Было установлено, что решающим моментом, от которого зависит скорость порчи масла, является момент долива свеже­го масла в печь, который чаще всего производился периодиче­ски, обычно 1 раз в сутки. К началу работы масло наливали в печь почти доверху. Обжаривали сырье до тех пор, пока в ре­зультате уноса значительной части масла, впитавшегося в сы­рье, не создавалась угроза оголения слоя сырья в корзинах. Доливали свежее масло в печь. Таким образом, к некоторому ко­личеству масла, побывавшего в работе, кислотное число кото­рого заметно повысилось, добавлялось определенное количе­ство свежего масла с невысоким кислотным числом (например, с кислотным числом, равным 2 для подсолнечного нерафини­рованного масла). В результате этого кислотное число усред­ненного масла снижалось, и обжарку можно было продолжать.

Кислотное число масла после долива S можно рассчитать по формуле:

где G₁ - количество поработавшего масла в печи к моменту до­лива; S₁ - кислотное число поработавшего масла; G₂ - количе­ство доливаемого свежего масла; S₂ - кислотное число свежего масла.

Из выражения (9.13) ясно, что величина кислотного числа масла после долива S зависит в основном от соотношения между массами масла, побывавшего в работе G₁ и доливаемо­го, свежего G₂. Если к моменту долива в печи останется мало поработавшего масла, а свежего масла будет долито много, то эффект от разбавления будет значительным и кислотное число поработавшего масла после долива заметно уменьшится.

Эффект разбавления поработавшего масла свежим можно оценить коэффициентом сменяемости масла К, который пред­ставляет собой отношение суточного расхода масла W (количе­ство доливаемого масла равно суточному расходу, так как сколько расходуется, столько и должно быть долито) ко всему количеству масла в печи D:

K = W/D.                                                

Единица времени (сутки) выбрана исходя из того, что наи­меньшие изменения масло претерпевает в первые 30 ч обжарки.

Для увеличения коэффициента сменяемости масла необхо­димо стремиться к увеличению суточного расхода масла W и уменьшению общего его количества в печи D. Количество мас­ла в печи зависит прежде всего от особенностей аппарата (печи).

Было предложено условно распределить весь столб масла в печи по высоте на три слоя (рис. 9.6): верхний слой над змееви­ками, средний, в который погружены змеевики, и нижний - под змеевиками, который отделяет змеевики от поверхности воды. Поскольку сырье нахо­дится в верхнем слое и именно в нем протекает процесс об­жарки, этот слой получил на­звание рабочего, или активно­го. Его высота равна h_в.а. 

Остальные два слоя называют­ся пассивными и распределя­ются на средний пассивный высотой h_сп и нижний пассивный высотой h_н.п. 

Для максимального сниже­ния общего количества масла в печи необходимо стремиться к тому, чтобы высота каждого из этих слоев была минимальной.

Высота верхнего активного слоя зависит прежде всего от высоты слоя загружаемого в печь сырья, которое должно быть обязательно покрыто маслом. Высоту слоя сырья нельзя сни­жать, так как это приведет к резкому уменьшению производи­тельности обжарочного аппарата. Следует увеличивать загруз­ку печи сырьем с целью максимального съема сырья с единицы поверхности масла в печи (зеркала масла).

Однако если чрезмерно увеличить высоту слоя сырья в печи, то это может привести к неравномерной обжарке нижне­го и верхнего слоев, так как температура примыкающего к зме­евикам слоя значительно выше температуры верхнего слоя, удаленного от поверхности нагрева.

Таким образом, максимальная высота слоя сырья обу­словлена необходимостью равномерной его обжарки. Эта высота для каждого вида сырья устанавливается экспери­ментально. Например, для моркови она находится в преде­лах 85-115 мм.

При периодической системе долива в печи, кроме мини­мального количества масла d, технически необходимого для покрытия сырья, должен быть еще некоторый запас, который будет компенсировать унос масла обжариваемым сырьем и предупреждать «оголение» сырья. Размер запаса масла не мо­жет быть меньше того количества, которое расходуется в про­межутках между доливами.

Таким образом, если долив производится 1 раз в сутки, то запас должен равняться суточному расходу масла, а коэффици­ент сменяемости при доливе с суточной периодичностью со­ставит

K = W/(d + W).                                      

Если доливать масло чаще, например 2 раза в сутки, то тре­буемый запас уменьшится вдвое, а коэффициент сменяемости составит

K = W/(d + W/2).

Коэффициент сменяемости при доливе масла 3 раза в сутки составит

K = W/(d + W/3).

Коэффициент сменяемости при бесконечно частом, т.е. при непрерывном, доливе (W/n → 0) будет иметь наибольшее в дан­ных условиях значение

K_а = W/ D.

При непрерывной системе долива нет необходимости в за­пасе масла сверх минимального, технически необходимого для покрытия слоя сырья в печи. Сырье поступает в ванну печи непрерывно, непрерывно передвигается, обжариваясь, вдоль ванны к разгрузочному концу и непрерывно выгружается из печи. Масло на впитывание также расходуется непрерывно и пополняться должно непрерывно. Для этого достаточно уста­новить регулятор уровня, и масло в аппарат будет поступать непрерывно, в соответствии с его непрерывной убылью. Мак­симальная величина активного верхнего слоя в печи при этом может быть 85-115 мм.

Высота пассивного слоя масла зависит от диаметра змееви­ков и количества их рядов по высоте. Оптимальным вариантом являются двухрядные змеевики, изготовленные из овальных (длинная ось - по высоте) труб, полученных путем сплющива­ния круглых. Общая высота такой поверхности нагрева не­сколько больше, чем у двухрядных змеевиков круглого сече­ния. Небольшой проигрыш по высоте компенсируется выигры­шем в общей площади поверхности змеевиков, которых по ширине печи можно уложить больше, чем круглых.

Пассивный нижний слой должен изолировать змеевики от воды. Для этой цели вполне можно было бы ограничиться вы­сотой всего 15-20 мм. Однако для поддержания такой мини­мальной высоты необходимо располагать приборами для авто­матического контроля и регулирования линии раздела масло­вода (рис. 9.7).

Когда говорят о суточном расходе масла, то имеют в виду полезный расход, связанный с нормальным впитыванием мас­ла в обжариваемое сырье. Чем больше пройдет в единицу вре­мени через аппарат сырья, тем больше будет унесено из печи впитавшегося в сырье масла, т.е. тем больше будет суточный расход масла W. Следовательно, для увеличения суточного рас­хода масла необходимо увеличить производительность обжа- рочной печи.

Меры по увеличению производительности паромасляных печей следующие: механизация загрузки/разгрузки сырья; мак­симальное использование зеркала масла и максимальная за­грузка печи; круглосуточная работа печи; исключение переры­вов в работе печи.

Процесс обжарки завершается охлаждением сырья в случае ручной укладки его в банки.

К недостаткам самопроизвольного остывания на воздухе относятся:

• длительность процесса (так как коэффициент теплоотдачи от сырья к воздуху невелик, то остывание идет около 40 мин);
• потребность в больших площадях для этажерок в цехе;
• микрообсеменение сырья в процессе пребывания на от­крытом воздухе;
• процесс, являющийся ручным и периодическим.

К процессу обжаривания предъявляется ряд санитарных требований. Масло, используемое на пищевые цели, должно храниться в наглухо закрытых и опломбированных емкостях. Санитарная обработка цистерн и цеховых баков для хранения масла производится после их каждого опорожнения. Долив масла в маслоцистерны запрещается. Контроль за качеством масла осуществляется лабораторией ежесменно. Коэффициент сменяемости масла должен быть не менее 1.

По окончании обжаривания или при длительных останов­ках масло должно сливаться из печи и очищаться, а оборудова­ние (печь, трубопроводы, теплообменники и т.д.) - тщательно зачищаться и промываться.

Процесс воздушного охлаждения можно интенсифицировать и механизировать, если применять для этой цели охладители - камеры, через которые на цепях передвигаются в вертикальном или горизонтальном положении сетки с обжаренным сырьем. Сетки обдуваются наружным воздухом с помощью вентилятора. Время охлаждения сокращается примерно до 25 мин.

Обжаренное сырье можно очень быстро охладить в так на­зываемых жидкостных охладителях, погружая горячий про­дукт в холодное масло. Время охлаждения сокращается до 3-4 мин. Однако в результате конденсации водяных паров в капиллярах обжаренного материала образуется вакуум, из-за чего в сырье впитывается дополнительное количество масла, что нежела­тельно.