Урок на тему:Технологічні лінії для виробництва заморожених овочевих пюре, гарнірів, картоплепродуктів та ягід.

Тема: Технологічні лінії для виробництва заморожених овочевих пюре, гарнірів, картоплепродуктів та ягід.

1. Мета уроку

• Навчальна: Ознайомити з будовою та принципом роботи ліній для кріогенного та повітряного заморожування плодоовочевої продукції.
• Розвиваюча: Розкрити переваги шокового заморожування для збереження вітамінного складу та структури тканин.
• Виховна: Сформувати розуміння важливості автоматизації та гігієни на харчових виробництвах.

2.Вивчення нового матеріалу

Застосування ліній для виробництва мороженого овочевого пюре дозволяє випускати продукт як у дрібній розфасовці масою 0,3...0,5 кг, що йде на продаж населенню, так і у великій розфасовці масою 4...5 кг, призначеній для постачання мережі готельно-ресторанного бізнесу.

Незалежно від виду продукту (ягоди чи овочеві котлети), більшість ліній включає наступні етапи:

1. Підготовка: Миття, інспекція, очищення від шкірки (для картоплі/овочів).
2. Термічна обробка (Бланшування): Необхідна для інактивації ферментів, що дозволяє зберегти колір та смак при тривалому зберіганні.
3. Подрібнення/Формування: Створення пюре або формування котлет/гарнірів.
4. Заморожування: Ключовий етап (використання флюїдизаційних апаратів або кріогенних тунелів).
5. Пакування: Фасування в тару для зберігання при $-18^{\circ}C$ і нижче.

3. Специфіка ліній за типами продуктів

А. Лінії для овочевих пюре та ягід

Для ягід та пюре найчастіше використовують флюїдизаційні скороморозильні апарати (IQF).

• Принцип роботи: Продукт "плаває" у висхідному потоці холодного повітря .
• Результат: Кожна ягода або частинка пюре заморожується окремо, не змерзаючись у грудку.

Лінія комплектується мийною машиною, бланшувачем, протиральною машиною, пристроєм, що дозує і перемішує, наповнювачем і морозильним апаратом із непрямим контактом.

Відсортовані моркву, томати і буряк направляють у мийну машину, а потім у бланшувач, де овочі обробляють гострою парою температурою 105...110°С з наступним роздрібненням.

 

Рисунок 1 – Поточна лінія для виробництва мороженого овочевого пюре:

1 – мийна машина; 2 – машина для очищення та розділення; 3 – бланшувачі; 4 – протиральна машина; 5 – дозуючий та перемішуючий пристрій; 6 – наповнювач; 7 – морозильний апарат із непрямим контактом; 8 – пакувальний апарат; 9 – камера зберігання

У протиральних машинах бланшовану моркву і буряк, а також томати, що не піддають тепловій обробці, протирають спочатку через сито з діаметром отворів 1,5мм а потім через сито з діаметром отворів 0,8 мм.

У дозуючих і перемішуючих пристроях одержують однорідну масу. Підготовлену в такий спосіб овочеву суміш подають у наповнювач, а потім у морозильні апарати з непрямим контактом.

Заморожене овочеве пюре упаковують у поліетиленові мішечки, укладають у картонні коробки і направляють у камери зберігання, де воно може знаходитися до 12 місяців.

Переваги: можливість потокового виробництва високоякісного мороженого пюре.

 Недоліки: застосування ручної праці на сортуванні й доочищенні овочів.

Б. Лінії для картоплі фрі та гарнірів

Процес включає специфічне обладнання:

• Гідрорізка: Нарізання картоплі струменем води під високим тиском крізь систему ножів.
• Сушіння: Перед заморожуванням з поверхні видаляють зайву вологу для створення хрусткої скоринки.

Лінія для виробництва мороженої картоплі (напівфабрикату) (рис. 2) комплектується електронавантажувачем, контейнероперекидачем, мийною машиною, ковшовим елеватором, установкою для парової обробки картоплі, системою транспортерів, машиною для видалення мінеральних домішок, різальною машиною, сортувальною машиною, бланшувачем, обжарочною піччю, охолоджувачем і флюїдизаційним морозильним апаратом.

На обладнанні лінії проводяться такі технологічні операції. Відкалібровану картоплю завантажують у контейнери й електронавантажувачем із вилковим захопленням подають у контейнероперекидач, що знаходиться на початку лінії. Із контейнера картопля зсипається в бункер, із якого транспортером направляється в мийну машину, що представляє собою обертовий барабан із укріпленими на його внутрішній поверхні щітковими стрижнями, за допомогою яких бульби переміщаються, перевертаються й очищаються від землі.

 

Рисунок 2 – Поточна лінія для виробництва мороженої картоплі:

1 – електронавантажувач; 2 – контейнероперекидач; 3 – бункер; 4 – мийна машина; 5, 10 – ковшові елеватори; 6 – установка для парової обробки картоплі; 7 – розвантажувальний скребковий транспортер; 8 – мийна машина; 9 – збираючий транспортер; 11 – машина для видалення мінеральних домішок; 12 – різальна машина; 13 – сортувальна машина; 14 – бланшувач; 15, 18 – проміжні транспортери; 16 – стрічковий транспортер; 17 – обжарювальна піч; 19 – охолоджувач; 20 – скребковий транспортер; 21 – флюїдизаційний морозильний апарат

Звільнені від сторонніх домішок бульби картоплі подають у різальну машину, де вони нарізаються спочатку на пластини, а потім на стовпчики. Далі вони направляються в сортувальну машину, де відсортовуються за товщиною за допомогою восьми гумових роликів, що обертаються назустріч один одному. Стандартні (за товщиною) стовпчики надходять у бланшувач.

Бланшувач являє собою встановлений під кутом 35° циліндр довжиною 5600 мм, усередині якого поміщений шнек. Бланшування проводять гарячою водою до напівготовності. Із бланшувача картопля попадає на сортувальну машину. Потім стрічковим транспортером стовпчики картоплі подаються в обжарочну піч. Пересуваючися в печі сітчастим транспортером, картопля обсмажується. Режим обсмажування регулюється з пульта керування, а швидкість руху транспортером-варіатором швидкостей. Обсмажена картопля надходить у охолоджувач, який виконаний у вигляді металевої камери, усередині якої знаходяться три стрічкових транспортери, розташованих один над одним. Обсмажена картопля охолоджується повітрям, переміщаючись із одного транспортера на іншій. Охолоджена до 8°С, обсмажена картопля транспортером направляється у флюїдизаційний морозильний апарат. Заморожену картоплюнапівфабрикат розфасовують у пакети з полімерних плівок чи плівок, які зварюються, у картонні коробки масою по 500 г з наступним укладанням їх у картонні чи фанерні ящики. Упакований у тару продукт електровізками доставляється в камери схову мороженої продукції.

Переваги: високий рівень механізації й автоматизації технологічних процесів, гарна якість готової продукції, використання високопродуктивного обладнання.

Недоліки: складна система транспортування продукту.                                             У лінію для виробництва морожених овочевих гарнірів (рис. 3) входять перекидач контейнера, мийна машина, транспортери, бланшувач, мийноочисна машина, флюїдизаційний морозильний апарат і фасувально-пакувальний автомат.

 

Рисунок 3 – Поточна лінія для виробництва морожених овочевих гарнірів:

 1 – контейнероперекидач; 2 – мийна машина; 3 – транспортер; 4 – бланшувач; 5 – мийно-очищувальна машина; 6, 9 – скребкові транспортери; 7 – овочерізка; 8 – сортувальна машина; 10 – флюїдизаційний морозильний апарат; 11 – фасувально-пакувальний автомат

Відсортовані морква й буряк надходять у контейнери, звідки перекидач направляє їх у мийну машину барабанного типу. Вимиті овочі транспортером подають у бланшувач, а потім у мийно-очисну машину. Скребковий транспортер похилого типу направляє очищені овочі в овочерізку.

 Нарізані овочі проходять сортувальну машину, де дрібні частинки відокремлюються, а відсортовані шматочки транспортер подає в морозильний апарат. Заморожені овочі розфасовуються й упаковуються в пакети чи в картонні коробки масою 0,5 кг із наступним укладанням їх у картонні чи у фанерні ящики й направляють у камеру схову морожених продуктів.

 Переваги: компактність, технологічні процеси механізовані й автоматизовані.

Недоліки: необхідність ретельного сортування овочів, що направляються для технологічної переробки.

В. Виробництво овочевих та картопляних котлет

Використовуються формувальні машини та спіральні морозильні апарати.

• Спіральні конвеєри дозволяють економити площу цеху, забезпечуючи тривалий час перебування продукту в зоні холоду без пошкодження форми котлет.

Лінія для виробництва морожених картопляних котлет (рис. 4) комплектується контейнероперекидачем, мийною машиною, проміжними транспортерами, установкою для парової обробки картоплі, мийно-очисною машиною, апаратом для бланшування, вібраційною машиною, картоплем’ялкою, формувальним агрегатом, апаратом для льєзонування (змочування), панірувальним апаратом, обжарочною піччю, апаратом для охолодження й заморожування котлет і фасувально-пакувальним автоматом.

Відсортована за якістю і відкалібрована за розміром картопля завантажується в контейнери й електронавантажувачем із вилковим захопленням подається в контейнероперекидач. Із контейнера картопля механічно висипається  в бункер-нагромаджувач, з якого транспортером попадає в мийну машину. Відмиті від бруду бульби скребковим транспортером подаються в установку для парової обробки. Очищена картопля попадає на транспортер для доочищення й огляду. Доочищені бульби надходять у різальну машину.

 

 

Рисунок 4 – Поточна лінія виробництва морожених картопляних котлет;

1 – контейнероперекидач; 2 – мийна машина; 3 – установка для парової обробки картоплі; 4 – мийно-очищувальна машина; 5 – транспортер для доочищення; 6 – різальна машина; 7 – апарат для бланшування; 8 – вібраційна машина; 9 – картоплем’ялка; 10 – формувальний агрегат; 11 – апарат для льєзонування; 12 – панірувальний апарат; 13 – обжарювальна піч; 14 – похилий транспортер; 15 – повітряний морозильний апарат

 

Нарізана картопля надходить у апарат для бланшування, де проварюється до повної готовності у воді, що підігрівається парою. Звідти нарізана картопля направляється на вібраційну машину для видалення надлишку води й відсортування дріб'язку. Потім на транспортерах варена картопля охолоджується, і після добавок (за рецептурою) вся маса надходить у картоплем’ялку. Ретельно перемішана та протерта пюреподібна картопляна маса проштовхується шнеком до виходу з картоплем’ялки, де встановлені ґрати з отворами діаметром 2,5 мм. Ця маса попадає в бункер формувального агрегата, що складається з трьох рифлених валиків, під якими знаходяться матриці з двома формуючими отворами діаметром 75 мм. Нижче вихідних формуючих отворів розташований ніж – натягнутий сталевий дріт діаметром 0,5 мм. Рифлені валики захоплюють картопляну масу і подають її в циліндр матриці. У момент зупинки валиків включається ніж, що зрізує в підстави отвору стовпчик картопляної маси. Сформовані котлети транспортером направляються в апарат для льєзонування поверхні. Котлети, проходячи сіткою транспортера під ємністю з перфорованим дном, рясно змочуються льєзоном і подаються в панірувальний апарат. Паніровані сухарною крихтою котлети надходять у обжарочну піч. Обсмажені котлети похилим транспортером направляються для заморожування в повітряному морозильному апараті з попереднім охолодженням. Заморожені котлети надходять у фасувально-пакувальний автомат. Упаковані морожені котлети доставляють у камери схову мороженої продукції.

Переваги: високий рівень механізації й автоматизації, гарна якість і товарний вигляд заморожених картопляних котлет.

Недоліки: застосування на операції доочищення ручної праці.

Лінія для виробництва морожених ягід дрібної розфасовки (рис. 5) складається зі стрічкового транспортера, мийної машини, сітчастого транспортера, елеватора, флюїдизаційного морозильного апарата й фасувального автомата.

 

Рисунок 5 – Поточна лінія для виробництва морожених ягід у дрібному упакуванні:

1 – стрічковий транспортер (інспекційний); 2 – мийна машина; 3 – сітчастий транспортер; 4 – елеватор; 5 – флюїдизаційний морозильний апарат; 6 – фасувальнийй автомат

 Відсортовані ягоди стрічковим транспортером подають у мийну машину флотаційного типу. Для згону води з ягід їх поміщають на транспортер. Елеватором ягоди подають у флюїдизаційний морозильний апарат. У фасувальному автоматі відбувається формування коробок і розфасування ягід із наступним заклеюванням коробок, що укладаються в картонні короби й направляються в камеру схову морожених вантажів.

Переваги: компактність обладнання та висока якість мороженої продукції.

Недоліки: необхідність застосування ручної праці на операції сортування ягід.

4. Кріотехнології: Переваги швидкого заморожування

Використання рідкого азоту (N₂) або діоксиду вуглецю (CO₂) дозволяє досягти надшвидкого відбору тепла.

                                     Q = a х F \cdot (t_cp - t_пов)

                    Де:        Q — кількість відведеного тепла;

                                   a — коефіцієнт тепловіддачі;                                                                                                  

    t_cp — температура середовища (кріогенні температури значно підвищують              ефективність процесу).

Чому це важливо?При повільному заморожуванні утворюються великі кристали льоду, які розривають клітинні оболонки. При шоковому (кріогенному) заморожуванні утворюються мікрокристали, що повністю зберігають консистенцію продукту після розморожування.

5. Обладнання для санітарної обробки Всі лінії повинні бути оснащені системами CIP (Clean-in-Place) — автоматизованою мийкою без розбирання агрегатів, що критично для виробництва пюре.

6. Закріплення матеріалу

6.1.Питання для самоперевірки

1. Чому бланшування є обов'язковим етапом перед заморожуванням овочів?
2. Яка перевага спірального морозильника над тунельним для заморожування котлет?
3. Як впливає швидкість заморожування на структуру ягід?

6.2.Тестові завдання

1.Який етап обробки є обов'язковим для інактивації ферментів перед заморожуванням овочів, щоб зберегти їх колір та смак?

A.Бланшування

Правильно!Цей процес короткочасної термічної обробки руйнує ферменти, які викликають псування продукту під час зберігання.

Б.Сублімація

В.Гідрорізка

Г.Калібрування

2.Який тип морозильного апарату найкраще підходить для отримання розсипчастих ягід (метод IQF), щоб вони не змерзалися в грудку?

A.Флюїдизаційний апарат

Правильно!Завдяки висхідному потоку повітря частинки продукту перебувають у 'зваженому' стані та заморожуються окремо.

Б.Холодильна камера загального призначення

В.Плитковий апарат

Г.Мембранний випарник

3.Чому кріогенне заморожування (з використанням рідкого азоту) вважається кращим для структури овочевих пюре та котлет?

A.Через утворення мікрокристалів льоду

Правильно!Надшвидке охолодження не дає кристалам вирости, тому клітинні оболонки залишаються цілими.

Б.Через зміну хімічного складу крохмалю

В.Через повне видалення вологи з продукту

Г.Через утворення великих кристалів льоду

4.Яка технологія забезпечує автоматизовану мийку лінії виробництва пюре без необхідності її повного розбирання?

A.Вакуумна деаерація

Б.Система IQF                                                                                                                                       В.Система CIP (Clean-in-Place)

Правильно!Це стандарт для харчової промисловості, що дозволяє промивати внутрішні поверхні обладнання автоматично.

Г.Гідрофільтрація

 

7.Домашнє завдання:

Варіант 1: Творчо-технічне завдання (Складання технологічної карти)

Оберіть один із продуктів: картопля фрі, ягідна суміш або морквяне пюре. Складіть для нього технологічну схему, вказавши:

1. Назву кожної операції (від приймання сировини до складу готової продукції).
2. Тип обладнання, що використовується на кожному етапі (наприклад: мийна машина → бланшувач → флюїдизаційний апарат).
3. Температурний режим у зоні заморожування та умови зберігання.

Варіант 2: Порівняльний аналіз (Таблиця)

Заповніть порівняльну таблицю для двох методів заморожування ягід та овочевих котлет:

Характеристика	Повітряне заморожування (тунельне)	Кріогенне заморожування (LN2​)
Швидкість процесу
Розмір кристалів льоду
Вплив на структуру клітин
Собівартість обладнання