной массой.
В охладителях с лопастными турбулизаторами между наружной кромкой лопастей и поверхностью рабочего цилиндра имеется зазор от 0,5 до 2 мм.
Сказанное выше касается охладителей трубчатого типа, к которым относят описанный выше охладитель Д5-ФОП и охладитель «Титан». Наряду с трубчатыми охладителями для охлаждения жиров, особенно в зарубежных установках, используют пластинчатые охладители.
Охладитель «Титан» с лопастным турбулиэатором имеет четыре горизонтальные, попарно расположенные и последовательно соединенные между собой секции (рис. 56). Каждая секция с теплопередающей поверхностью 0,7 м2 состоит из рабочего цилиндра с лопастным турбулизатором и охлаждающей рубашки. В качестве теплоносителя используют воду или рассол. Жир и хладоноситель движутся противотоком. Лопасти на турбулизаторе имеют частоту вращения 2,07 с-1, они выполнены в виде четырех прерывистых и смещенных витков и приварены по спирали, что способствует интенсивному перемешиванию охлаждаемых жиров.
Процесс охлаждения жира осуществляется следующим образом. Жир из накопительной емкости подается в охладитель шестеренчатым насосом под давлением не менее 0,1 МПа. В результате создаваемого давления горячий жир последовательно проходит через четыре расположенные горизонтально и попарно соединенные между собой секции. Каждая секция состоит из рабочего цилиндра с лопастным турбулизатором и охлаждающей рубашки. Зазор между цилиндрами, через который протекает охлаждаемый жир, составляет 12,5 мм, что способствует интенсификации процесса его охлаждения.
Рис. 56. Схема охладителя «Титан»: 1 — насос для подачи жира; 2 — система цепных и шесте ренчатых передач; 3 — электродвигатель; 4 — цилиндр; 5 лопастной турбулизатор; 6 — термометр; 7 — спускной кран
Лопастные мешалки и шестеренный насос приводятся в действие от электродвигателя мощностью 1,7 кВт через систему цепных и шестеренных передач.
Охлаждающая вода последовательно проходит через все четыре цилиндра сверху вниз. Жир движется снизу вверх. Вода нагревается от 11 до 22 °С, а жир соответственно охлаждается от 75 до 38 °С. При этом расход воды на охлаждение 1 т жира составляет 1,5 м3. Производительность охладителя 1150 кг жира в час.
Важным показателем, характеризующим работу охладителя жира, является кратность расхода охлаждающей воды, которая представляет собой отношение ее количества к количеству охлаждаемого жира, протекающего через охладитель в течение часа.
По окончании работы охладителя выключают электродвигатель, прекращают подачу хладоносителя в аппарат и в охлаждающую рубашку подают горячую воду. Остатки жира из аппарата сливают в емкость через спускной кран. При кратковременных остановках охладителя, чтобы избежать застывания жира в аппарате, его остатки сливают. При застывания жира в охлаждающую рубашку подают горячую воду до тех пор, пока жир не расплавится. Требуемую температуру жира контролируют термометром и регулируют, изменяя подачу горячего жира на охладитель. Охладитель включают в работу, когда в накопительной емкости находится значительное количество жира.
Перед началом работы охладителя в его рубашку пускают горячую воду для расплавления оставшегося жира и разогрева вращающихся деталей, после чего пускают в рубашку хладоноситель, открывают воздушные краники каждой секции и держат их открытыми до тех пор, пока из них не потечет хладоноситель.
Пластинчатый охладитель предназначен для охлаждения жира водой. Охладитель (рис. 57) состоит из передней и задней плит и набора штампованных теплообменных пластин, изготовленных из нержавеющей стали, набранных в пакет. Каждая пластина имеет отверстия для входа н выхода жира и хладоносителя. Охладитель разделен на шесть секций пластинами с перепускными отверстиями, через которые подводится жидкость из секций. Жир и хладоноситель движутся по принципу противотока. Благодаря уплотннтельным прокладкам после сборки и сжатия пластин в охладителе образуются две системы каналов: одна — для охлаждающей воды, другая — для охлаждаемого жира. Каждая система каналов соединяется со своими штуцерами для входа и выхода жира и воды.
В охладителях предусмотрена рециркуляция охла ждающей воды с частичным сбросом отработанной и подсосом холодной воды. Количество холодной воды, подаваемой во всасывающую линию, регулируют специальным клапаном исполнительного механизма. На нагнетательной линии холодной воды перед охладителем установлен термобаллон дистанционного пропорционального терморегулятора, импульсы от которого через балансовое реле передаются на исполнительный механизм и обеспечивают поддержание заданной температуры холодной воды. Охлажденный жир поступает на упаковывание по трубопроводу, снабженному краном и предохранительным клапаном, сбрасывающим жир в накопитель через линию сброса при перекрытии крана на выгрузном трубопроводе.
Рис. 57. Пластинчатый охладитель
1, 12 — штуцеры для впуска и выпуска охлаждающей воды; 2, 11 — штуцеры для выпуска и впуска жира; 3, 6 — ниж няя и верхняя направляющая; 4 — стяжка; 5, 8 — передняя я задняя плита; 7 — пластина; 9 — швеллер для крепления установки к каркасу; 10 — прокладка.
В пластинчатых охладителях. широко применяется принцип типизации и нормализации узлов и деталей, что позволяет изготовлять их штамповкой, а это значительно удешевляет процесс изготовления. Пластины имеют рифленую поверхность, играющую турбулизирующую роль, вызывающую завихрение в потоке, что в сочетании с тонким слоем жидкости создает условия для интенсивного теплообмена. Недостатком пластинчатых аппаратов является большое количество прокладок, изготавливаемых из пищевой резины.
При использовании трубчатых и пластинчатых охладителей жиры перед упаковыванием в крупную тару в зависимости от вида охлаждают до следующих температур: говяжий и бараний — 37—40°С, свиной — 26— 35 °С, костный и конский — 30—35 °С.