Машини для темперування кондитерських мас
Теплообмінні апарати для нагрівання та уварювання кондитерської сировини
Для теплової обробки кондитерської сировини застосовуються апарати періодичної та неперервної дії.
До апаратів періодичної дії відносяться:
1) відкриті варочні котли, у тому числі диссутори – одностінні варочні котли для розчинення цукру з барботером та змієвиковим обігрівом;
2) сферичні вакуум-апарати для уварювання начинок;
3) універсальні вакуум-апарати;
До апаратів неперервної дії відносяться:
1) розчинники для приготування сиропу, у тому числі секційні. шнекового типу;
2) змієвикові апарати, що працюють під розрідженням – з вакуумною камерою (для уварювання карамельної маси) або без розрідження – з паровідділювачем (для уварювання фруктово-ягідної сировини, цукеркових, ірисних та інших кондитерських мас);
3) змієвикові помадоварочні колонки для уварювання помадних сиропів, що працюють без розрідження з паровідділювачем;
4) теплообмінні апарати плівкового типу.
Для темперування різних кондитерських мас застосовують темперуючі машини, у тому числі:
1) циліндричні темперуючі машини-збірники періодичної дії з пароводяною сорочкою та мішалкою для темперування начинок, какао тертого, цукеркових, шоколадних мас;
2) шнекові автоматичні машини неперервної дії для темперування шоколадних мас.
Для створення та підтримання у вакуум-апаратах розрідження встановлюються конденсатори змішування з мокроповітряними поршневими або ротаційними водокільцевими вакуумними насосами. Для подачі в апарати на теплову обробку сумішей та для відводу готових мас використовуються плунжерні, шестерінчасті або ротаційно-зубчасті насоси.
Відкриті варочні котли
Відкриті варочні котли застосовуються для розчинення, уварювання та підігріву різноманітних кондитерських мас.
В кондитерській промисловості застосовуються двохстінні відкриті варочні котли різної ємності – 150, 60 та 12 л; з поворотною чашею (такі, що перекидуються) та стаціонарні (такі, що не перекидуються); без мішалок та з механічними мішалками, причому останні використовуються іноді в якості рецептурних темперуючи збірників в цукерковому виробництві.
Варочний котел Д9-41А (рис.1.1) ємністю 150 л, стаціонарний, без мішалки складається з мідної півсферичної чаші 11 з відбортованим фланцем та циліндричної оболонки 4 з носиком для зливу готових мас. Чаша поміщена в стальну парову сорочку 12. При допомозі стального кільця, прокладок і болтів фланці мідної чаші і стальної сорочки з’єднуються між собою. Порожнина між чашею і стальною сорочкою утворює паровий простір.
Котел монтується з допомогою пустотілих цапф 3 і 5 та підшипників на чавунних стойках 1. Подача гріючої пари відбувається через цапфу 5 і вентиль 8, а відвід конденсату - по відвідній трубці 2 через цапфу 3; спуск конденсату відбувається через кран 14. Один кінець відвідної трубки 2 розташований в нижній частині парової сорочки для запобігання можливості заповнення парового простору конденсатом. До котла встановлюється кондесатовідведення.
Рис.1.1. Варочний котел Д9-41А
Продувка повітря з парового простору відбувається через спускний кран 15. На вхідній трубі для пари встановлений запобіжний клапан 7, який спрацьовує при підвищенні тиску більше встановленого, і манометр 6 для контролю за тиском пари.
Розвантаження готової маси відбувається шляхом перекидання чаші за допомогою черв’ячної пари 9 та маховика 10 з рукояткою, змонтованих на цапфі 5 і стойці.
При пуску котла перед завантаженням компонентами, що підлягають уварюванню, відкривають кран 15 для продувки і спуску повітря і кран 14 для спуску конденсату; відкривають вентиль 8 для подачі гріючої пари, проводять продувку парового простору, потім закривають продувні крани, вмикають кондесатовідведення і поступово (для запобігання гідравлічного удару) збільшують подачу гріючої пари до досягнення нормального тиску.
В процесі роботи котла контролюють по манометру тиск гріючої пари, і періодично випускають повітря через повітряний кран 15. Після розвантаження котла по закінченню роботи припиняють подачу пари, спускають конденсат, котел миють та висушують.
В котлів, що не перекидуються, розвантаження готової маси проводиться через зливний штуцер з затвором або краном.
Для інтенсифікації процесів розчинення, нагрівання або уварювання у відкритих варочних котлах місткістю 60 і 150 л встановлюються механічні мішалки.
Варочний котел 28-А (рис.1.2) місткістю 150 л, стаціонарний (не перекидається), з механічною мішалкою. Котел, завдяки наявності механічної мішалки, може бути використаний для уварювання густих мас, наприклад, ірисних, або в якості темперуючого рецептурного збірника для для цукеркових та інших мас.
Котел складається з мідної напівсферичної чаші 3. Чаша поміщена в стальну парову сорочку 4. Котел встановлений на двох чавунних стійках 1.
Пара для підігріву підводиться через вентиль 20. Конденсат відводиться через вентиль 6 в нижній частині парової сорочки, спуск конденсату відбувається через кран 7.
Рис.1.2. Варочний котел 28-А
Котел має кришку 10 з люком для завантаження та огляду і штуцером 16 для відводу вторинної пари. Під час уварювання маса в чаші перемішується якірною мішалкою 2, що приводиться в рух електродвигуном 15 через черв’ячний редуктор 14. Котел в нижній частині має штуцер 5 для спуску готової маси; штуцер перекривається під час варки клапаном 8. При розвантаженні котла отвір штуцера відкривається шляхом підняття клапана 8 вверх при допомозі вертикального гвинта 12 з маховичком 13.
Котел оснащений манометром 17, запобіжним клапаном 19, манометричним термометром 11 і краном для спуску повітря 9.
Сферичні вакуум-апарати
Ці апарати призначені переважно для уварювання різноманітних начинок, вони застосовуються також для приготування цукеркових та інших кондитерських мас. З метою зниження температури кипіння мас процес у цих апаратах здійснюється під розрідженням, що сприяє покращенню якості у порівнянні з уварюванням мас у відкритих варочних котлах при атмосферному тиску. Сферичні вакуум-апарати бувають з механічною мішалкою і без мішалки.
Сферичний вакуум-апарат 31-А (рис.1.3) місткістю 150 л з механічною мішалкою являє собою стаціонарний двохтільний варочний котел, всередині якого встановлена двохлопатева горизонтальна мішалка 18. Котел апарата має мідну чашу 17 з відбортованим фланцем.
Рис.1.3. Сферичний вакуум-апарат 31-А
Чаша поміщена в стальну парову сорочку 16, на якій встановлений паровідвідний патрубок 15 з вентилем, манометром 14 та запобіжним клапаном. З другої сторони парової сорочки передбачений повітряний кран 1 для продувки парового простору і патрубок 21 спуску конденсату та приєднання конденсатовідведення. До чаші котла при допомозі фланцевого з’єднання з прокладкою і відкидних болтів приєднується мідний ковпак 6, на якому встановлені вакуумметр 11, термометр 7 та повітряний кран.
Для спостерігання за ходом процесу передбачені два оглядові вікна 12. Ковпак закінчується трубою 10. Всередині ковпака перед входом в трубу передбачений відбійник для запобігання виносу маси в вакуумну лінію. До труби 10 за допомогою накидної гайки 8 кріпиться трубопровід 9, що з’єднує апарат з конденсатором змішування мокроповітряного вакуумного насоса.
Для завантаження апарата масою, що підлягає уварюванню, передбачений завантажувальний кран 5, для розвантаження - спускний штуцер 19 з затвором 20. Є також кран 13 для зняття проб. Мішалка 18 приводиться в рух від електродвигуна 2 через черв’ячний редуктор 3 та пару зубчастих коліс 4.
При завантаженні всмоктуючий гнучкий шланг одним кінцем під’єднується до завантажувального крана 5, другий поміщають в ємність з масою, що підлягає уварюванню. Потім відкривають кран 5 і вмикають вакуумний насос; під дією розрідження маса засмоктується всередину апарата; при цьому спостерігають за процесом завантаження через оглядові вікна 12.
Після закінчення завантаження апарата знімають шланг, закривають завантажувальний кран 5, вмикають мішалку, відкривають продувочні крани, обвідний вентиль конденсатовідведення і вентилі, що подають гріючу пару в парову сорочку та охолоджуючу воду в конденсатор змішування вакуумного насоса. Після того як повітря та конденсат видалені з парового простору та трубопроводів, закривають продувочні крани, вмикають конденсатовідведе-ння і подачу гріючої пари.
Після закінчення процесу уварювання припиняють подачу пари та охолоджуючої води в конденсатор, вимикають вакуумний насос і мішалку, відкривають повітряний кран з воронкою, встановлений у верхній частині ковпака 6 та затвор 20 для розвантажування увареної маси.
Змієвикові вакуум-апарати
Змієвикові вакуум-апарати неперервної дії призначені головним чином для приготування карамельної маси шляхом випарювання надлишкової вологи з карамельного сиропу.
Останнім часом змієвикові вакуум-апарати широко застосовуються також в сироповарочних станціях при виготовленні сиропу, в агрегатах для уварювання фруктово-ягідних начинок, в універсальних станціях для уварювання цукеркових, ірисних, желейних, мармеладних та інших мас.
Кондитерська промисловість в наш час оснащена в основному уніфікованими змієвиковими вакуум-апаратами.
Карамельний вакуум-апарат призначений для отримання карамельної маси: уварювання сиропу до необхідної густини при одночасному видаленні з нього води і повітря.
Апарат (рис.1.4) складається з трьох частин: гріючої частини І, випарної ІІ, вловлювачі ІІІ.
Гріюча та випарна частини з’єднані між собою трубопроводом.
Гріюча частина І являє собою циліндричну ємність 4, всередині якої встановлений змійовик 5 з поверхнею нагріву 4,2 м2 для вакуум-апарата продуктивністю 500 кг/год., або 7,5 м2 – для 1000 кг/год. Нижній кінець змійовика з’єднаний трубопроводом з сиропним насосом, верхній – з випарною частиною, яка у свою чергу з’єднується трубопроводом з конденсатором змішування поршневого мокроповітряного вакуум-насоса.
Вверху циліндра 4 гріючої частини є штуцер для подачі гріючої пари. На кришці встановлений манометр7, запобіжний клапан 8 і кран 9 для спуску повітря; в дні апарата є штуцер 2 для виходу конденсату і повітряний кран 3 для продувки апарата. При монтажі зовнішню поверхню гріючої частини апарата необхідно термоізолювати.
Випарна частина ІІ вакуум-апарата складається з стальних оболонок – верхньої 23, нижньої 22 та стального конуса накопичувача 17, з’єднаних між собою за допомогою фланців та накидних болтів.
Рис.1.4. Змієвиковий вакуум-апарат 33-А
Між оболонками розташована конусна мідна чаша 20, в дні якої є горловина, що перекривається клапаном 18. Конусна чаша, порожнина верхньої оболонки та сферична стальна кришка утворюють верхню вакуум-камеру ємністю 140 л, де створюється вакуум з допомогою вакуум-насоса, під'єднаного до патрубка сферичної кришки. Для кращого уварювання маси, що поступає в вакуум-камеру зі змійовика 5гріючої частини , з зовнішньої сторони конусної чаші розташований змійовик 21, по якому циркулює пара.
Верхній внутрішній клапан 18 відкривають вручну за допомогою рукоятки 12, що виведена на зовні апарата; він служить для випуску карамельної маси з верхньої камери в нижній стальний конус-накопичувач.
На верхній оболонці вакуум-камери зі сторони робочого місця змонтований вакуумметр 25
Нижній корпус 17 вакуум-камери, для запобігання застигання підготованої до розвантаження маси, омивається гріючою парою, що подається в парову сорочку 16 по трубці 14. Для випуску повітря з сорочки 16 передбачений повітряний кран, а для періодичного розвантаження готової карамельної маси – зовнішній клапан 15.
Вловлювач ІІІ, призначення якого – затримати частинки карамельної маси, що виносяться з парами при відсмоктуванні останніх вакуум-насосом, являє собою циліндричну стальну ємність 28 з плоскою кришкою і перегородкою 27, що розташована напроти вихідного патрубка. Вловлювач з’єднаний з вакуум-насосом трубопроводом.
Робота апарата полягає в наступному: сироп по трубопроводам через продуктово-плунжерний насос поступає в змійовик 5 гріючої частини. В змійовику сироп уварюється (температура оточуючої пари 1580) і поступає в вакуум-камеру (розрідження 80 мм рт. ст.), де доводиться до необхідної вологості.
Готову карамельну масу вивантажують в накопичувач, для чого поворотом ручки крану з’єднують порожнини накопичувача та вакуум-камери між собою, потім відкривають внутрішній клапан 15. Для розвантаження маси з накопичувача на охолоджуючий стіл поворотом ручки крану 15 роз’єднують вакуум-камеру та накопичувач; з’єднують накопичувач з атмосферою; поворотом ручки крану 11 відкривають клапан розвантаження.
Для створення вакууму в випарній частині і подачі сиропу в змійовик гріючої частини карамельний вакуум-апарат повинен бути доукомплектований вакуум-насосом продуктивністю 30 м3 в год. з підтриманням розрідження 80 мм рт. ст., та сиропним плунжерним насосом продуктивністю
450 - 900 кг/ год.
Машини для темперування кондитерських мас
Машина для темперування кондитерських мас МТ-250 призначена для змішування та темперування різних кондитерських мас, начинок, цукеркових, шоколадних та мармеладних, тертого какао.
Темперуюча машина (рис.1. 5) складається з циліндричної ємності 3 з сорочкою 2 для пароводяного нагріву та комбінованої мішалки.
Завантаження машини масою здійснюється насосом або вручну через верхню відкидну кришку 11. В сорочку 2 подається пароводяна суміш для нагріву темперованої кондитерської маси або вода для охолодження. Вода подається в сорочку 2 через нижній вентиль до її зливу через воронку 8. При необхідності підігріву маси після наповнення сорочки циліндра водою нижній вентиль 13 закривається, а верхній вентиль для подачі пари відкривається. Пара подається через штуцер трійника в нижню частину сорочки циліндра, завдяки чому відбувається нагрів і одночасно циркуляція, що сприяє рівномірному нагріванню води на протязі всього процесу темперування кондитерських мас.
Рис.1.5. Машина для темперування кондитерських мас
Для того, щоб маса мала рівномірну температуру і не розшаровувалась, машина оснащена планетарною комбінованою мішалкою. Вертикальний вал 10 отримує обертання від електродвигуна через черв ячний редуктор 16. На верхньому кінці вала закріплене водило 6. Один кінець його несе рамну мішалку 9, а другий – вал 1 планетарної мішалки. Цей вал має зубчасте колесо 14, що входить в зачеплення з нерухомим колесом 15, яке закріплене на верхній частині трубчастої стійки 7, і лопатеву мішалку 4. При обертанні водила 6 вал 1 планетарної мішалки здійснює обертовий рух навколо вала 10 і, крім того, завдяки обкатуванню колеса 14 по нерухомому колесу 15 отримує обертання навколо власної осі. Таким чином планетарна мішалка неперервно перемішує всі дільниці маси, створюючи циркуляцію всередині циліндра. Випуск темперованої кондитерської маси здійснюється через патрубок 12, що обладнана затвором.
Вода, що виходить з сорочки циліндра, відводиться в зливну воронку 8. Контроль температури маси здійснюється термометром 5. Після прогріву машини режим теплообміну стає постійним. Кришки темперуючих машин-збірників обладнані блокуванням, яке вимикає електродвигун при їх відкриванні.