К группе оборудования для охлаждения карамели относятся: открытые узкие ленточные транспортеры для предварительного охлаждения отформованной цепочки карамели;
- открытые инерционные транспортеры для охлаждения готовой карамели и монпансье;
- закрытые инерционные двухъярусные транспортеры;
- закрытые сетчатые транспортеры типа АОК
К оборудованию для отделки открытых сортов карамели относятся:
- дражировочные котлы для глянцевания и обсыпки карамели;
- агрегаты для непрерывного глянцевания карамели,
- устанавливаемые в механизированных поточных линиях производства глянцованной карамели.
Устройства для охлаждения карамели
Узкий ленточный транспортер. Транспортеры предназначены для предварительного охлаждения карамели с образованием на ней тонкой наружной корочки, предохраняющей изделия от деформирования при дальнейшем охлаждении, и достаточного охлаждения тонких перемычек между изделиями для облегчения их разделения при поступлении на основной охлаждающий транспортер.
Рис. 50. Принципиальная схема расположения охлаждающих транспортеров в линии карамельного производства.
Узкий охлаждающий транспортер одновременно служит для передачи отформованных изделий на основной охлаждающий транспортер. Эти транспортеры обычно изготовляются фабриками на месте.
Транспортер обычно имеет прорезиненную или тканевую ленту шириной до 100 мм; длина транспортера должна быть в пределах 12—16 м. Ведущий и ведомый барабаны и натяжное устройство транспортера монтируются на легкой металлической раме. Транспортер закрывают коробом, в который подается охлаждающий воздух. Привод осуществляется обычно от привода карамелеформующей машины, при этом скорость транспортера должна быть равна скорости движения выходящей из формующей машины карамельной цепочки.
Одноярусный инерционный транспортер.
Назначение этих транспортеров — окончательное охлаждение карамели, передаваемой после формования узким охлаждающим транспортером. Применяются они преимущественно в полумеханизированном карамельном производстве для охлаждения леденцовой карамели.
На рис. 50 дана принципиальная схема расположения охлаждающих транспортеров в линии карамельного производства.
Отформованная карамель в виде цепочки с тонкими перемычками непрерывно поступает с карамелеформующей машины 1 на узкий охлаждающий транспортер 2. Несущая лента транспортера непрерывно обдувается охлажденным воздухом, подаваемым из воздуховода 3 с регулируемой заслонкой 4. Далее цепочка карамели поступает на качающийся желобок 5 и разбивается на отдельные карамельки, которые затем попадают на основной инерционный охлаждающий транспортер 8, лоток которого получает колебательное движение с помощью эксцентриково-шатунного механизма 9 с амплитудой колебания от 5 до 30 мм.
Транспортер обычно представляет собой несколько наклоненный в сторону схода продукта лоток из нержавеющей стали или другого металла, смонтированный на наклонных пружинных стойках 11 (или роликовых подшипниках). По краям лотка на его поверхности делают отверстия для отсева карамельной крошки. На выходном конце транспортера устанавливают регулирующую заслонку 12. Открытые охлаждающие транспортеры имеют обычно длину 10—15 м и ширину 600—800 мм.
Поверхность инерционного транспортера 8, по которому карамель движется одним слоем, непрерывно обдувается охлаждающим воздухом, подаваемым из воздуховодов 7 с регулируемыми заслонками 6 и 10. Оптимальная температура охлаждающего воздуха 16—18° С.
Общий расход охлаждающего воздуха на оба транспортера при таком способе охлаждения колеблется в пределах 6000—9000 м3/ч.
Недостатками таких транспортеров являются значительная длина, распыл крошек в цехе, неэффективное использование охлаждающего воздуха. Поэтому при создании поточных линий были разработаны более компактные и производительные закрытые охлаждающие транспортеры.
Рис. 51. Двухъярусный охлаждающий инерционный транспортер ШТ2-В.
Двухъярусный инерционный транспортер ШТ2-В закрытого типа.
Транспортер ШТ2-В предназначен для охлаждения отформованной карамели в поточных линиях производства карамели. Транспортер состоит из двух частей (рис. 51). В верхней части расположены два изготовленных из листовой стали лотка, на которые подается охлаждаемая карамель, в нижней — привод с электродвигателем, эксцентриковым валом и шарнирными опорами.
Отформованная карамель в виде цепочки с перемычками (с температурой 65—70° С) подается узким ленточным транспортером на качающийся наклонный желобок 5, на котором разбиваются перемычки и равномерно распределяется карамель по поверхности верхнего качающегося лотка 1.
По этому лотку, расположенному под углом ~1°, благодаря его колебаниям карамель продвигается книзу, затем переходит на второй вибрирующий лоток 27 на котором окончательно охлаждается.
Охлаждающий воздух с температурой 16—18° С подается на лоток 1 сверху из распределительного щелевого воздуховода 3, а на лоток 2 — противотоком из патрубка 6.
Качающиеся лотки опираются на шарнирные опоры 7, расположенные под углом 15° к вертикали. Привод лотков осуществляется от электродвигателя с помощью двух эксцентриков (3, установленных на валу под углом 170°, благодаря чему лотки качаются в противоположных направлениях и их силы инерции частично взаимно уравновешиваются.
Транспортер расположен в закрытой камере 4, имеющей дверцы для обслуживания. Образующаяся при прохождении карамели крошка удаляется через отверстия в лотках транспортера в специальные сборники.
Время охлаждения карамели на транспортере до 5 мин, температура выходящей карамели 40—45°С.
Охлажденная карамель непрерывно поступает на транспортер-распределитель, питающий заверточные автоматы.
На случай применения транспортера не в поточной линии для возможности выгрузки карамели в цеховую тару на выходе со второго лотка предусмотрена специальная поворотная заслонка.
При движении карамели по лотку охлаждающего транспортера она охлаждается воздухом с постоянной температурой /в.
Время охлаждения каждого изделия (карамели) (вс) определяется формулой
где Gи— масса одного изделия, кг; (ІІ-13)
с — средняя удельная теплоемкость изделия, Дж/(кг-К) (определяется как средняя арифметическая величина начальной и конечной удельной теплоемкости изделия);
tн — начальная температура карамели, °С; tк — конечная температура карамели, °С;
α — общий коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К) (я = 23 -г* 29);
ƒк — площадь поверхности одного изделия, м2;
∆t — среднелогарифмическая разность температур между карамелью и воздухом; рассчитывается по формуле (1-30) при постоянной температуре воздуха tв = 15÷18 °С.
(II-14)
Производительность транспортера (в кг/с) определяется из условий конвективного теплообмена по формуле
где F — общая площадь поверхности охлаждающих лотков, м2;
ƒ—удельная поверхность карамели, м2/кг;
g—удельная нагрузка поверхности лотка, кг карамели на 1 м2;
φ — коэффициент заполнения лотка (φ= 0,5 0,6).
Длина лотка охлаждающего транспортера (в м) зависит от продолжительности охлаждения % и средней скорости и
карамели по лотку:
(11-15)
Средняя скорость карамели (в м/с) может быть приближенно определена по производительности:
(II-16)
Где В — ширина транспортера, м (принимается по конструктивным соображениям равной 0,8 — 1 м);
h— высота слоя карамели, равная толщине 1 шт. карамели, м;
ρу—условная плотность карамели, кг/м3, определяемая по формуле (П-8).
Агрегат для охлаждения карамели АОК. Агрегат предназначен для охлаждения карамели после формования. В основу конструкции агрегата положен принцип радиационно-конвективного охлаждения карамели при ее движении на сетчатом транспортере.
В состав агрегата (рис. 52) входят: подающий виброраспределитель 1, охлаждающая камера 6, отводящий вибролоток 9,
Подающий виброраспределитель состоит из вибролотка 2, разделяющего карамельную цепочку на отдельные звенья по нескольку карамелек, и лотка 3, совершающего 60 качаний в горизонтальной плоскости за 1 мин и укладывающего карамель на вибролоток 4 для отсева крошек. Отсюда карамель направляется на сетчатый транспортер 5 для охлаждения.
Охлаждающая камера представляет собой стальной каркас, на котором установлены два вентилятора 8 и два воздухоохладителя 7. Расположены они ‘ в торцовых частях камеры.
Рис. 52. Агрегат для охлаждения карамели типа АОК
В агрегат подается рассол с постоянной температурой 10—12°С. Замкнутая система движения охлажденного воздуха с рециркуляцией создает устойчивый режим охлаждения независимо от сезонных и метеорологических условий.
Над верхней рабочей ветвью сетчатого транспортера 5 установлены воздухоподающие короба с верхними сопловыми решетками 11, а между рабочей и обратной ветвями расположены отводящие короба с нижними сопловыми решетками 10. Нижние короба соединяются с вентиляторами боковыми каналами с фильтрующими сетками. Тепло от карамели отводится при помощи обдува воздухом через сопловые решетки и поглощением тепла наружными поверхностями сопел, окрашенных черной краской (радиационный теплообмен). Весь каркас охлаждающей камеры с вентиляторами и воздухоохладителями закрыт обшивкой из деревянных рам со съемными крышками.
Отводящий вибролоток состоит из рамы, сита, эксцентрика и привода.
Преимуществом агрегата АОК перед двухъярусным охлаждающим транспортером является сокращение времени охлаждения вдвое благодаря тому, что отдача тепла от карамели здесь происходит не только за счет конвективного теплообмена, но и за счет лучеиспускания (радиационного теплообмена).
Как показывают экспериментальные данные, коэффициент теплоотдачи в этом случае значительно выше: при радиационном отводе теплаα = 32÷40 Вт/(м2 • К), при конвективном а = 46 ~ 98, при радиационно-конвективном а = 92 -г- 116.
Агрегаты АОК выпускаются как с рассольным, так и с фреоновым охлаждением. В последнем случае они снабжаются индивидуальной холодильной установкой. Экономический эффект от внедрения одного агрегата составляет 8—15 тыс. руб. в год. Этим агрегатом постепенно заменяются менее эффективные охлаждающие транспортеры ШТ2-В. Агрегаты изготавливаются заводом опытных конструкций ВНИИ кондитерской промышленности.
Техническая характеристика устройств для охлаждения карамели
Показатели | ШТ2-В | АОК |
Производительность, т в смену | 4—8 | 4—6 |
Температура в рабочей камере, °С | 8—15 | 0—3 |
Конечная температура карамели, °С | 45—55 | 25—35 |
Продолжительность охлаждения, мин | 5—6 | 2—3 |
Расход воздуха часовой, м3/ч | 15000—20000 | 8500 |
удельный, м3/кг | 15—30 | 8,5—10 |
Расход холода | ||
часовой, кВт | 35—46 | 21—23 |
удельный, Дж/кг | 126—168 | 75—84 |
Потребная мощность, кВт | 8-9 | 6—7 |
Удельный съем продукции с активной площади охлаждения, кг/(м2-ч) | 60—150 | 160—210 |
Габариты,мм длина |
5120 | 5000 |
ширина | 1110 | 1200 |
высота | 1900 | 2830 |
Масса, кг | 925 | 3345 |
Машины для глянцевания и обсыпки карамели
Дражировочные котлы. Дражировочные котлы предназначены для глянцевания или обсыпки открытых сортов карамели, а также для дражирования —накатки и глянцевания драже.
Рис. 53. Дражировочный котел ДР-5М.
Котел ДР-5М (рис. 53)—периодического действия, с ручной загрузкой и разгрузкой, состоит из котла /, станины 5 и приводного механизма.
Котел 1 имеет сферическую форму, изготовлен из листовой стали.
Станина литая чугунная, состоит из двух частей. В верхней части расположены котел и главный вал 3 с червячной парой 4. Электродвигатель смонтирован на кронштейне. Передача движения котлу осуществляется от электродвигателя через муфту
и червячную пару 4. Для пуска и остановки котла предусмотрена рукоятка 2.
Помимо описанного, в кондитерской промышленности распространен ряд других типов дражировочных котлов. В частности, широкое применение нашли котлы ЦВА-2 (ПНР).
В табл. 15 приведена техническая характеристика нескольких разновидностей дражировочных котлов.
Таблица 15
Техническая характеристика дражировочных котлов
Показатели | ДР-5М | ДР-МИ | ЦВА-2 |
Единовременная загрузка котла, кг | 100 | 60—80 | 100 |
Частота вращения котла, об/мин | 20 | 20 | 20 |
Угол наклона оси котла, град | 40 | 30 | 30 |
Мощность электродвигателя, кВт | 1 | 0,5 | 1,0 |
Габариты, мм | |||
длина | 1280 | 1250 | 1080 |
ширина | 1165 | 1300 | 950 |
высота | 1430 | 1550 | 1450 |
Масса, кг | 372 | 200 | 350 |
Для механизации загрузки дражировочных котлов их устанавливают к распределительному устройству, как показано на рис. 26. Однако разгрузка котлов здесь осталась ручной.
Объединение «Нагема» (ГДР) выпускает дражировочные котлы типа ХЛ-86 с поворотной осью вращения. При загрузке ось котла вертикальна, при рабочем процессе она наклонена к горизонту под углом 30—40°, а при разгрузке котел занимает вертикальное положение отверстием вниз. Котел имеет диаметр 950 мм, высоту 500 мм, диаметр его загрузочного отверстия равен 600 мм. Установка занимает площадь пола 1000 X 1200 мм, вращение котла осуществляется от электродвигателя мощностью 1,0 кВт, а поворот оси его вращения — от двигателя мощностью 0,6 кВт. Масса установки равна 600 кг.
Агрегат для непрерывного глянцевания и обсыпки карамели.
Агрегат предназначен для непрерывного глянцевания открытых сортов карамели и создания на изделиях защитного слоя с блестящей или шероховатой поверхностью, состоящей из кристаллов сахара (для обсыпных сортов).
Агрегат УГК-3 (рис. 54) состоит из барабана 7, дозатора для поливочного сахарного сиропа 4, дозатора для воско-жировой смеси (глянца) 5, для сахара-песка — 19, для талька — 16, калорифера 15 с вентилятором, загрузочного вибролотка 3 и разгрузочного 77, подъемного механизма 2, скребкового транспортера 18 и пульта управления.
Барабан — основная часть агрегата — состоит из обечайки, двух бандажей 9, установленных на ней, и венечной шестерни 10. Барабан опирается на четыре роликовые опоры, смонтированные на раме. Со стороны загрузки крепится съемный конус 7, а со стороны выгрузки — разгрузочный конус 14. Внутренняя поверхность обечайки покрыта гофрированной жестью.
Внутри барабана установлены три регулируемые перегородки 5, представляющие собой секторы с углом, равным 175°. Первая перегородка установлена на расстоянии 500 мм от начала загрузочного конуса 7, вторая — на расстоянии 500 мм от первой, а третья — в выходном отверстии разгрузочного конуса 14. В местах расположения перегородок приварены уплотняющие кольца.
Перегородки установлены на оси барабана, которая смонтирована на двух стойках. Ось одновременно является воздуховодом. В ней на длине 300 мм просверлено 7 отверстий диаметром 15 мм. Для поворота перегородок вокруг оси они имеют рукоятки 6 и 13, а вторая перегородка поворачивается при повороте оси.
Привод барабана осуществляется от электродвигателя 12 клиноременной передачей через цилиндрический редуктор 11. Для фиксирования барабана на роликовых опорах на раме установлено два упорных ролика.
Дозирующими устройствами для сахарного сиропа и воско-жировой смеси являются насосы кулачкового типа. Кулачковый насос состоит из корпуса, кулачка, крышки, отсекателя с пружиной, колпачка отсекателя, трубки и сальника. Насосы устанавливаются в бачках 4 и 5. Каждый бачок представляет собой емкость, состоящую из обечайки, днища, крышки, двух термоэлементов для электрообогрева, кожуха, стоек, пробкового крана, плиты для установки насосов, сальника для трубок.
Привод кулачковых насосов-дозаторов осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу и червячный редуктор, выходной вал которого шарнирно соединен с валом кулачкового насоса.
Рис. 54. Агрегат УГК-3 для непрерывного глянцевания карамели.
Подача сахарного сиропа или воско-жировой смеси из дозаторов в барабан осуществляется по трубке с электрообогревом. Дозаторы 4 и 5 смонтированы на общей раме. Насосы-дозаторы кулачкового типа основаны на принципе объемного дозирования.
Дозирование сахара-песка осуществляется ковшовым элеватором 19. Привод элеватора осуществлен от электродвигателя через клиноременную передачу и червячный редуктор.
Дозатор 16 для подачи талька в барабан состоит из емкости цилиндрической формы и конусного днища, в котором установлен турникет. Дозирование основано на принципе пневмоподачи талька в распыленном виде через вращающийся турникет и выбрасывании его из трубы в третью секцию барабана.
Разгрузочный вибролоток — просеиватель 17 — состоит из желоба с бортами и сеткой, каркаса и двух отражателей, установленных со стороны поступления карамели из барабана. Для передачи обработанной карамели из барабана в приемный бункер на расфасовку служит скребковый транспортер 18.
Управление электрооборудованием агрегата осуществляется от пульта управления.
Карамель, охлажденная до 40—45°С, с охлаждающего транспортера непрерывно поступает по загрузочному вибролотку 3 в первую секцию вращающегося барабана, в которую одновременно из дозатора 4 подается сахарный сироп влажностью 17—19% и температурой около 100°С.
При передвижении карамели во вторую секцию барабана на нее наносится воско-жировая смесь, подаваемая из дозатора 5 при температуре 65 — 70°С.
При переходе карамели из второй секции в третью для подсушивания ее внутрь барабана подается воздух, подогретый калорифером до температуры 30—40°С, с относительной влажностью 60—65%. В этой же секции производится 4—5-минутная обработка глянцованной карамели тальком, подаваемым дозатором 16. Затем карамель непрерывно выгружается через разгрузочный лоток 17.
При обсыпке карамели вместо глянца подается из дозатора сахар-песок. Процесс обсыпки осуществляется в две стадии: загрузка карамели в первую секцию и поливка ее сахарным сиропом; обработка сахаром-песком в конце второй стадии и выгрузка. При обсыпке первая и вторая секции барабана объединяются в одну путем поднятия первой перегородки.
Техническая характеристика агрегата для глянцевания и обсыпки карамели
Производительность агрегата, кг/ч | 1200 |
Производительность дозатора для поливочного сиропа, г/мин | 250—450 |
для воско-жировой смеси, г/мин | 17—30 |
для талька, г/мин | 15—25 |
для сахара-песка, кг/мин | 1,5—2 |
Расход воздуха, м3/ч | 200—300 |
Частота вращения барабана, об/мин | 16—18 |
Угол наклона барабана, град | 2,5—6 |
Габариты, мм | 12000X1400X1600 |
Масса, кг | 2700 |