Тема 10. Оборудование для сушки макарон.

Сушка макаронных изделий является самой длительной и ответственной стадией процесса производства. Это сложный тепло-массообменный процесс, от которого зависит качество продукта.

При сушке макароны из пластического состояния медленно превращаются в упругое хрупкое тело. Для сохранения качества и уменьшения времени сушки этот процесс разделен на 2 этапа: предварительный — интенсивное удаление влаги (повышенная температура), до тех пор, пока макароны сохраняют пластичность при влажности W 22–20%; и окончательный медленное удаление влаги до конечной влажности W 12–13%, когда макароны приобретают упругие свойства.

Для равномерного удаления влаги кассеты или бастуны с продуктом в окончательной сушилке проходят вентилируемые и невентилируемые - зоны отволаживания, что обеспечивает равномерное распределение влагосодержания продукта по всему сечению продукта.

В зависимости от температуры воздуха используют три основных режима конвективной сушки макаронных изделий:

- традиционные, низкотемпературные режимы, когда температура сушильного воздуха не превышает 50 ⁰С;

- высокотемпературные режимы, когда температура воздуха на определенном этапе сушки достигает 70...90 ⁰С;

- сверхвысокотемпературные режимы, когда температура воздуха превышает 90 ⁰С.

При высокотемпературных и сверхвысокотемпературных режимах сушки, когда температура воздуха превышает соответственно 70 ⁰С и 90 ⁰С, макаронные изделия остаются в пластическом состоянии вплоть до 16...13% влажности (в зависимости от температуры). В этом случае критическая влажность изделий, т.е. момент перехода материала из пластического состояния в упругое снижается практически до влажности готовых макаронных изделий. Поэтому возникает возможность использования таких режимов на всем протяжении сушки, что значительно сокращает ее продолжительность, однако в этом случае для исключения растрескивания следует соблюдать условия стабилизации и охлаждения.

Высокотемпературные режимы способствуют улучшению качества изделий по ряду показателей:

- цвет изделий становится более светлым по сравнению с изделиями традиционной сушки;

- улучшаются варочные свойства макаронных изделий, сокращается продолжительность варки до готовности, снижается клейкость сваренных изделий, улучшается их консистенция;

- происходит практически полная пастеризация макаронных изделий и ликвидируются условия для развития опасных для здоровья человека микроорганизмов.

В малых и средних предприятиях и наиболее распространенной является низкотемпературная сушка, как не требующая специального автоматического оборудования и приборов.

 

Шкафная сушилкаВВП-1 периодического действия, представляет собой камеру, открытую с одной стороны для загрузки кассет. В ее верхней части расположен кожух, в котором установлены осевой реверсивный вентилятор, с электродвигателем и коллектором, для направления воздуха в вертикальный канал.

В камере устанавливают 156 двойных или 312 одинарных кассет. По ширине камера вмещает 3 ряда кассет, по высоте — 26; по длине двойных кассет вмещается 2 ряда, одинарных — 4 ряда. Рабочий объем сушильной камеры около 2 м³.

Крыльчатка вентилятора находится в специальном коллекторе обтекаемой формы, направляющем поток воздуха в вертикальный канал. Это уменьшает нежелательные завихрения воздушного потока и позволяет равномерно распределять воздух по сечению камеры. Коллектор создает благоприятные условия для работы вентилятора и способствует повышению его КПД. Зазор между крыльчаткой вентилятора и внутренним диаметром коллектора должен быть 2,5...3,5 мм.

Кассеты с макаронами поступают, от установки для резки и раскладки или от разделочного стола, на конвейере или в вагонетках, в сушильное помещение и штабелируются в сушильной камере. Реверсивный вентилятор вращается в одну сторону, забирает воздух из цеха с температурой около 30 ⁰С и влажностью 60—70% и, направляя его по вертикальному воздушному каналу, нагнетает его под давлением 0,15...0,2 кПа через слой изделия. Затем вентилятор кратковременно останавливают и вновь включают, но при этом он вращается в обратную сторону. Изменение направления воздушного потока в сушильной камере позволяет более равномерно высушить продукт по глубине и сечению шкафа. Общая продолжительность процесса сушки 14...16 ч.

Кассеты с высушенными макаронами вынимают и направляют в фасовочное отделение, а шкафы вновь заполняют сырыми изделиями. Шкафы в сушильных помещениях устанавливают, как правило, в две линии, загрузочной стороной друг к другу и с необходимым проходом между ними (2...3 м) для загрузки и выгрузки.

При сушке в лотковых кассетах происходит неравномерная усадка изделий, что приводит к искривлению изделий во время сушки, значительно снижает их качество и увеличивает расход тары на упаковку.

Основным недостатком шкафных сушилок является невозможность регулирования параметров сушильного воздуха. Поэтому, сушка в них осуществляется без учета изменений структурно-механических свойств макарон в процессе сушки. Существенными недоставками данного способа сушки являются также затраты ручного труда и тяжелые условия труда в сушильном отделении — повышенные - влажность и температура. Однако этот способ сушки макарон не требует сложного дорогостоящего оборудования и больших производственных площадей. Поэтому он получил достаточно широкое распространение при выработке макаронных изделий в небольших цехах.

Сушилка, как правило, состоит из сушильной камеры, вентиляторов и трубопроводов приточно-вытяжной системы, калорифера для подогрева воздуха (водяной, паровой).

Сушилки подразделяются на конвейерные (непрерывного действия) и шкафные (периодического).

Изделия могут располагаться на лентах, в кассетах, ячейках, на бастунах, рамках.

Широкое распространение получила «сушка» в кассетах т.к. этот процесс не требует сложного оборудования, больших производственных площадей.

Недостатком является наличие ручного труда и возможное искривление макарон.

Правильный влажностный и температурный режим с зонами отволаживания проще поддерживать в автоматических поточных линиях.

Наряду с шкафными сушилками в промышленности работают туннельные сушилки. ЛС-2А двухтуннельная сушилка предназначена для сушки макарон в кассетах. Кассеты укладываются в 38 стопок по 22 кассеты в высоту на два конвейера.

Сушильный туннель разделен на две зоны: первая со стороны входа в туннель — зона предварительной сушки, включает два шкафа; вторая — зона окончательной сушки, включает десять шкафов. Зоны сушки отделены друг от друга перегородкой, а для прохода кассет служат створки. В обеих зонах сушильного туннеля поддерживается необходимая температура (35...41 ⁰С) и окончательная влажность воздуха (55...75%).

Сушилка имеет 29 электроприводов, из которых 24 установлены на вентиляторах, общей мощностью 39 кВт. Длина сушилки около 30 м, а производительность 9 т/сут.

Туннельная сушилка для сушки длинных макаронных изделий на бастунах работает в линиях Б6-ЛМВ, ЛМГ и фирм «Брайбанти», «Паван» и др. Сушилка разделена на предварительную зону и окончательную.

Сушилка имеет туннель с наружной и внутренней обшивкой (теплоизоляция-пенопласт ФРП-1), вентиляторы (4 шт), верхние вентиляторы (2 шт), нижние калориферы, конвейер цепной с зубцами для бастунов, бастуны. Каркас имеет двери и оконные проемы, движение воздуха осуществляется сверху вниз, что способствует сохранению формы изделий; движение конвейеров периодическое совпадающее с работой саморасклада.

Окончательная сушилка аналогична предварительной, и отличается системой перемещения бастунов и пятиярусным конвейером.

Туннель имеет 4 камеры сушки, между которыми расположены камеры отволаживания (без вентилятора).

Проходя из камеры в камеру воздух подогревается калориферами и удаляет влагу из изделий; в камерах отволаживания испарения влаги из изделий нет и в них происходит перемещение влаги от внутренних слоев к внешним. Такой пульсирующий режим позволяет осуществлять сушку при повышенной сушильной способности воздуха, без растрескивания макарон.

Движение цепных конвейеров согласовано с гребенчатыми, на которых имеются предохранительные муфты.

Система вентиляции сушилок работает с частичной рециркуляцией сушильного воздуха, регулировка осуществляется заслонками.

Для развешивания длинных изделий на бастунах в туннельных сушилках установлен саморазвес.

Саморазвес работает следующим образом: изделия, выпрессовываемые из матрицы двумя прядями, огибают обдуватель и опускаются, пересекая горизонтальную линию движения бастунов. Прерывистое движение бастунов, совершаемое с помощью рычажно-кулачкового механизма, необходимо для образования определенной длины формуемых изделий. После того как изделия достигнут нужной длины, т. е. опустятся ниже находящихся в покое бастунов, два пустотелых цилиндра, укрепленных на рычагах, придут в движение и, описав дугу, оттянут верхнюю половину пряди на другую сторону бастунов. В это время верхние ножи-отсекатели отрежут изделия от основной пряди.

Отрезанные изделия падают и повисают на бастунах вдоль их второй стороны. Цепь начинает движение, унося загруженные бастуны и подавая на их место порожние. Концы изделий, опускаясь, попадают в сферу непрерывно вращающихся нижних ножей, которые подранивают нижние концы изделий.

Для максимального использования мощности сушилок линии необходимо, чтобы изделия на бастунах имели одинаковую длину 500 мм и как можно меньше сырых концов при подрезке. Для этого должно соблюдаться соответствие периода работы саморазвеса со скоростью формования изделий.

Для сушки короткорезанных изделий применяют также сушилки ленточного типа СПК-4Г-45 (90) с сушильной площадью 45 и 90 м².

Сушилка имеет пять сетчатых конвейеров, раскладчик, ворошитель, установленный на трех верхних конвейерах. Внутри каждого конвейера имеется калорифер подогрева воздуха. Воздух направляется сверху вентилятором, установленном в вытяжном кожухе с заслонкой. Сушилка имеет термометры и психрометры.

Слой изделий на сетке конвейера не более 40 мм. Воздух перемещающийся снизу вверх имеет параметры: температуру 50–60 ⁰С и 55–65 ⁰С, влажность от 30% до 50% соответственно. Скорость конвейеров понижается от верхнего к нижнему с 0,438 м/мин до 0,25 м/мин.

Достоинством является простота конструкции и компактность. Недостатком то, что используется режим сушки с повышающейся сушильной способностью воздуха, т. е. нижние более сухие изделия обдуваются более сухим воздухом, что не обеспечивает выработку качественного продукта и отсутствие теплоизолирующих панелей приводит к значительным тепловым потерям.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Поясните как происходит изменение структурно-механических свойств макарон в процессе сушки?

3. В чем преимущества высокотемпературной сушки макарон перед традиционной?

4. С какой целью проводится реверсирование воздуха в сушилках?

5. В чем отличие конвейерных и шкафных сушилок для макаронных изделий?

6. Поясните как проводится процесс сушки в тоннельных сушилках?

 

Тесты по теме:

1. Какое начальное и конечное влагосодержание макаронных изделий до и после сушки? а) 45 и 10%; б) 30 и 17%; в) 30 и 13%; г) 20 и 10%.

2. Какой метод сушки используется в сушилке ЛС-2А? а) радиационно-конвективный; б) вибрационный; в) высокотемпературный; г) конвективный.

3. Для какого ассортимента применяется сушилка СПК?

а) длинных макарон; б) мотков и гнезд; в) перьев и мелких изделий типа «суповые засыпки»; г) короткорезанных макаронных изделий.

4. От каких параметров зависит продолжительность сушки макаронных изделий? а) давление воздуха в сушилки; б) температуры воздуха и скорости движения воздуха; в) влажности воздуха; г) температуры и относительной влажности воздуха, скорости воздушного потока.

5. Какой наиболее эффективный режим сушки используется в современном сушильном оборудовании для макаронной продукции?

а) низкотемпературный; б) высокотемпературный; в) сверхвысокотемпе-ратурный; г) радиционно-конвективный.