3. Обладнання для копчення Обладнання для копчення

Копчення – це обробка м'ясопродуктів, що полягає в просочуванні коптильними речовинами, які надходять у вигляді коптильного диму в результаті неповного згоряння деревини. Продукт при копченні зазнає змін, що пов'язані не тільки з дією коптильних речовин, але і з температурним режимом та тривалістю обробки. М'ясопродукти коптять за різних режимів: 18-20°С (холодне копчення), 35-40°С (гаряче копчення), 72-120°С (запікання у димі). Для одержання диму використовують наступні породи деревини (у порядку убування технологічної цінності): бук, дуб, береза, тополя, вільха, осика. Застосування хвойних порід дерев не рекомендується через наявність у них смол, березу можна використовувати тільки без бересту.

Крім обробки коптильним димом копчення також проводять шляхом нанесення на поверхню м'ясопродуктів тонкого шару коптильної рідини, отриманої з продуктів неповного згоряння деревини чи суміші синтетичних компонентів.

Класифікація обладнання для копчення.

Для копчення ковбасних виробів застосовують два типи обладнання: безперервної дії (термоагрегати й автокоптилки) та періодичної дії (коптильні шафи й універсальні термокамери).

У термоагрегатах та автокоптилках теплова обробка здійснюється при безперервному русі продукту, у термокамерах продукт послідовно обробляють відповідно до технології (обсмажування, варіння, копчення, охолодження і сушіння).

За способом переміщення продукту термоагрегати можуть бути ланцюговими (колисковими) чи рамними; за характером переміщення усередині агрегату – прохідними і тупиковими; за траєкторією руху – однолінійними, кільцевими чи карусельними.

Термокамери бувають одно- і багатокамерними, стаціонарними і нестаціонарними.

Обладнання для копчення оснащено димогенераторами з регулюючою подачею суміші диму і повітря, кондиціонерами, підігрівниками повітря (калориферами), вентиляторами і системами контролю і регулювання процесу.

Димогенератор – одна з найважливіших частин обладнання для копчення. Вони бувають з безперервною і періодичною подачею тирси. Способи нагрівання при отриманні диму можуть бути такими: спалювання деревного палива чи газу, електронагрів, тертя або сумісна дія електронагріву і тертя, подача гарячого повітря чи перегрітої пари при витанні чи киплячому шарі тирси. За кількістю ярусів, на яких розташовується тирса, димогенератори розділяють на одно- чи багатоярусні. За способом відводу диму вони бувають із сумісним і роздільним відводом.

На рис. 11 представлена схема роботи димогенератора. Димогенератор складається з бункера для деревної тирси, подавального пристрою, топки, вентилятора, очисника диму.

Принцип роботи димогенератора такий. У бункер для тирси завантажується зволожена тирса. Волога в тирсі перешкоджає утворенню полум'я при її горінні. Тирса з бункера в зону димогоріння подається шнеком. Для запалення шар тирси підпалюється електрозапальником. При тлінні тирси вона ворушиться лопатевим ворушником і продувається повітрям, що подається вентилятором. Утворений дим з димогенератора відводиться через димовий патрубок, він проходить через димоочисник і подається в коптильну камеру.

Рис. 11. Димогенератор:

1 – ворушник; 2 – деревна тирса; 3 – димовий патрубок; 4 – бункер для деревної тирси; 5 – живильний шнек; 6 – привід; 7 – вентилятор; 8 – повітророзподільник

Пристрій і принцип роботи розглянемо на прикладі термокамери КОН-5 (рис. 12). Вона складається з корпуса й облицювання, між якими розташований теплоізолюючий матеріал. Камера цілком виконана з нержавіючої сталі. Вона має одностулкові двері, що може бути правого чи лівого виконання. Герметичність дверей досягаються її ущільненням. Термокамера оснащена блоком електронагрівачів, відцентровим вентилятором, трьома мідними термоперетворювачами для виміру "сухої" температури в камері, "вологої" температури і температури в центрі продукту, соленоїдним клапаном з форсунками і трубопроводом упорскування води. На даху камери установлений фільтр очищення водопровідної води і клапан керування системи водяної завіси в димогенераторі. Термоперетворювач для виміру "вологої" температури одним кінцем опущений у ванночку з водою, встановленій у камері. Щоб уникнути одержання невірних значень "вологої" температури, необхідно контролювати наявність води у ванночці перед завантаженням рами в камеру.

Рама з продуктом завантажується в камеру. Подача диму з димогенератора здійснюється через проріз у даху. Тривалість процесу підсушування 15-25 хв., обжарювання 30-140, варіння 30-100, копчення 360-1440 хв. Час розігріву камери до температури 90 °С складає 10 хв.

Термообробка м'ясопродуктів проводиться на рамі, укомплектованій двома видами піддонів зі знімними трубками. Рама являє собою зварений каркас на шести колесах. У залежності від виду оброблюваного продукту на кронштейни рами можна встановлювати піддони (суцільнометалеві чи сітчасті). Для збору жирових виділень установлюють піддон на нижню частину рами чи підлозі камери.

Рис. 12 Універсальні термокамери

а – камери для нагріву КОН-5; б – термодимова камера Я16-АФН; в – пристрій для термообробки ковбасних виробів “Утокі”; г – пристрій термообробки 225у278; 1 – термокамера; 2 – димогенератор; 3 – пульт керування; 4 – ковбасна рама.

Димогенератор призначений для безполум’яного спалювання тирси з метою одержання диму і наступної подачі його в камеру. Перед завантаженням тирси у касету (місткість 12 дм³) вони змочуються водою в співвідношенні 10:1. Обпилювання запалюють вручну за допомогою жмені сухих тирси. Тяга регулюється прапорцями, встановленими на даху. Концентрацію диму змінюють, висуваючи піддон, збільшуючи чи зменшуючи зазор між корпусом димогенератора і передньою панеллю. Повне згоряння тирси при максимальній тязі повітря відбувається за 1,5 ч. При роботі димогенератора піддон повинний бути заповнений водою на висоту 10-20 мм.

По повітроводу дим надходить у камеру під відцентровий вентилятор. Під час роботи останнього під ним створюється розрідження і відбувається підсмоктування диму і повітря з димогенератора. Димоповітряна суміш, що надходить у камеру, направляється вентилятором у бічні повітряні відсіки, з яких через плоскі сопла потрапляє до камери. Після проходження через корисний простір камери димоповітряна суміш проходить через ґрати електронагрівників, попадає на вхід вентилятора і віддаляється з камери через шибер.

Відносна вологість підтримується упорскуванням води через відцентрову форсунку, розташовану між рядами електронагрівників, з яких відбувається її випарювання. Відносна вологість середовища при підсушуванні 25-35 %, обжарюванні 10-35, варінні 80-100, копченні 50-65 % і відповідно температура при підсушуванні 60-95 С, обжарюванні 70-195, варенні 80-95, копченні 20-80 °С. Тривалість процесу 6-24 ч.

Автоматизовану термокамеру Д5-ФТГ застосовують для теплової обробки ковбасних виробів на великих підприємствах. Вона складається з декількох камер, гребінок, щитів керування, що забезпечують єдиний технологічний цикл теплової обробки ковбасних виробів. Це збірні конструкції з торцевих панелей із дверей і бічних зовнішніх і внутрішніх, на яких розташовані калорифери напірних повітроводів і розподільників повітря. На даху камери змонтовані вентиляторні установки, що включають вентилятор, електродвигун, підшипниковий вузол, повітровід підсмоктування повітря, диму і повітровід для викиду повітря в атмосферу.

Для регулювання кількості повітря і диму, а також вологого робочого середовища, яке необхідно видалити, установлені заслінки. Керування ними дистанційне, пневматичне. Їхнє положення контролюється за допомогою ламп, що маються на верхній частині дверці фасаду шафи керування.

Завантаження в автоматизовану термокамеру ковбасних виробів здійснюються на підвісних рамах розмірами 1200×1000×16500 мм і підлогових розмірами 1200×1000×2000 мм. Передбачено ручне дистанційне (із щита) і автоматичне дистанційне (програми) керування для обробки сосисок, сардельок і інших ковбасних виробів діаметром 65, 80, 95, 100, 120 мм.,

Аналогічним образом працюють і інші термокамери.

Стаціонарна коптильна камера (рис. 13) являє собою одно- чи багатоповерхове цегельне спорудження. У нижній частині розташована топка. Камера обладнана упорами, на які встановлюються вішала. У нижній частині камера обладнана металевою сіткою на випадок падіння продукту. У центрі топки спалюють тирсу, і дим надходить у камеру. Швидкість руху диму повинна бути в межах 0,12-0,25 м/с. Вона регулюється заслінкою в димоході. Відносна вологість повітря в камері підтримується в межах 60-65 %. Стаціонарна коптильна камера проста в обслуговуванні, її зручно завантажувати, подаючи продукт на вішалах. Однак копчення в такій камері може бути нерівномірним. Це пов'язано з тим, що склад і властивості диму неоднакові за висотою.

Рис. 13. Стаціонарна коптильна камера:

1 – металева сітка; 2 – цегельна стіна; 3 – відбивач з отворами; 4 – димохід; 5 – вішала; 6 – упори; 7 – дверцята печі; 8 – топка

Аналогічну конструкцію має електрошафа коптильна ІНКО–20Е. Шафа призначена для холодного і гарячого копчення м'ясопродуктів на малих підприємствах. Спалювання тирси тут здійснюється електронагрівом. А для інтенсифікації копчення в коптильній шафі використовують постійне електричне поле високої напруги (18 кВ).

Застосовують також універсальні і комбіновані термокамери з димогенераторами.

У комбінованих термоагрегатах продукція знаходиться в нерухомому стані і послідовно піддається підсушуванню, обжарюванню, варінню, а іноді й охолодженню в одній камері. У визначений момент здійснюється тільки одна операція. Після закінчення циклу періодичної обробки процес переривається для вивантаження готового продукту і завантаження нової порції сировини. Тому такі агрегати називають універсальними термокамерами періодичної дії.

Вони являють собою теплоізольовану шафу, що закривається з однієї сторони двостулковими дверми. У верхній частині камери знаходяться вентилятор, калорифер і система повітророзподілення, що складається з повітроводів і двох рядів сопів. З метою рівномірного розподілу повітряного потоку сопла обладнані двома спеціальними розподільними клапанами. При їхньому обертанні сопла періодично відкриваються і закриваються. Привід клапанів здійснюється від індивідуального електродвигуна. Повітряний потік із сопів направляється вниз, відбивається від підлоги, піднімається вгору і через повітровід видаляється з камери. У верхній частині камери для зволоження повітря і зниження його температури змонтовані форсунки. Вода, розпилена форсунками віялоподібно, підхоплюється струменем гарячого повітря, частково випаровується, а частково збирається на підлоги і віддаляється через стічний люк. У процесі термообробки люк щільно закритий.

Процес термообробки в універсальної термокамері відбувається за декілька послідовно виконуваних операцій.

Підсушування продукту здійснюється подачею вентилятором гарячого (100-110°С) повітря. Повітря нагрівається, проходячи через робочу поверхню калорифера (рис. 14). По розподільних трубах він подається до сопел; димохід при цьому перекритий заслінкою.

Рис. 14. Принцип роботи універсальної термокамери:

1 – люк; 2 – підвісний шлях; 3, 13 – сопла; 4, 12 – розподільна труба; 5 – обвідна труба; 6 – калорифер; 7 – трубопровід для відводу повітря; 8 – заслінка; 9 -регулятор диму; 10 – вентилятор; 11 – труба, що відсмоктує; 14 – паропровід; 15 – термометр; 16- термокамера; 17 – димогенератор; 18 – рама для підвіски ковбас; 19 – димохід

Для варіння використовується гостра пара невеликого тиску (близько 200 кПа), що потрапляє до камери через перфоровану трубу. Конденсат пари збирається в нижній частині камери і видаляється через стічний люк.

Процес копчення здійснюється в тому випадку, якщо в димоході відкриті дросельна заслінка, і дим з димогенератора за допомогою вентилятора поступає в камеру. Кількість диму, що подається та видаляється, і повітря регулюється заслінками. За допомогою обвідної труби можна подавати повітря чи дим у камеру, минаючи калорифер. Звичайно це робиться у випадку, коли немає необхідності в додатковому нагріванні повітряної суміші.

Повітряно-димова суміш, застосовувана при обжарюванні, а також холодному і гарячому копченні, повинна задовольняти технологічним вимогам як по температурі, так і за своїм складом.

Дим, що використовується у термокамерах і коптильних агрегатах, повинен бути отриманий у результаті сухої перегонки дерева твердої породи – у ньому не повинно бути продуктів повного згоряння палива і речовин, що погіршують якість і товарний вид продукції.

Димовиготовлення може бути локальним і централізованим.

У першому випадку воно здійснюється у димогенераторах, розташованих безпосередньо під обсмаженими коптильними чи камерами поруч з ними. Такі димогенератори займають значні виробничі площі, а питомі витрати на одержання диму в них дуже високі.

Централізоване димовиготовлення у порівнянні з локальним економічно більш доцільне, особливо при великих витратах диму.

Суха перегонка здійснюється шляхом зовнішнього підведення тепла чи при відсутності тепла вкрай обмеженого підведення повітря в зону димоутворення. Зовнішнє підведення тепла при цьому виробляється в результаті згоряння деревного, рідкого чи газоподібного палива, тертя, електронагріву і подачі гарячого повітря чи перегрітої пари.

Димогенератори, що працюють у результаті спалювання чи обпилювання деревини, одержали найбільше поширення. Перевагами є універсальність і простота в обслуговуванні. Основний недолік – малоекономічні і важко піддаються автоматизації.

Виконуються вони у вигляді камер, в які паливо подається вручну чи механічно на підлогу, колосникові ґрати чи на окремий висувний візок, чи короб плиту.

Автокоптилка одержала свою назву тому, що в ній безперервно рухається ланцюг із продуктом. У результаті руху досягається рівномірне копчення всіх продуктів.

Автокоптилка мала АМ-360 (рис. 15) складається з багатоповерхової вертикальної цегельної чи залізобетонної шахти розмірами 2,52×3,2 м. Корисне навантаження автокоптилки – 12420 кг. У верхній частині розташовується привід, що здійснюється від електродвигуна потужністю 5,5 кВт через черв'ячний редуктор і ланцюгову передачу. За допомогою ланцюгової передачі обертання передається на черв'ячні редуктори 4. На вал черв'ячного колеса цих редукторів насаджені приводні зірочки 5, на які навішуються два нескінченні пластинчато-шарнірні ланцюги, що рухаються у вертикальному напрямку. Ланцюги з'єднані між собою траверсами люлечного типу, підвішеними на шарнірах так, що вони увесь час зберігають горизонтальне положення. Швидкість руху ланцюга 0,016 м/с. Крок між траверсами 900 мм. Траверси в кількості 107 шт. призначені для навішення копченостей. Крок між траверсами 900 мм. Ланцюги автокоптилки натягуються двома натяжними станціями вантажного типу. Вони складаються з осі, що обертається в двох підшипниках ковзання, змонтованих у повзунах, і двох зірочок 7, 8, з яких одна фіксується шпонкою, а інша насаджена по ковзній посадці. З метою запобігання аварії транспортного механізму автокоптилки передбачене спеціальний автоматичний пристрій, що включає електродвигун приводу з одночасною світловою і звуковою сигналізаціями при застопорюванні однієї з галузей конвеєра.

У нижній частині будинку шахти розташована багниста. Від неї димоповітряна суміш вільно піднімається по всій шахті, рівномірно впливаючи на продукт, вивішений на траверсі. У верхній частині автокоптилки розташовується димова камера, потік якої постачений шиберами для регулювання потоку димоповітряної суміші.

Рис. 15. Автокоптилка мала АМ-360:

1, 4 – редуктори: 2 – електродвигун; 3 – ланцюгова передача: 5, 7, 8 – зірочки; 6 -натяжна станція; 9 – траверси; 10 – ланцюги

Автокоптилка завантажується і вивантажується за допомогою рухливого ланцюга, після попереднього прогріву шахти. Завантажувальні і розвантажувальні двері влаштовуються відповідно до розташування технологічних відділень. Маса автокоптилки складає 6300 кг.

Коптильна установка фірми "AFOS Ltd" (Англія) моделей 25, 30, 60, 120 і 200 (рис. 16) призначена для копчення м'ясопродуктів, птиці і риби. Основними елементами установки є коптильна камера, циркуляційний і витяжний вентилятори, теплообмінники (основний і додатковий), димоводи, повітроводи, прилади контролю і керування. Установка може бути з однієї, двома і чотирма одностулковими дверима. В залежності від виду, продукт на рамах чи підвішують, нанизують на шомполи і встановлюють на візках. Кількість візків відповідає кількості дверей у камері. Всі основні елементи установки виготовлені з нержавіючої сталі.

Задана температура циркулюючої в установці димоповітряної суміші підтримується за допомогою основного теплообмінника у верхній частині установки, а при необхідності і додатковому теплообміннику, розташованого в середній частині коптильної камери. Теплообмінники можуть нагріватися парою, електронагрівниками, а також гарячою водою при температурі 75 °С (тільки для холодного копчення). Витрата пари при тиску 0,02 MПа в залежності від моделі установки складає 32,4-288 кг/ч. Обсяг димоповітряної суміші, що подається до коптильної камери, а також її вологість регулюються відкриттям і закриттям шиберів, розташованих у повітроводах. Температура, вологість і витрата димоповітряної суміші контролюються автоматично. Споживана потужність таких установок складає від 29 до 187 кВт. Кількість димогенераторів в установці від одного до двох і залежить від її продуктивності.

Рис. 16. Коптильна установка фірми "AFOS Ltd" (Англія):

1 – димогенератор; .2 -димохід виходу диму в атмосферу; 3- щит керування: 4- основний теплообмінник; 5 – циркуляційний вентилятор; 6 – димовід перемінного перетину; 7, 12- шибери; 8 – диморозподільна решітка (вхідна); 9-коптильний візок; 10 – додатковий теплообмінник; 11 – диморозподільна решітка (видалення диму з коптильної камери)