Оборудование для тепловой обработки сырья. Варочные котлы и вакуум-аппараты .

Открытые варочные котлы. Эти котлы применяются для растворения, уваривания или подогрева различных кондитер­ских масс.

В кондитерской промышленности применяются двустенные открытые варочные котлы преимущественно выпуска завода им. Ярославского московского объединения «Пищемаш» различной вместимости (150, 60 и 12 л), опрокидывающиеся (с по­воротной чашей) и неопрокидывающиеся (стационарные), без мешалок и с механическими мешалками, причем последние
используются иногда в качестве рецептурных темперирующих сборников в конфетном и других производствах.

Варочный котел Д9-41А вместимостью 150 л, опрокидывающийся, без мешалки. Котел (рис. III.5) состоит из медной полусферической чаши 11 с отбортованным фланцем и цилиндрической обечайки 4 с носиком для слива готовых масс. Чаша котла помещена в стальную сварную па­ровую рубашку 12. При помощи стального кольца, прокладки и болтов фланцы медной чаши и стальной рубашки соединя­ются между собой. Полость между чашей и стальной рубашкой

образует паровое прост­ранство.

Котел монтируется с помощью пустотелых цапф 5 и 5 и подшипни­ков на чугунных стойкахВарочный котел Д9-41А вместимостью 150 л, опрокидывающийся, без мешалки.

Подача греющего пара производится через цапфу 5 и вентиль 3, а отвод конденсата по отводной трубке 2 — через цапфу 3; спуск конденсата произ­водится через кран 14. Один конец отводной трубки 2 расположен в нижней части паровой ру­башки для устранения возможности заполнения парового пространства конденсатом. К котлу устанавливается конденсатоотводчик.

Продувка воздуха из парового пространства производится через спускной кран 15. На входной трубе для пара установ­лены предохранительный клапан 7, срабатывающий в случае повышения давления сверх установленного, и манометр 6 для контроля за давлением пара.

Выгрузка готовой массы производится путем опрокидыва­ния чаши при помощи червячной пары 9 и маховика 10 с руко­яткой, смонтированных на цапфе 5 и стойке. Выгрузка массы и слив промывных вод может производиться также через ниж­ний сливной штуцер открытием затвора 13 или крана.

При пуске котла перед загрузкой его подлежащими раство­рению компонентами или увариваемой массой открывают кран 15 для продувки и спуска воздуха и кран 14 для спуска конденсата, открывают вентиль 8 для подачи греющего пара и производят продувку парового пространства, затем закрывают продувные краны, включают конденсатоотводчик и постепенно (во избежание гидравлических ударов) увеличивают подачу греющего пара до достижения нормального давления.

В процессе работы котла контролируют по манометру дав­ление греющего пара, не допуская повышения его сверх нор­мального, и периодически выпускают воздух через воздушный кран 15. После разгрузки котла по окончании работы прекра­щают подачу пара, спускают конденсат, котел моют и высуши­вают.

У неопрокидывающихся котлов выгрузка готовой массы производится через сливной штуцер с затвором или краном.

Техническая характеристика открытых варочных котлов без мешалок

Показатели 6-А. опроки­дывающийся 5-А, неопро- кидываю- щийся Д9-41 А, опрокиды­вающийся
Полезный объем, Л 12 60 150
Площадь поверхности нагрева, м2 0,23 0,55 0,65
Диаметр чаши, мм 500 . 590 785
Давление пара, МПа До 0,3 До 0,5 До 0,6
при гидравлическом испыта­нии, МПа 0,45 0,9 0,9
Объем парового пространства, л 10 15 75
Расход греющего пара, кг/ч 25 55 100
Угол опрокидывания чаши, град 90 100
Габаритные размеры, мм      
длина 1400 1100 1800
ширина 730 758 1000
высота 1112 1125 1120
Масса, кг 200 300 480

Для интенсификации процессов растворения, нагревания или уваривания в открытых варочных котлах вместимостью 60 и 150 л устанавливаются механические мешалки.

Варочный котел 28-А вместимостью 150 л, неопрокидывающийся, с механической мешалкой. Котел благодаря наличию мешалки может быть использован для уваривания густых масс, например, ирисных, или в каче­стве темперирующего рецептурного сборника для конфетных и других масс.

Котел (рис. III.6) состоит из медной полусферической чаши 3 с медной обечайкой 18. Варочный котел 28-А вместимостью 150 л, неопрокидывающийся, с механической мешалкой.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. Котел в нижней части имеет штуцер 5 для спуска гото­вой массы; штуцер перекрывается во время варки 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 11 и краном для спуска воздуха 9.

Производительность варочного котла (в кг/ч) как аппарата периодического действия определяется по формуле

П = 60 G/(t3 +tо + tр), (III. 1)

где G — масса загруженного в котел продукта, кг; t3 — время загрузки продукта в котел, мин; t0 — время обработки (нагревания, растворения, уваривания) продукта, мин; tр — время разгрузки котла, мин.

Масса загружаемого в ко­тел продукта (в кг) определя­ется по рабочей вместимости сферической части котла:

G=pV   (|||.2)

где р — плотность продукта, кг/м3; V — вместимость котла, м3.

При проектировании аппа­рата необходимый для дан­ного объема радиус сферы (в м) находят из формулы объема полусферы111.6.1

Площадь поверхности нагрева двустенного сферического ва­рочного котла определяется по формуле (111.28).

Радиус полусферы (в м) определяется исходя из известной площади поверхности нагрева F:111.6.2

После этого принимается наибольший радиус сферы, по ко­торому уточняется рабочая вместимость котла.

Расход греющего пара для варочного котла на один цикл без учета подогрева котла при пуске его в работу можно оп­ределить по формуле (111.23), расход пара в час— по формуле (111.24).

Техническая характеристика открытых варочных котлов с механической мешалкой

Показатели Тип   котла
27-А 28-А
Полезный 60 150
объем, л    
Площадь поверх­ 0,55 0,65
ности нагрева, м2    
Давление пара, До 0,6 До 0,6
МПа    
Давление при 0,9 0,9
гидравлическом    
испытании, МПа    
Объем парового 15 70
пространства, л    
Расход греющего 55 100
пара, кг/ч    
Частота вращения 65 48
мешалки, об/мин    
Мощность элек­ 1 1
тродвигателя    
мешалки, кВт    
Частота враще­ ния, об/мин 930 1410
Габаритные раз меры, мм ­    
длина 1275 1120
ширина 830 955
высота 1485 1610
Масса, кг 400 450

Диссуторы. Применяются в кондитерской промышленности для растворения сахара, приготовления сиропов, роспуска воз­вратных отходов и т. п.

Диссуторы представляют собой металлические емкости ци­линдрической или прямоугольной формы с барботерами и зме­евиками.

На рис. III.7 показан диссутор цилиндрической формы. Он 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 2 от­водится конденсат в кон­денсатоотводчик 1.Диссуторы представляют собой металлические емкости ци­линдрической или прямоугольной формы с барботерами и зме­евиками.

Размеры диссуторов могут быть различными в зависимости от требуе­мого количества сиропа.

Помимо отмеченных выше недостатков тепло­вой обработки продукта барботированием в него пара недо­статками диссуторов являются невысокое качество получаемого сиропа, периодичность процесса, применение ручного труда.

Показатели Прямо­угольный Цилиндрический  

Производитель­

ность (по сиропу),

кг/ч

3000 2000  
     
     

Полезный объем,

м3

3,3 1,7  
     

Площадь поверх­

ности нагрева, м2

4 5  
 

Давление пара,

МПа

0,4—0,5 0,4—0,5  
     
Габаритные      
размеры, мм      
длина 2200  
ширина 1500 1400  
[(диаметр)]      

Щ высота Щ

Масса, кг

1200 1400  
900 800  

Сферические вакуум-аппараты. Эти аппараты предназна­чены преимущественно для уваривания различных начинок; они применяются также для приготовления конфетных, прис­ных, мармеладных и других кондитерских масс. С целью сни­жения температуры кипения масс процесс в этих аппаратах осуществляется под разрежением, что способствует улучшению качества в сравнении с увариванием масс в открытых вароч­ных котлах при атмосферном давлении.

Сферические вакуум-аппараты бывают с механической ме­шалкой и без мешалки; устройство их аналогично. Наиболее распространены аппараты с мешалкой.

Сферический вакуум-аппарат 31-А вместимостью 150 л с ме­ханической мешалкой (рис. III.8) представляет собой стацио­нарный двутельный варочный котел, внутри которого установ­лена двухлопастная горизонтальная мешалка 18. Котел аппа­рата имеет медную чашу 17 с отбортованным фланцем. Чаша помещена в стальную паровую рубашку 16, на которой с пра­вой стороны находится пароподводящий патрубок 15 с венти­лем, манометром 14 и предохранительным клапаном. С другой стороны паровой рубашки предусмотрен воздушный кран 1 для продувки парового пространства и патрубок 21 для спуска конденсата и присоединения конденсатоотводчика.

К чаше котла при помощи фланцевого соединения с про­кладкой и откидных болтов присоединяется медный колпак 6, на котором установлены вакумметр 11, термометр 7 и воздуш­ный кран.

Для наблюдения за ходом процесса предусмотрено два смотровых окна 12. Колпак заканчивается трубой 10. Внутри колпака перед входом в трубу предусмотрен отбойник для пре­дотвращения уноса массы в вакуум-линию. К трубе 10 при по­мощи накидной гайки 8 крепится трубопровод 9, соединяющий аппарат с конденсатором смешения мокровоздушного вакуум- насоса.

Для загрузки аппарата увариваемой массой предусмотрен загрузочный кран 5, для разгрузки — спускной штуцер 19 с за­твором 20] для взятия проб служит кран 13. Мешалка 18 при­водится во вращение электродвигателем 2 через червячный ре­дуктор 3 и пару зубчатых колес 4.

При загрузке всасывающий гибкий шланг одним концом присоединяют к загрузочному крану 5, другой помещают в ем­кость с массой, предназначенной для уваривания. Затем откры­вают кран 5 и включают вакуум-насос; под воздействием раз­режения масса засасывается внутрь аппарата; при этом наблю­дают за процессом загрузки через смотровые окна 12.Сферический вакуум-аппарат 31-А вместимостью 150 л с ме­ханической мешалкой (

Рис. 111.8. Сферический вакуум-аппарат 31-А с механической мешалкой

По окончании загрузки аппарата снимают шланг, закры­вают загрузочный кран 5, включают мешалку, открывают про­дувочные краны, обводной вентиль у конденсатоотводчика и вентили, подающие греющий пар в паровое пространство и охлаждающую воду в конденсатор смешения вакуум-насоса (на рисунке не показан, см. описание вакуум-насосов). После того как воздух и конденсат удалены из парового пространства и трубопроводов, закрывают продувочные краны, включают конденсатоотводчик и подачу греющего пара,

По окончании уваривания прекращают подачу пара и ох­лаждающей воды в конденсатор, выключают вакуум-насос и мешалку, открывают воздушный кран с воронкой, установлен­ный в верхней части колпака 6, и затвор 20 для выгрузки ува­ренной массы.

Техническая характеристика сферических вакуум-аппаратов

Показатели Без мешалки

Тип 31-A

с мешалкой

Производительность, кг/ч 150—200 150-200
Полезный объем, л 200 150
Диаметр чаши, мм 760 800
Площадь поверхности нагрева, м2 0,88 0,74
Давление пара, МПа 0,6 0,6
Давление при гидравлическом испытании, МПа 1,05 1,05
Объем парового пространства, л 75 75
Расход пара, кг/ч 220—250 220—250
Остаточное давление в аппарате, кПа 20 20
Мощность электродвигателя мешалки, кВт 1,7
Частота вращения, об/мин 1420
Частота вращения мешалки, об/мин 19
Габаритные размеры, мм    
длина 1590 1570
ширина 960 980
высота 2150 2150
Масса, кг 450 630

                       

Производительность сферического вакуум-аппарата опреде­ляется по формуле (II 1.1) для аппаратов периодического дей­ствия. Количество единовременно загружаемого в аппарат про­дукта определяется по формуле (III.2).

Расход греющего пара для уваривания продукта в сфери­ческом вакуум-аппарате периодического действия определяется по формулам (111.23) и (111.24).

Площадь поверхности нагрева аппарата определяется так же, как для двутелыюго варочного котла.

Мощность электродвигателя в (кВт), потребную для при­вода мешалки сферического вакуум-аппарата, можно подсчи­тать по формуле

N = (N1 + N2)/ƞ,(II|.5)

где N1— мощность, затрачиваемая на вращение прямоугольной лопасти ме­шалки, кВт; N2 — мощность, затрачиваемая на вращение радиальной лопа­сти мешалки, вращающейся у сферического днища, кВт; ƞ — КПД передач привода мешалки.

Мощность, затрачиваемую на привод прямоугольной лопа­сти мешалки, определяют по формуле (в кВт)

N1=Kzhω3(R4-r4)/(408ƞ1),           (II|.6)

где К — коэффициент сопротивления среды, зависящий от плотности и вяз­кости массы (например, для сахарных растворов K—2000); z — число лопа­стей мешалки; h — высота лопасти, м; ω — угловая скорость вращения лопа­стей, рад/с; ω = gn/30 (здесь п — частота вращения мешалки, об/мин); — радиус наибольшей окружности, описываемой лопастью, м; г — радиус наи­меньшей окружности, описываемой лопастью, м; ƞ1 — КПД лопастей (принbмается равным 0,6—0,8).
Мощность, затрачиваемую на привод радиальной лопасти мешалки, можно определить по формуле (в кВт)

где р — плотность увариваемой массы, кг/м3; g— ускорение свободного па­дения, м/с2; Я1 — наибольший радиус лопасти, м; г4 — наименьший радиус лопасти, м; а! и а2 — соответственно наименьший и наибольший углы рас­положения радиальной лопасти ме­шалки по отношению к вертикальной оси аппарата, град.

Универсальные варочные вакуум-аппараты. Универсаль­ный варочный вакуум-аппа­рат М-184 с автоматической разгрузкой предназначен для уваривания в небольших количествах ирисной, карамель­ной и желейной масс, начинок и других кондитерских масс.

Универсальный аппарат (рис. III.9) состоит из двух котлов: верхнего 7 и нижнего приемного 26, расположенных один над другим.

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.

Масса в чаше во время варки 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 для отвода вторичного пара. Через штуцер 20, закрываемый клапаном 19, уваренная масса выпус­кается в нижний котел. Клапан 19 открывается при помощи вертикального штока, связанного с пневматическим клапаном 12. Перед сливом массы нижний котел 26 прижимают к крышке 3 нижнего котла при помощи ножной педали. Нижний прием­ный котел представляет собой медный сосуд с полусфериче­ским днищем. Цапфы этого котла свободно лежат в гнездах поворотной вилки 1, которая находится на оси 2, укрепленной на левой стойке станины.

По окончании процесса варки вилка 1 с котлом 26 повора­чивается вокруг оси и нижний котел выводится из-под крышки З для разгрузки.Универсаль­ный варочный вакуум-аппа­рат М-184 с автоматической разгрузкой предназначен для уваривания в небольших количествах ирисной, карамель­ной и желейной масс, начинок и других кондитерских масс.

Техническая характеристика универсального варочного вакуум-аппарата М-184 с автоматической разгрузкой

Производительность, кг/ч 150 Полезная вместимость верхнего варочного котла, л 60 Давление пара, МПа 0,6 Давление при гидравлическом испытании, МПа 0,9

Остаточное давление в нижнем котле, МПа 0,02 Частота вращения мешалки, об/мин 110 1 Производительность вакуум-насоса типа 'КВН-8, м3/ч До 40 Мощность электродвигателя мешалки, кВт 1,0 Частота вращения, об/мин 1410 Мощность электродвигателя вакуум-насоса, кВт 2,0 Частота вращения вала электродвигателя, об/мин 1420 Габаритные размеры, мм 1378X868X1680 Масса, кг 680

В крышке 3 имеется два смотровых окна для наблюдения за процессом спуска массы из верхнего котла.

Аппарат снабжен манометрическим термометром 13, мано­метром 15, вакуумметром 14, предохранительным клапаном 16 и кнопочным управлением 4 электродвигателями.

Ротационный мокровоздушный вакуум-насос 23, откачивая через конденсатор 21 воздушно-водяную смесь, создает разре­жение в нижнем котле 26 и в пневматическом клапане 12, от­крывающем отверстие для спуска массы в нижний котел 26. При этом благодаря разрежению ускоряется переход в котел массы 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.

Встроенный в аппарат малогабаритный мокровоздушный водокольцевой вакуум-насос 23 смонтирован на отдельной плите 24, укрепленной на стойках аппарата, и приводится в движение от электродвигателя 25.

Конденсатор 21 представляет собой трубу, одним концом подсоединенную к крышке 3 аппарата, а другим — к насосу. Внутрь конденсатора через трубку 22 с отверстиями подво­дится холодная вода, которая выходит тонкими струйками и создает водяную завесу, конденсируя вторичный пар.

В верхний котел загружают компоненты смеси или предва­рительно приготовленную смесь увариваемой массы, включают пар и мешалку. Контроль за температурой массы осуществля­ется по контактному манометрическому термометру 13, термо­баллон 18 которого погружен в увариваемую массу. Как только ее температура достигнет требуемого значения, автоматически включается перепускной клапан 12 выгрузки массы в нижний котел, включается электродвигатель 25 ротационного вакуум- насоса и подача воды в конденсатор. Когда уваренная масса полностью перетечет в нижний котел, останавливают вакуум- насос, закрывают вентиль подачи воды в конденсатор и осу­ществляют выгрузку уваренной массы.

Машины для темперирования кондитерских масс М2-Т-250,

МТ-250 и МТМ-100. Машины предназначены для смешивания и темперирования различных кондитерских масс: начинок, кон­фетных, шоколадных и мармеладных масс, тертого какао и т. п.

Машина МТ-250 (рис. 111.10), так же как машины М2-Т-250 и МТМ-100, представляет собой цилиндрическую емкость 3 с рубашкой 2 для пароводяного обогрева и комбинированной мешалкой внутри.

Загрузка машины массой производится насосом или вруч­ную через верхнюю откидную крышку 11. В рубашку 2 пода­ется пароводяная смесь для обогрева темперируемой массы или вода для охлаждения. Вода подается в рубашку 2 через нижний вентиль до ее слива через воронку 8. При необходимо­сти подогрева массы после наполнения рубашки цилиндра во­дой нижний вентиль 13 закрывается, а верхний вентиль для подачи пара открывается. Пар подается через штуцер трой­ника в нижнюю часть рубашки цилиндра, благодаря чему про­исходит обогрев и одновременно циркуляция, способствующая равномерному нагреванию воды на протяжении всего процесса темперирования массы.

Для того чтобы масса имела равномерную температуру и не расслаивалась, машина снабжена планетарной комбиниро­ванной мешалкой. Вертикальный вал 10 получает вращение от электродвигателя через червячный редуктор 16. На верхнем конце вала закреплено водило 6. Один его конец несет рамную мешалку 9, а другой — вал 1 планетарной мешалки. Этот вал имеет зубчатое колесо 14, сцепленное с неподвижным коле­сом 15, закрепленным на верхней части трубчатой стойки 7, и лопастную мешалку 4. При вращении водила 6 вал 1 плане­тарной мешалки совершает вращательное движение вокруг вала 10 и, кроме того, благодаря обкатыванию колеса 14 по неподвижному колесу 15 получает вращение вокруг собст­венной оси. Таким образом, планетарная мешалка непрерывно перемешивает все участки массы, создавая циркуляцию внутри цилиндра. Выпуск темперированной массы осуществляется че­рез патрубок 12, снабженный затвором.

Вода, выходящая из рубашки цилиндра, отводится в слив­ную воронку 8. Контроль температуры осуществляется термо­метром 5.

После прогрева машины режим теплообмена становится постоянным.

 

Крышки темперирующих машин-сборников снабжены бло­кировкой, отключающей электродвигатель при их открыва­нии.

МТ-250 и МТМ-100. Машины предназначены для смешивания и темперирования различных кондитерских масс: начинок, кон­фетных, шоколадных и мармеладных масс, тертого какао и т. п.

Рис.10. Цилиндрическая темпе­рирующая машина-сборник МТ-250:

а — общий вид с разрезом; б — схема привода мешалки

Техническая характеристика цилиндрических темперирующих машин-сборников
Показатели М2-Т-250 МТ-250 МТМ-100
Рабочая вместимость, л 250 250 100
Частота вращения мешалки, об/мин 26 16; 25 16; 25
Установленная мощность, кВт 5,5 4,5 1 »7
Частота вращения вала электродвига­ 1420 1420 1420
теля, об/мин      
Габаритные размеры, мм длина ширина высота

1125

1310

1400

1326

1150

1475

1150

800

1100

Масса, кг 905 830 460

Примечание. Технические характеристики автоматических темперирующих ма­шин применяемых преимущественно в шоколадном производстве для темперирования шоколадных масс, приведены в главе  «Оборудование для производства шоколада».

 

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