Оборудование для тепловой обработки сырья и полуфабрикатов.

В кондитерском производстве наряду с другими процессами широко применяется тепловая обработка сырья и полуфабри­катов: нагревание, уваривание, темперирование, обжаривание.

При тепловой обработке продукта происходит теплообмен между продуктом и средой, отдающей или воспринимающей тепловую энергию— теплоносителем или хладагентом. При об­жаривании теплообмен осуществляется конвективной переда­чей теплоты от топочных газов или горячего воздуха, имеющих температуру 80—180 °С.

Основным теплоносителем при тепловых процессах нагрева­ния, растворения и уваривания в кондитерском производстве является насыщенный водяной пар давлением обычно до 0,7 МПа.

Наиболее распространены следующие способы нагревания продукта водяным паром:

а) нагрев открытым паром — барботированием пара в на­греваемую жидкость или впуском его в аппарат с помощью ин­жекторов;

б) нагрев глухим паром — подачей греющего пара в паро­вую камеру теплообменника, где он конденсируется на поверх­ности теплообмена, отдавая ей скрытую теплоту парообразо­вания.

Нагревание жидкости открытым паром производится чаще всего при помощи барботеров—трубы или змеевика с мелкими отверстиями, через которые пар выходит в нагреваемую жидкость; барботер обычно устанавливается в нижней части резервуара. Пар, выходя из отверстий барботера, поднимается вверх в виде пузырьков и по пути конденсируется, отдавая свою теплоту нагреваемой жидкости; при этом происходит пе­ремешивание жидкости. В схему паропровода обязательно включают обратный клапан во избежание попадания жидкости в паропровод при случайном падении давления пара.

Существенными недостатками барботеров являются шум, возникающий при выходе пара из отверстий, непосредственное соприкосновение пара с обогреваемым продуктом, а также сни­жение концентрации продукта вследствие конденсации в нем греющего пара.

При обогреве же продукта глухим паром через теплопере­дающую поверхность теплообменника греющий пар заполняет паровую камеру теплообменника и, отдавая свою теплоту поверхности теплообмена аппарата, конденсируется. Конденсат отводится из нижней части паровой камеры автоматом-конденсатоотводчиком (конденсационным горшком или подпорной шайбой). Поверхность теплообмена может иметь различную конструкцию (паровые рубашки, змеевики, прямые трубки и т. п.).

Транспортирование жидкого сырья (патоки, молока и др.) от мест хранения к участкам приготовления рецептурных сме­сей, дозирование этого сырья и полуфабрикатов осуществля­ется с помощью шестеренных и плунжерных насосов. Для со­здания вакуума в установках для уваривания применяются поршневые и ротационные мокровоздушные вакуум-насосы.

Аппараты для термической обработки какао-бобов и ореховых ядер

При термической обработке жирсодержащего сырья проис­ходит удаление влаги и летучих кислот, улучшение вкуса, аро­мата и окраски. Ядра бобов, орехи и семена становятся хруп­кими и легко дробятся и измельчаются.

Для термической обработки применяются цилиндрические и шаровые (сферические) обжарочные аппараты периодического действия и сушилки непрерывного действия типов ВИС-42ДК системы Строганова, EV и EVT итальянской фирмы «Карле и Монтанари», типа STR швейцарской фирмы «Бюлер», типа «Конти-303» (ГДР) и др.

Цилиндрический обжарочный аппарат. Аппарат (рис. III.1) представляет собой сварной барабан 6, вращающийся на оси 7, которая приводится в действие от шкива 3 через коническую передачу 2. Под барабаном расположена тонка 11. Топочные газы, омывая наружную поверхность вращающегося барабана, уходят в газоход 5. Сырье загружается в воронку 9, прикреп­ленную к дверце 10, и попадает во внутреннюю полость бара­бана, на поверхности которого укреплены спиральные направ­ляющие 7 для перемешивания.

Выделяющиеся при обжарке газы и пары влаги отсасыва­ются вентилятором через трубу 8. Часть топочных газов про­ходит через отверстия в задней стенке барабана и просасыва­ется через барабан тем же вентилятором. Барабан обмурован кирпичной кладкой 4.

По окончании обжарки дверца 10 с воронкой открывается и продукт высыпается в подкатную тележку, которая затем подается под вытяжку для отсоса газа из продукта и его ох­лаждения.

Процесс обжарки в этих аппаратах длительный. Регулиро­вание температурного режима осуществляется изменением ин­тенсивности сжигания топлива, что не дает возможности быстро его отрегулировать.

Цилиндрические аппараты бывают вместимостью 100 и 300 кг.

Шаровой обжарочный аппарат типа «Сирокко». Внутри ша­рообразного кожуха 8 на горизонтальном валу 17 вращается полый сварной шар 4 (рис. Ш.2). Спицами 18 шар крепится к двум полым цапфам 16 и 26, которые могут свободно пово­рачиваться на валу 17. Вал на одном конце имеет звездочку 14 цепной передачи, а на другом — штурвал 28 с фиксирующим штифтом 29, который входит в отверстия сектора 27, закреп­ленного на полой цапфе 26 шара 4. Таким образом, через штифт 29 и сектор 27 вращение от вала 17 передается шару 4. Стенки шара имеют отверстия для выгрузки продукта, закры­тые шиберными заслонками 5.

Заслонки смонтированы на стержнях 6, которые закреп­лены на валу 17.Цилиндрический обжарочный аппарат.

Сырье (бобы или орехи) загружается в воронку 3. При открывании шиберной заслон­ки оно попадает во внутрен­нюю полость шара 4. Для пе­ремешивания при вращении шара предусмотрены лопа­сти 7. Аппарат работает на га­зовом обогреве.

Вентилятор 1 просасывает через полость шара смесь воз­духа и топочных газов, полу­чаемых при сжигании кокса в топке 15. Одновременно вен­тилятор удаляет из аппарата пары влаги и газообразные продукты, выделяемые из бобов или орехов. Воздух засасывается через патрубок 13. Количество го­рячей воздушно-газовой смеси, поступающей в аппарат, регули­руется шиберными заслонками 11 и 12. Температура газов, вы­ходящих из аппарата, контролируется термометром 2. Отсасы­ваемые вентилятором газы поступают в циклон 25, где проис­ходит отделение частиц оболочки.

По окончании обжарки аппарат останавливают, штифт 29 оттягивают, поворачивают штурвал 28 так, чтобы заслонки 5 открыли отверстия в стенке шара 4, и отпускают штифт 29, ко­торый войдет в соответствующее отверстие сектора 27. После этого включают привод и продукт при вращении шара высыпа­ется в коническую часть 19 кожуха, откуда через шиберную заслонку 20 поступает в приемник 21 охлаждающего устройства.

Здесь продукт перемешивается вращающимися лопастями 22. Вентилятор 24 просасывает воздух через слой бобов или орехов, находящийся на сетчатом дне 23 приемника 21.

При разгрузке аппарата шиберы 11 и 12 закрываются, а шибер 10 открывается и горячие газы из топки проходят по трубопроводу 9, минуя обжарочный аппарат.Шаровой обжарочный аппарат типа «Сирокко».

Аппарат снабжен устройством для автоматического конт­роля процесса обжарки. Один из подшипников вала 17 опира­ется на весовое устройство, которое воспринимает массу внут­реннего шара и находящегося в нем продукта. По мере удале­

ния влаги масса бобов или орехов уменьшается. Когда она уменьшится до заданной величины, весовое устройство дает сигнал об окончании процесса обжарки.

В последнее время к аппаратам устанавливают приборы для контроля и регулирования температуры, расхода газа и уменьшения массы продукта при его обжарке.

Техническая характеристика обжарочных аппаратов

Показатели

Цилинд­

рический

аппарат

Шаровой

аппарат

Показатели

Цилинд­

рический

аппарат

Шаровой

аппарат

Производитель­ 400 550 Температура 160 160
ность, кг/ч     обжарки, °С    
Количество одно­ 300 160 Продолжитель­ 35—40 12—15
временно загру­     ность обжарки,    
жаемых бобов, кг     мин    
Частота вращения 20 33 Габаритныеразмеры, мм С обму­ровкой С циклоном и печью
цилиндра и шара,    
об/мин    
длина 2990 3600
ширина 2250 2900
высота 2500 2900

Шаровые аппараты выпускаются вместимостью 160, 250, 400 и 750 кг.

Сушилка ВИС-42ДК системы Строганова (рис. ІІІ.З). Ка­мера этой сушилки разделена на 20 горизонтальных ярусов вы­сотой 120 мм. Поверхность каждого яруса состоит из набора поперечных пластин (1000x110 мм). При повороте пластин на 90° какао-бобы ссыпаются на нижележащий ярус. МеханизмСушилка ВИС-42ДК системы Строганова

поворота пластин работает таким образом, что бобы пересы­паются последовательно с яруса на ярус. Вначале поворачи­ваются пластины первого, нижнего, яруса, затем второго и так последовательно до верхнего, после чего цикл повторяется. В качестве теплоносителя применяется горячий воздух, подо­греваемый в паровом и электрическом калориферах до темпе­ратуры 170—180 °С.

Для подачи какао-бобов в сушилку служит ленточный до­затор для равномерного распределения их на верхнем ярусе пластин — загрузочная каретка. Нагретый воздух циркулирует вдоль полок, переходя последовательно на нижележащие ярусы. Нижние шесть ярусов обдуваются воздухом, засасы­ваемым из цеха. Благодаря этому происходит охлаждение ка­као бобов.

Сырье из воронки 3 ленточным дозатором 2 равными пор­циями загружается в сушильную камеру /. По истечении не­скольких минут пластины поворачиваются и какао-бобы пере­сыпаются на нижележащий ярус. Дойдя до последнего, 20-го, ряда пластин, высушенные и охлажденные до температуры 28—35 °С какао-бобы поступают в выгрузочную воронку 5 и шнеком 4 передаются на дальнейшие операции.

Отработанный воздух отсасывается с помощью эксгаустера 9, очищается в циклонах 5, частично выбрасывается в атмо­сферу и в смеси со свежим воздухом вентилятором 6 возвра­щается по воздухопроводу 7 в пароэлектрокалориферы 11. На­гретый до 180 °С воздух через патрубок 10 входит в сушиль­ную камеру 1.

Сушилка создает поточность процесса сушки и позволяет механизировать загрузку и выгрузку. Существенным недостат­ком сушилки является неравномерная сушка какао-бобов и ядер, вследствие чего при хорошей средней конечной влажности продукта (2—3%) отдельные бобы и ядра выходят недосушенными.

К недостаткам сушилки следует отнести также частичный прорыв горячего воздуха в цех через верхние пластины и сложность кинематической схемы.

В зависимости от сорта какао-бобов сушилка работает в двух режимах.

І режим II режим
Температура горячего воздуха, °С  175--182 163—170

Температура какао-бобов после обжарки  °С

120—125 120—125

Продолжительность термической обработки 

38—40 54—59

Продолжительность охлаждения, мин 

20—22 34—36
Техническая характеристика сушилки ВИС-42ДК
Производительность, кг/ч 600
Число ярусов сушилки 20
Число пластин на ярусе 16
Общая площадь поверхности ярусов, м2 42
Число паровых калориферов 2
Площадь поверхности нагрева калорифера, м2 39
Давление греющего пара, МПа 0,6—0,7
Мощность электрокалориферов, кВт 36

Количество вентиляторов

приточный с электродвигателем мощностью

1

4,5 кВт

вытяжной с электродвигателем мощностью

1
10 кВт Расход воздуха, м3/ч в горячей зоне До 5200
в зоне охлаждения До 4000
Габаритные размеры сушилки, мм 6150X1990X3355
Масса, кг 4900

Сушилки типа STR (Швейцария) и «Конти-303» (ГДР).

Сушилки этого типа относятся к одноканальным двухзонным вертикальным сушилкам непрерывного действия с замкнутым циклом движения теплоноситля.

Схема сушилки STR представлена на рис. III.4. В верхней горячей зоне 6 продукты лоносителем — воздухом, нагретым в паровых ка­лориферах, а в нижней зоне — охлаждаются воз­духом, подаваемым спа­ренным вентилятором 10, и удаляются через патру­бок 1. Орехи, ядра или какао-бобы непрерывно поступают из установлен­ного над сушилкой бун­кера 4 и заполняют вер­тикальный коробчатого профиля канал, стенки которого выполнены из специальной сетки. Па­раллельно каналу уста­новлены оребренные па­ровые батареи-калорифе­ры 3} а с противополож­ной стороны — сетчатые фильтры 8 для очистки воздуха. Благодаря нали­чию фильтров сушилки такого типа не нужда­ются в циклонах для очистки воздуха от пыле­видных частиц.

Непрерывная рецирку­ляция воздуха в горячей зоне непосредственно через слой дви­жущегося сверху вниз продукта обеспечивается двумя вентиля­торами 5. Создаваемый ими поток воздуха нагревается паро­выми калориферами и, проходя в горизонтальном направлении через вертикальный канал сушилки, отдает тепло продукту. После очистки от мелких частиц, задерживаемых фильтром, теплоноситель 7 повторяет свой цикл движения.

В процессе работы сушилки в нее поступает свежий воз­дух, а часть воздуха, насыщенного парами воды, отводится че­рез патрубок 2. Количество выбрасываемого из сушилки воз­духа регулируется заслонкой.

Орехи или бобы, прошедшие термическую обработку, по­ступают в холодную зону 12 канала, которая может отделяться
от горячей зоны управляемой вручную заслонкой 11. Положе­ние последней регулируется специальным рычагом. Такое раз­деление обязательно в начале работы установки. Оно исклю­чает заполнение нижней зоны продуктом, не прошедшим теп­ловой обработки. Вентилятор 10 этой зоны засасывает через закрытое сеткой окно 9 наружный воздух, который проходит через слой продукта и охлаждает его. Нагревшийся при этом воздух проходит через фильтр и частично направляется в вер­тикальный канал для обновления, а частично удаляется из су­шилки через патрубок.

По вертикальному каналу сушилки продукт движется са­мотеком. Скорость его движения регулируется шлюзовым за­твором 13, имеющим самостоятельный привод и вариатор ско­рости, штурвал управления которым выведен на рабочую сто­рону корпуса сушилки. С той же стороны располагаются пульт управления с приборами, пробоотборник и рычаг заслонки, от­деляющий зону термообработки от зоны охлаждения.

Температурный режим термообработки регулируется в пре­делах 80—150 °С и поддерживается на заданном уровне авто­матически. Вариатором скорости регулируется также продол­жительность нахождения продукта в зонах. Сушилки этого типа обеспечивают равномерную обжарку продукта. Качество обжарки контролируется с помощью пробоотборника.

Сетчатые каналы, фильтры и калориферы легко очищаются (фильтры очищают ежедневно, сетки и калориферы ежене­дельно). Хорошая тепловая изоляция поверхности сушилки позволяет устанавливать ее вместе с машинами для первичной переработки какао-бобов, орехов, жирсодержащих семян.

Вертикальные шахтные сушилки типов ЕУ и ЕУТ фирмы «Карле и Монтанари» (Италия). В этих сушилках какао-бобы движутся самотеком в вертикальной шахте с неподвижными наклонными полками. Бобы, пересыпаясь с полки па полку, проходят через три горячие зоны, а затем поступают в зону охлаждения. Нагретый паровыми калориферами воздух про­дувается при помощи вентиляторов в зазоры между полками шахты, проходя таким образом поперек потока какао-бобов.

Техническая характеристика сушилок

Показатели ЕУ-250 ЕУТ-500 БЫМ 8ТИ-2 «Конти-303»
Производительность, кг/ч 250 500 200—250 500 630—1250
Температура горячего воздуха, °С 80—150 80—150 80—150 80—150 180 при р = = 1,9 МПа; 135 при р = = 0,85 МПа

Давление греющего па­ра, МПа

Габаритные размеры, мм

0,8 0,8 0,8 0,8 0,9—1,9
длина 2900 3500 2100 2300 2600
ширина 3000 3000 1450 2450 1890
высота 600 6700 3000 3505 3750
Масса, кг 3200 4400 2800 3800 2900

 Теплообменные аппараты для нагревания, уваривания и темперирования

Для тепловой обработки сырья и полуфабрикатов — нагре­вания, выпаривания (уваривания) растворов, а также для рас­творения сырья — в кондитерском производстве применяются различные аппараты периодического и непрерывного действия.

К аппаратам периодического действия относятся:

 открытые варочные котлы, в том числе диссуторы — одностенные варочные котлы для растворения сахара с барботером и змеевиковым обогревом;

 сферические вакуум-аппараты для уваривания начинок;

 универсальные вакуум-аппараты.

К аппаратам непрерывного действия относятся:

 растворители для приготовления сиропа, в том числе секционные, шнекового типа и др.;

 змеевиковые аппараты, работающие под разрежением — с вакуум-камерой (преимущественно для уваривания карамель- 11011 массы) или без разрежения — с пароотделителем (для уваривания фруктово-ягодных начинок, различных конфетных, присных, пастило-мармеладных и других кондитерских масс);

 змеевиковые помадоварочные колонки для уваривания помадных сиропов, работающие без разрежения, с пароотде­лителем;

 теплообменные аппараты пленочного типа.

Для темперирования различных кондитерских масс приме­няются темперирующие машины, в том числе:

 цилиндрические темперирующие машины-сборники пе­риодического действия с пароводяной рубашкой и мешалкой для темперирования начинок, тертого какао, конфетных, шоко­ладных и других масс;

 шнековые автоматические машины непрерывного дейст­вия для темперирования шоколадных масс.

Для создания и поддержания в вакуум-аппаратах разреже­ния устанавливаются конденсаторы смешения с мокровоздуш­ными поршневыми или ротационными водокольцевыми вакуум- насосами. Для подачи в аппараты на тепловую обработку сме­сей и для отвода готовых масс используются плунжерные, ше­стеренные (коловратные) или ротационно-зубчатые насосы.

Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий

Календарь

« Декабрь 2016 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31  

Рекомендуемые материалы