Проектирование линии по заморозке персика

Что определить до выбора оборудования

Сначала необходимо составить требования к готовому продукту. Именно они определяют последовательность операций и характеристики основных узлов. В исходном задании указывают: 

• формат готового персика;
• наличие или отсутствие кожицы;
• размер долек или кубиков;
• допустимый процент ломаных частей;
• требования к цвету;
• допустимые остатки косточки;
• способ дальнейшего использования;
• формат упаковки;
• массу одной упаковки;
• требуемую производительность.

Если продукт предназначен для розничной продажи, особое значение имеют внешний вид долек, равномерность нарезки и их свободная отделяемость друг от друга. Для предприятий общественного питания и перерабатывающих производств важнее стабильный размер фракции, удобство дозирования и отсутствие смерзшихся блоков. Следует также заранее определить, будет ли продукция использоваться без размораживания, проходить термическую обработку или подаваться после дефростации. От этого зависят требования к плотности мякоти, цвету и потерям сока.

Требования к сырью

Не каждый сорт и не каждая степень зрелости одинаково подходят для промышленной переработки. Слишком мягкие плоды деформируются при удалении косточки и нарезке, а недозрелые могут иметь недостаточно выраженный вкус и плотную мякоть. При приёмке оценивают:

• сорт;
• степень зрелости;
• плотность мякоти;
• размер плодов;
• отделяемость косточки;
• состояние кожицы;
• наличие ушибов;
• содержание повреждённых плодов;
• температуру сырья;
• срок после сбора.

Для одной партии желательно использовать плоды с близкими характеристиками. Значительные различия в размере затрудняют калибровку и механическую обработку, а смешение мягких и плотных персиков приводит к неодинаковому качеству нарезки. То, как поведёт себя персик в заморозке и после размораживания, во многом зависит от сорта, зрелости и исходной структуры мякоти. Поэтому тестировать линию следует на реальном сырье, которое планируется закупать в сезон.

Базовая схема технологической линии

Последовательность операций зависит от конечного формата, однако типовая линия может включать:

• приёмку и временное хранение;
• первичную инспекцию;
• мойку;
• калибровку;
• очистку от кожицы;
• удаление косточки;
• нарезку;
• обработку против потемнения;
• удаление поверхностной влаги;
• быстрое замораживание;
• отделение слипшихся и повреждённых частей;
• контроль качества;
• фасовку и упаковку;
• хранение готовой продукции.

Между отдельными этапами могут потребоваться инспекционные конвейеры, накопительные участки и системы равномерной подачи. Их задача — не допустить переполнения оборудования и повреждения мягкого продукта. Линию необходимо рассматривать как единый процесс. Производительность морозильного аппарата не будет достигнута, если участок удаления косточки или нарезки не успевает подготовить нужный объём сырья.

Приёмка и предварительное хранение

Сезонное сырьё может поступать на предприятие неравномерно. В отдельные дни объём приёмки превышает возможности переработки, поэтому при проектировании предусматривают участок кратковременного хранения. На нём необходимо обеспечить:

• защиту плодов от солнца;
• аккуратное перемещение тары;
• разделение партий;
• контроль времени поступления;
• учёт сорта и поставщика;
• отвод повреждённых плодов;
• соблюдение очередности переработки;
• возможность предварительного охлаждения.

Персики нельзя пересыпать с большой высоты или накапливать в глубокой ёмкости без проверки допустимой нагрузки. Давление верхних слоёв может приводить к появлению скрытых повреждений, которые становятся заметны уже после нарезки. Запас сырья перед линией должен быть достаточным для стабильной работы, но не чрезмерным. Длительное ожидание увеличивает различия между плодами и усложняет поддержание одинакового качества готового продукта.

Мойка и инспекция

Мойка должна удалять почву, растительные остатки и поверхностные загрязнения без повреждения кожицы и мякоти. Режим выбирают с учётом зрелости и прочности плодов. Участок подготовки может включать:

• приёмный транспортёр;
• мягкую водную разгрузку;
• барботажную мойку;
• душевое ополаскивание;
• щёточную очистку;
• роликовый инспекционный стол;
• систему отвода воды;
• фильтрацию крупных загрязнений.

Сильное механическое воздействие нежелательно для спелого персика. Жёсткие щётки, резкие перепады высоты и высокая скорость перемещения увеличивают количество вмятин. После мойки сотрудники или автоматическая система удаляют:

• плоды с гнилью;
• сильно помятые персики;
• посторонние примеси;
• недозрелые экземпляры;
• перезрелое сырьё;
• плоды с крупными повреждениями.

Инспекционный участок должен иметь достаточную длину и регулируемую скорость. При слишком быстром движении операторы не успевают обнаруживать дефекты.

Калибровка плодов

Разделение по размеру повышает стабильность последующих операций. Калибр особенно важен при автоматическом ориентировании, разрезании и удалении косточки. Калибровка помогает:

• точнее позиционировать плод;
• уменьшить число неправильных разрезов;
• подобрать режим обработки;
• получить более равномерные половинки;
• снизить нагрузку на режущие узлы;
• разделить продукцию по назначению.

Крупные плоды можно направлять на производство половинок и долек, а более мелкие — на кубики, пюре или другое перерабатываемое сырьё. Такая схема повышает использование урожая и сокращает долю отходов. Количество калибровочных групп определяют по фактическому распределению размеров. Слишком большое число фракций усложняет линию, а слишком широкие диапазоны снижают точность механической обработки.

Очистка персика от кожицы

Необходимость очистки зависит от требований покупателя и дальнейшего использования продукта. Кожица влияет на внешний вид, текстуру и поведение кусочков после размораживания. На производстве могут применяться:

• механическая очистка;
• термическая обработка;
• паровая очистка;
• обработка в технологическом растворе;
• комбинированный способ;
• ручная доочистка.

Каждый вариант оценивают по нескольким показателям:

• выходу пригодного продукта;
• глубине снятия мякоти;
• качеству поверхности;
• расходу воды;
• количеству отходов;
• продолжительности обработки;
• требованиям к безопасности;
• сложности санитарной мойки.

Слишком интенсивная очистка увеличивает потери мякоти, а недостаточная оставляет участки кожицы, которые могут считаться дефектом готовой продукции. После основного оборудования обычно предусматривают инспекцию. Даже автоматизированный участок может пропускать небольшие фрагменты кожицы в углублениях и возле плодоножки.

Удаление косточки

Косточка должна удаляться без значительного разрушения мякоти и образования твёрдых фрагментов. Это один из наиболее сложных участков линии, поскольку результат зависит от сорта, зрелости и геометрии плода. При подборе оборудования проверяют:

• диапазон размеров персика;
• способ ориентирования;
• точность разреза;
• отделяемость косточки;
• количество повреждённых половинок;
• содержание осколков;
• возможность быстрой переналадки;
• удобство очистки.

.У сортов со свободно отделяемой косточкой процесс обычно организовать проще. Если мякоть плотно прилегает к косточке, может увеличиваться количество рваных краёв и отходов. После удаления необходим визуальный или автоматический контроль. Попадание косточки и её фрагментов в готовую упаковку относится к критическим дефектам и должно предотвращаться несколькими последовательными мерами.

Нарезка на дольки и кубики

Форма нарезки определяет не только внешний вид, но и режим замораживания. Мелкие кубики быстрее отдают тепло, однако легче повреждаются и могут слипаться при наличии поверхностной влаги. Крупные половинки требуют более длительного охлаждения и равномерной подачи в морозильный аппарат. При выборе резательной машины учитывают:

• требуемую форму;
• толщину долек;
• размер кубика;
• плотность мякоти;
• скорость подачи;
• качество режущих элементов;
• количество обрезков;
• удобство смены ножей.

Для стабильной нарезки необходимы:

• равномерная ориентация продукта;
• острые ножи;
• отсутствие чрезмерного давления;
• регулярное удаление сока;
• контроль затупления;
• мягкий отвод готовых частей.

Повреждённая поверхность быстрее выделяет сок и темнеет. Поэтому результат следует оценивать не только сразу после резки, но и после замораживания и размораживания.

Защита от потемнения

После очистки и нарезки мякоть контактирует с кислородом и может менять цвет. Для замороженного продукта это особенно заметно после размораживания. Чтобы сократить потемнение, применяют:

• уменьшение времени между нарезкой и заморозкой;
• обработку разрешёнными антиокислительными растворами;
• аскорбиновую кислоту;
• лимонную кислоту;
• равномерное погружение или орошение;
• контролируемое время выдержки;
• удаление лишнего раствора перед замораживанием.

Состав и концентрацию раствора нельзя выбирать только по универсальному рецепту. Их следует подтвердить испытаниями на конкретном сорте и проверить влияние на вкус, цвет и маркировку продукции. После обработки важно удалить свободную влагу. Если на поверхности остаётся много раствора, дольки могут смерзаться, а на морозильном оборудовании увеличивается образование льда.

Нужна ли термическая обработка

Кратковременное бланширование может применяться для снижения активности ферментов и стабилизации отдельных характеристик продукта. Однако нагрев одновременно влияет на плотность мякоти и способен усиливать размягчение. Перед включением этого этапа в линию проверяют:

• требуется ли он по рецептуре;
• как меняется цвет;
• насколько снижается плотность;
• увеличиваются ли потери сока;
• влияет ли режим на вкус;
• как быстро продукт охлаждается;
• можно ли равномерно обработать все кусочки;
• оправдан ли расход тепла и воды.

Для одних видов готовой продукции бланширование может быть полезным, для других — нежелательным. Решение принимают после сравнительного теста необработанных и обработанных образцов. Если этап предусмотрен, важна точность времени и температуры. Неравномерная обработка приводит к тому, что часть долек остаётся плотной, а часть становится слишком мягкой.

Выбор технологии замораживания

Заморозка персиков должна проходить достаточно быстро, чтобы уменьшить образование крупных ледяных кристаллов и повреждение структуры мякоти. При этом чрезмерно жёсткий воздушный поток может перемещать лёгкие кусочки и вызывать их столкновение. Для производства могут использоваться:

• флюидизационные аппараты;
• туннельные морозильные установки;
• спиральные морозильные аппараты;
• ленточные системы с интенсивным обдувом;
• камеры периодического действия;
• криогенные установки.

Для долек и кубиков, которые должны оставаться раздельными, часто рассматривают индивидуальную быструю заморозку. Продукт равномерно распределяется по ленте, а поток холодного воздуха обдувает кусочки со всех сторон. При выборе морозильного аппарата оценивают:

• размер и массу кусочков;
• входную температуру;
• поверхностную влажность;
• требуемую температуру на выходе;
• толщину слоя;
• время нахождения;
• скорость воздушного потока;
• склонность продукта к слипанию;
• доступную холодопроизводительность.

Оборудование необходимо испытывать на конкретном формате нарезки. Режим, подходящий для кубика, может быть недостаточным для половинки персика.

Почему важна равномерная подача

Даже правильно подобранный морозильный аппарат не обеспечит стабильного результата, если продукт поступает неравномерно. Скопления долек создают более толстый слой, ухудшают обдув и приводят к смерзанию. Перед морозильником могут устанавливаться:

• распределительный конвейер;
• вибрационный питатель;
• выравнивающий участок;
• устройство удаления влаги;
• инспекционная лента;
• накопитель с регулируемой подачей.

Система должна обеспечивать:

• одинаковую толщину слоя;
• отсутствие крупных скоплений;
• равномерную загрузку по ширине;
• минимальную высоту падения;
• синхронизацию с предыдущим участком;
• остановку подачи при переполнении.

При проектировании необходимо учитывать пусковые и переходные режимы. После остановки линии продукт не должен оставаться в тёплой зоне или скапливаться перед морозильником.

Расчёт производительности

Производительность линии нельзя рассчитывать только по массе поступивших свежих плодов. Часть сырья удаляется вместе с косточкой, кожицей, повреждёнными участками и обрезками. В материальный баланс включают:

• массу принятого сырья;
• процент брака при инспекции;
• массу кожицы;
• массу косточек;
• потери при нарезке;
• сок и мелкую фракцию;
• продукт после обработки;
• массу замороженного полуфабриката;
• потери при сортировке;
• массу упакованной продукции.

Мощность основных машин рассчитывают по пиковой сезонной нагрузке с учётом реального выхода. Если предприятие должно выпускать определённое количество готовых долек, участок приёмки обязан переработать больший объём свежего персика. Необходимо учитывать и фактическое время работы:

• санитарные остановки;
• смену партии;
• переналадку;
• очистку ножей;
• удаление отходов;
• замену упаковочного материала;
• техническое обслуживание.

Паспортная производительность оборудования редко равна выпуску готовой продукции за всю смену.

Холодильное хранение и логистика

Качество продукта зависит не только от процесса замораживания. Температурные колебания при хранении и перевозке могут приводить к укрупнению кристаллов льда, смерзанию долек и увеличению потерь сока после размораживания. При проектировании предусматривают:

• камеру хранения;
• участок быстрого перемещения продукции;
• температурный контроль;
• регистрацию показателей;
• защиту дверных проёмов;
• достаточную мощность холодильной системы;
• схему размещения палет;
• резерв на сезонный выпуск.

Температуру необходимо контролировать:

• на выходе из морозильника;
• после фасовки;
• при поступлении в камеру;
• во время хранения;
• перед отгрузкой;
• при транспортировке.

Холодильная камера не должна использоваться для завершения недостаточного замораживания большого объёма продукции. Её основная задача — поддерживать установленный режим хранения. Линия заморозки персика должна проектироваться вокруг свойств сырья и требований к готовому продукту. Качество зависит от зрелости плодов, точности удаления косточки, равномерности нарезки, защиты от потемнения, удаления поверхностной влаги и скорости замораживания. Согласование производительности всех участков, испытание реального сырья и контроль продукта после размораживания позволяют снизить потери и получить стабильный результат в течение всего сезона.