Процесс приготовления карамельной массы складывается из процессов приготовления сахаропаточного сиропа, его уваривания до получения карамельной массы, охлаждения и насыщения воздухом карамельной массы. Эти процессы осуществляются машинами и аппаратами периодического и непрерывного действия: диссуторами, варочными котлами, вакуум-аппаратами, технологическими комплексами, охлаждающими машинами.
Диссуторы. Для растворения сахара, приготовления сиропов, роспуска возвратных отходов и т. п. в кондитерской промышленности применяются диссуторы, представляющие собой металлические емкости цилиндрической или прямоугольной формы с барботерами и змеевиками.
Рис.5.1. Цилиндрический диссутор.
На рис. 5.1 показан цилиндрический диссутор, который состоит из стальной обечайки 11, наклонного или сферического днища 12, люка 9 для загрузки сахара и подачи воды, паропровода 8 с барботером 13, змеевика 7 для подогрева смеси, крышки 6, трубопровода 5 для подачи патоки или инвертного сиропа, трубы 4 для отвода вторичного пара. Наружная поверхность покрыта изоляцией 10. Через штуцер 3 отводится готовый сироп, через штуцер 7 — конденсат в кондесатоотводчик 2.
Размеры диссуторов могут быть разными в зависимости от требуемого количества сиропа.
Недостатками диссуторов являются невысокое качество получаемого сиропа, периодичность процесса, применение ручного труда.
Варочные котлы. Варочный котел 28-А вместимостью 150 л с механической мешалкой может быть использован для получения сиропов, уваривания густых масс или в качестве темперирующего рецептурного сборника для начинок и других масс.
Рис. 5.2. Варочный котел 28-А
Варочный котел (рис. 5.2) состоит из медной полусферической чаши 3 с медной обечайкой 18. Чаша помещена в стальную паровую рубашку 4 и соединена с ней на прокладке с помощью фланцев и болтов. Котел установлен на двух чугунных стойках 1.
Пар для подогрева подводится через вентиль 20. Конденсат отводится через вентиль 6 в нижней части паровой рубашки, спуск конденсата производится через кран 7. К котлу подсоединяется конденсатоотводчик.
Котел имеет крышку 10 с люком для загрузки и осмотра и штуцером 16 для отвода вторичного пара. Во время варки масса в чаше перемешивается якорной мешалкой 2, приводимой в движение электродвигателем 15 через червячный редуктор 14. В нижней части котла для слива готовой массы расположен штуцер 5, который во время варки перекрывается клапаном 8. При разгрузке котла отверстие штуцера открывается путем поднятия клапана 8 вверх при помощи вертикального винта 12 с маховичком 13.
Котел снабжен манометром 17, предохранительным клапаном 19, манометрическим термометром 77 и краном для спуска
Производительность варочного котла периодического действия определяется по формуле:
где G — масса загруженного в котел продукта, кг; т3 — продолжительность загрузки продукта в котел, мин; т0 — продолжительность обработки (нагревания, растворения, уваривания) продукта, мин; тр — продолжительность работы котла, мин.
Вакуум-аппараты. Универсальный варочный вакуум-аппарат М-184 (рис. 5.3) с автоматической разгрузкой предназначен для уваривания в небольших количествах ирисной, карамельной и желейной масс, начинок и других кондитерских масс и состоит из двух котлов: верхнего, двутельного, 7 и нижнего, приемного, 26, расположенным друг над другом.
Верхний, двутельный, котел служит для уваривания массы (при атмосферном давлении) и представляет собой полусферическую медную чашу, заключенную в чугунную паровую рубашку, в которую через вентиль 17 подается греющий пар. Конденсат отводится через патрубок 5.
Во время уваривания масса в чаше перемешивается якорной мешалкой 9, привод которой осуществляется от электродвигателя 6 через ременную передачу 8 и конический редуктор 11. Чаша верхнего котла закрыта крышкой 10 с приемной воронкой и штуцерами для загрузки и отвода вторичного пара. Через штуцер 20, закрываемый клапаном 19, уваренная масса сливается в нижний приемный котел. Клапан 19 открывается при помощи вертикального штока, связанного с пневматическим клапаном 12.
Перед сливом массы в нижний котел 26 его прижимают к крышке 3 верхнего котла при помощи ножной педали. Нижний, приемный, котел представляет собой медный сосуд с полусферическим днищем. Цапфы этого котла свободно лежат в гнездах поворотной вилки 7, которая находится на оси 2, укрепленной на левой стойке станины.
По окончании процесса уваривания вилка 7 с нижним котлом 26 поворачивается вокруг оси и нижний котел выводится из-под крышки 3 для разгрузки. Крышка 3 имеет два смотровых окна для наблюдения за процессом слива массы из верхнего котла.
Аппарат снабжен манометрическим термометром 13, манометром 15, вакуумметром 14, предохранительным клапаном 16 и имеет кнопочное управление 4 электродвигателями 6 и 23.
Рис. 5.3. Универсальный варочный вакуум-аппарат М-184
Встроенный в аппарат малогабаритный ротационный мокровоздушный водокольцевой вакуум-насос 23, откачивая через конденсатор 21 воздушноводяную смесь, создает разрежение в нижнем котле и в пневматическом клапане 72, открывающем отверстие для слива массы в нижний котел 26. При этом благодаря разрежению ускоряется слив массы в котел и происходит процесс интенсивного самоиспарения, ведущий к дополнительному удалению влаги из массы, отсасываемой из верхнего котла в нижний. За счет самоиспарения влаги температура массы значительно понижается.
Вакуум-насос 23 смонтирован на отдельной плите 24, укрепленной на стойках аппарата, и приводится в движение от электродвигателя 25.
Конденсатор 21 представляет собой трубу, подсоединенную одним концом к крышке 3 трубой 20 аппарата, а другим — к насосу. Внутри конденсатора через трубу 22 с отверстиями подводится холодная вода, которая вытекает тонкими струйками и создает водяную завесу, конденсируя вторичный пар.
Работа аппарата осуществляется в следующем порядке. В верхний котел загружают компоненты смеси или предварительно приготовленную смесь увариваемом массы, включают пар и мешалку. Контроль за температурой массы производится по контактному манометрическому термометру 13, термобаллон 18 которого погружен в увариваемую массу. Как только ее температура достигнет требуемого значения, автоматически включаются перепускной клапан 12 слива массы в нижний котел, электродвигатель 25 ротационного вакуум-насоса и подача воды в конденсатор. Когда уваренная масса полностью сольется в нижний котел, останавливают вакуум-насос, закрывают вентиль подачи воды в конденсатор и осуществляют выгрузку уваренной массы.
Змеевиковые вакуум-аппараты предназначены главным образом для приготовления карамельной массы путем выпаривания избыточной влаги из карамельного сиропа.
Змеевиковые аппараты также широко применяются в сироповарочных станциях при приготовлении сиропа, в агрегатах для уваривания фруктово-ягодных начинок, в универсальных станциях для уваривания конфетных, ирисных, желейных, мармеладных и других масс.
Кондитерская промышленность в настоящее время оснащена в основном унифицированными змеевиковыми аппаратами.
Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 33-А с ручной выгрузкой массы (рис. 5.4) состоит из трех частей: греющей I, выпарной II и сепаратора-ловушки III. Греющая и выпарная части соединены между собой трубопроводом. Ловушку устанавливают на трубопроводе, соединяющем выпарную камеру с конденсатором смешивания и вакуум-насосом.
Греющая часть I представляет собой цилиндрический стальной корпус 4 с приваренным к нему штампованным стальным днищем в нижней части и съемной крышкой 6. Внутри корпуса смонтирован медный змеевик 5, имеющий два ряда витков, последовательно соединенных между собой. Нижний конец змеевика присоединяется к трубопроводу от сиропного плунжерного насоса, питающего вакуум-аппарат, а верхний — к соединительному трубопроводу 10, идущему в выпарную часть вакуум-аппарата, которая, в свою очередь, соединяется трубопроводом с конденсатором смешивания поршневого мокровоздушного вакуум-насоса.
В верхней части корпуса 4 греющей части аппарата расположен штуцер для подачи греющего пара: на крышке смонтированы манометр 7, предохранительный клапан 8 и кран 9 для выпуска воздуха. В днище аппарата установлен штуцер 2 для подачи сиропа, штуцер 1 для спуска конденсата и кран 3 для продувки аппарата.
Выпарная часть II вакуум-аппарата состоит из двух стальных обечаек (верхней 23 и нижней 22) и нижнего стального конуса 17, соединенных между собой фланцами и откидными болтами. Между обечайками помещена конусная медная чаша 20, горловина которой перекрывается клапаном 18. Конусная чаша, полость верх-
Рис. 5.4. Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 33-А
ней обечайки и сферическая стальная крышка образуют верхнюю вакуум-камеру вместимостью 140 л. Для предотвращения застывания увариваемой массы на стенках конусной чаши 20 с наружной стороны смонтирован змеевик 21, в котором циркулирует греющий пар, подаваемый через трубу 14.
Верхний внутренний клапан 18, открываемый и закрываемый с помощью рукоятки 12, служит для обеспечения непрерывности процесса уваривания (при выгрузке готовой массы он перекрыт) и для выпуска из верхней камеры в нижний приемный конус карамельной массы, скапливающейся во время разгрузки аппарата.
На верхней обечайке вакуум-камеры со стороны рабочего места смонтирован вакуумметр 25 для контроля за разрежением.
Нижний стальной конус 17 вакуум-камеры для предотвращения застывания подготовленной к выгрузке карамельной массы на 3/4 высоты омывается греющим паром, подаваемым в паровую рубашку 16 по трубе 14. Воздух из рубашки 16 выпускается через воздушный кран, а готовая карамельная масса — через наружный клапан 15 с рукояткой. За выходом карамельной массы можно наблюдать через смотровые стекла 19 в нижней приемной части вакуум-камеры. Для сообщения верхней вакуум-камеры с нижним приемником и нижнего приемника с атмосферой предусмотрена соединительная труба с кранами 11 и 13.
Выпарную часть вакуум-аппарата крепят на тягах к потолку
Змеевиковые вакуум-аппараты этого типа удобны для установки в поточных линиях производства карамели и не требуют сооружения специальных площадок для монтажа греющей части аппарата. Кроме того, греющая часть вакуум-аппарата вместе с плунжерным сиропным насосом и мокровоздушным вакуум-насосом может быть установлена на некотором расстоянии от выпарной части вакуум-аппарата или в другом помещении, что обеспечивает лучшее санитарное состояние цеха.
Сепаратор-ловушка III, предназначенный для задерживания частиц карамельной массы, уносимых вторичным паром, представляет собой цилиндрический стальной сосуд 28 с плоской крышкой и перегородкой 27 внутри, расположенной напротив входного патрубка. Задержанные частицы карамельной массы отводятся через нижний патрубок ловушки с краном 29 для последующей переработки.
Карамельный сироп из расходного сиропного бака плунжерным насосом непрерывно нагнетается в змеевик аппарата под давлением 0,4 МПа. Одновременно в корпус греющей части аппарата через верхний штуцер подается греющий пар. В паровом пространстве аппарата греющий пар омывает змеевик 5 и конденсируется. Конденсат непрерывно отводится через штуцер 1 в конденсатоотводчик.
Давление греющего пара контролируется манометром 7, в случае увеличения давления пара сверх допустимого срабатывает предохранительный клапан 8.
Поступающий в сдвоенный змеевик карамельный сироп поднимается сначала по виткам внутреннего змеевика, затем переходит по вертикальной соединительной трубе в нижний виток наружного змеевика и движется далее вверх по его виткам. Из верхнего витка наружного змеевика карамельная масса переходит по соединительному трубопроводу 10 в вакуум-камеру аппарата, в которой с помощью конденсатора смешивания создается разрежение, поддерживаемое поршневым мокровоздушным вакуум-насосом, присоединяемым к вакуум-камере. Карамельная масса, получаемая в результате уваривания карамельного сиропа в змеевике, непрерывно поступает в вакуум-камеру, при этом процесс уваривания массы до конечной влажности 1,5…2,5% продолжается благодаря интенсивному самоиспарению влаги в разреженном пространстве.
Вторичный пар, выделяющийся из сиропа при его уваривании, и воздух, подсасываемый при периодической разгрузке вакуум-камеры, устремляются из вакуум-камеры по трубопроводу 26 через ловушку 28 в конденсатор смешивания, куда непрерывно подается охлаждающая вода. Вторичный пар охлаждается и конденсируется.
Поступающий в конденсатор вторичный пар занимает значительный объем: 1 кг пара занимает до Юм3 объема; при превращении пара в воду 1 кг воды займет объем около 1 л. Из-за такого резкого сокращения объема и создается разрежение в конденсаторе и вакуум-камере. Образующаяся в конденсаторе мокровоздушная смесь откачивается из него вакуум-насосом, благодаря чему постоянно поддерживается разрежение в конденсаторе и вакуумкамере
Расположенный у сферической крышки вакуум-камеры отбойник 24 препятствует уносу карамельной массы в конденсатор.
По мере накопления готовой массы в вакуум-камере ее периодически, через каждые две минуты, выгружают, не нарушая непрерывности процесса уваривания.
Для выгрузки скопившейся готовой карамельной массы из нижнего конуса 17 вакуум-камеры при закрытом верхнем клапане 18 открывают нижний клапан 15 и одновременно соединяют нижний конус с атмосферой, открывая воздушный кран 13. После выгрузки карамельной массы закрывают нижний клапан 15 и кран 75, затем перед открыванием верхнего клапана 18 выравнивают давление в обеих частях вакуум-камеры, для чего при закрытом нижнем клапане 15 открывают кран 17, соединяющий верхнюю и нижнюю части камеры. После этого закрывают кран 17, открывают верхний клапан 18, и процесс уваривания продолжается с использованием полного объема обеих частей вакуум-камеры.
Выпускают два типоразмера унифицированного аппарата 33-А, различающиеся между собой лишь площадью поверхности теплообмена змеевиков и высотой нагревательной части. Производительность этих аппаратов составляет соответственно 500 и 1000 кг/ч
Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат может снабжаться механическим или вакуумным устройством для автоматической выгрузки массы
Перед началом работы аппарат нужно прогреть. Для этого следует открыть общий паровой вентиль и вентили для продувки змеевика и подогрева вакуум-камеры. Избыточное давление пара при этом должно быть не более 0,2 МПа. После прогрева аппарата необходимо закрыть вентиль продувки змеевика, а затем клапаны вакуум-камеры и нижнего приемного конуса, включить мокровоздушный вакуум-насос, открыть кран на сиропном трубопроводе, включить продуктовый насос (если аппарат оснащен автоматической выгрузкой, включить автомат выгрузки) и открыть вентиль на паровой линии для постепенного получения рабочего
Во избежание засахаривания змеевик не менее двух раз в смену промывают горячей водой температурой примерно 90 °С, пропуская ее через сиропный расходный бак, сиропный плунжерный насос и аппарат. При этом промывные сладкие воды отводят по специальным трубопроводам в сборник и после фильтрования используют при приготовлении сиропов и начинок.
Для удаления образующегося в процессе эксплуатации вакуум- аппарата нагара и накипи змеевик подвергают примерно раз в декаду тщательной протравке 2…3%-ным раствором каустической соды — гидроксидом натрия или (для ускорения протравки) его 5%-ным раствором в течение 30…40 мин, пропуская раствор через сиропный бак, плунжерный насос, змеевик, вакуум-камеру и обратно. После протравки аппарат тщательно промывают горячей водой.
При использовании змеевиковых вакуум-аппаратов для уваривания фруктово-ягодных начинок от начальной 40…50%-ной до конечной
.20%-ной влажности избыточное давление греющего пара поддерживают в пределах 0,3… 0,4 МПа, а вместимость вакуум-камеры для предотвращения уноса массы в конденсатор с вторичным паром увеличивают в 5…7 раз; кроме того, устанавливают ловушку, а остаточное давление в вакуум-камере поддерживают на уровне 45 кПа.
На практике начинки уваривают в змеевиковой греющей части аппаратов без вакуума. При этом вместо вакуум-камеры для отсоса вторичного пара устанавливают пароотделитель с вентилятором. Греющую часть змеевиковых аппаратов с пароотделителями используют также для непрерывного уваривания конфетных, ирисных, мармеладных и других кондитерских масс
Сироповарочные станции. Описанные выше теплообменные аппараты и их вспомогательное оборудование обычно объединяют в агрегаты и станции. На кондитерских фабриках эксплуатируют станции для приготовления сиропов и начинок, а также карамелеварочные станции; в цехах небольшой производительности используют универсальные вакуум-варочные станции.
В зависимости от принятой технологии и имеющегося оборудования для приготовления карамельного сахаропаточного сиропа сироповарочные станции бывают с предварительным растворением сахара в воде при атмосферном давлении и последующим добавлением патоки (или инвертного сиропа) и с растворением сахара в патоке при повышенном давлении воды в небольших количествах. На фабриках устанавливают агрегатированные сироповарочные станции различных типов и производительности периодического или непрерывного действия, при этом обычно одна общефабричная сироповарочная станция обслуживает несколько поточных линий производства карамели, а также другие виды производводства, использующие сироп.
Сироповарочная станция ШСА-1 работает на основе растворения сахара в патоке под давлением с добавлением воды в небольших количествах, имеет наиболее короткий производственный цикл и позволяет получать сироп более высокого качества, что увеличивает срок хранения карамели.
Станция оснащена приборами технологического контроля и автоматическими регуляторами. На станции предусмотрены световая сигнализация и блокировка работы технологического оборудования, система автоматической продувки оборудования и трубопроводов. Электрическая аппаратура дистанционного управления, приборы и регуляторы устанавливаются на щите управления и контроля.
На станции можно готовить сахаропаточные, сахароинвертные и чисто сахарные сиропы.
Принципиальная схема работы сироповарочной станции ШСА-1 представлена на рис. 5.5. Из рецептурных сборников насосы-дозаторы 12 и 13 подают жидкие компоненты: патоку (или инвертный сироп) и воду в воронку 11 смесителя-растворителя 8. В эту же воронку ленточным дозатором 10 из бункера 9 подается сахар- песок. В смесителе компоненты перемешиваются и образуется кашицеобразная масса влажностью 17… 18%.
Температура инвертного сиропа 40…50°С, температура патоки, подаваемой в смеситель, 65…70°С. В смесителе-растворителе 8 все компоненты рецептурной смеси перемешиваются и подогреваются паром до температуры 65…70 СС. Продолжительность заполнения смесителя 3… 3,5 мин.
Полученная рецептурная смесь влажностью 17… 18 %, представляющая собой кашицу с не полностью растворенными кристал-
Рис.5.5.Принципиальная схема работы сироповарочной станции ШСА-1
лами сахара, плунжерным насосом 7 подается в змеевиковую варочную колонку 6, где кристаллы сахара за 1… 1,5 мин полностью растворяются. Избыточное давление греющего пара поддерживается в пределах 0,45 ..0,55
На выходе из греющей колонки змеевик соединяется с расширителем 5, внутри которого установлен диск с отверстием диаметром 10… 15 мм. Диск оказывает сопротивление потоку движущегося сиропа, обеспечивая тем самым избыточное давление в
Образовавшийся в сиропе вторичный пар удаляется в пароотделителе 4. Вторичный пар отводится через верхний патрубок, к которому подсоединяется трубопровод, связанный с вентилятором. Готовый сироп собирается в нижней конической части пароотделителя и отводится в сборник сиропа 2. Сборник снабжен фильтром 3 с ячейками диаметром 1 мм. По мере необходимости готовый сироп перекачивают к местам потребления шестеренным насосом 1. Благодаря короткому производственному циклу (не более 5 мин) и особенностям процесса растворения сахара в патоке под давлением сиропная станция позволяет получать светлый прозрачный сироп высокой концентрации (88 % сухих веществ) при низком содержании редуцирующих веществ в карамельной массе (до 14%). При изготовлении чисто сахарного сиропа влажностью
.20% влажность рецептурной смеси поддерживается в пределах 24…26%, соответственно этому избыточное давление греющего пара снижается до 0,3…0,35 МПа.
Один ответ к “Оборудование для приготовления карамельной массы”
Buongiorno
gentilmente avrei bisogno di un bollitore che sia in grado di sciogliere lo zucchero e la liquirizia in polvere, lo sciroppo ottenuto è da utilizzare per produrre liquori.
Grazie
cordiali saluti
Marcello Cicero