Агрегаты и станции для приготовления сиропов и уваривания кондитерских масс. Технологические насосы

В кондитерском производстве широко применяются различ­ные насосы. В установках для уваривания кондитерских масс под разрежением используются поршневые и ротационные ва­куум-насосы, для перекачки жидких и вязких полуфабрика­тов— поршневые, плунжерные, шестеренные и ротационные.

Поршневые мокровоздушные вакуум-насосы. Эти насосы предназначены для поддержания постоянного разрежения в змеевиковых, сферических и других вакуум-аппаратах, при­меняемых для уваривания карамельной массы, фруктово-ягод­ных начинок и т. п. Они используются также в установках для перекачки масс, подлежащих увариванию в вакуум-аппа­ратах периодического действия.

Поршневые мокровоздушные вакуум-насосы бывают вер­тикальные и горизонтальные. В кондитерской промышленности наиболее распространены вертикальные насосы. Обычно они изготавливаются совместно с конденсаторами смешения, кото­рые предназначены для создания в вакуум-камере необходи­мого разрежения путем конденсации вторичного пара, обра­зующегося в аппарате в процессе уваривания продукта.

Конденсаторы бывают прямоточные и противоточные, с по­дачей охлаждающей воды разбрызгиванием через мелкие от­верстия в трубе или подачей ее по полкам (конденсаторы по­лочного типа).

На рис. 111.15 показаны схемы двух разновидностей прямо­точных конденсаторов смешения.

В первом конденсаторе (рис. 111.15, а) вторичный пар и воз­дух поступают из вакуум-камеры аппарата через патрубок 1.Схемы прямоточных конденсаторов смешения

Рис. II 1.15. Схемы прямоточных конденсаторов смешения

Одновременно из расположенной в центре корпуса конденса­тора 3 трубы 2 через боковые отверстия разбрызгивается хо­лодная вода, подаваемая из водопроводной сети; соприкасаясь с вторичным паром, вода конденсирует его; смесь конденсата, воздуха и воды отсасывается вакуум-насосом.

На рис. III.15, б показан прямоточный конденсатор полоч­ного типа, в нем холодная вода поступает сбоку на верхнюю полку, с которой затем струйками стекает на нижерасполо­женные полки, конденсируя поступающий из вакуум-камеры вторичный пар; смесь конденсата, воздуха и воды отсасывается вакуум-насосом через нижнее отверстие.

В кондитерской промышленности наибольшее распростра­нение имеют вертикальные поршневые мокровоздушные ва­куум-насосы ВНК-0,5М. Насос состоит из конденсатора сме­шения 15 (рис. III. 16, а), станины 2, цилиндра 4, внутри кото­рого расположены поршень 3 с клапаном и два неподвижных клапана 1 и 5, и привода. От электродвигателя 6 (N = 2,8 кВт, /n=1410 об/мин) через клиноременную передачу 7 и ре­дуктор, расположенный за ограждением 8, вращается ма­ховик 9. К нему экс­центрично крепится шатун 10, который приводит в воз­вратно-поступательное движе­ние крейцкопф 12, скользя­щий в направляющей 11. Че­рез шток 13 возвратно-посту­пательное движение переда­ется поршню 3, расположен­ному в цилиндре 4. Смесь воды, конденсата и воздуха выводится из цилиндра через патрубок 14.

Вакуум-насос работает сле­дующим образом (рис. 111.16, б). В цилиндре 3 располо­жены верхний клапан 2, пор­шень 4 и нижний клапан 5. Поршень 4 также снабжен клапаном. Клапаны выпол­нены в виде дисков с отвер­стиями, которые сверху при­крыты резиновыми проклад­ками.Вертикальный поршневой мокровоздушный вакуум-насос ВНК-0,5М: а — общий вид; Вертикальный поршневой мокровоздушный вакуум-насос ВНК-0,5М:  б — схема работы

Рис. 111.16. Вертикальный поршневой мокровоздушный вакуум-насос ВНК-0,5М: а — общий вид; б — схема работы

В конденсатор 8 через патрубок 10 поступает вторичный пар из вакуум-аппарата, через патрубок 9 — холодная вода. Вода перетекает по полочкам 7, разбрызгивается и, смеши­ваясь с паром, конденсирует его. При движении поршня 4 вверх (положение /) в нижней части цилиндра 3 и конденсатора 8 создается разрежение. Открывается всасывающий клапан 5, и через колено 6 воздушно-водяная смесь вса­сывается из конденсатора в ци­линдр 3 под поршнем 4. При движении поршня 4 вниз (по­ложение II) нижний клапан 5 под давлением воздушно-во­дяной смеси закрывается и засосанная смесь перемеща­ется из нижней полости ци­линдра в верхнюю, проникая через открывающийся при этом перепускной промежу­точный клапан поршня 4 в надпоршневое пространство. Далее, при последующем дви­жении поршня 4 вверх (поло­жение III), открывается верх­ний клапан 2 цилиндра и воз­душно-водяная смесь, находя­щаяся в верхней полости ци­линдра под поршнем, выталкивается через верхний клапан 2 и нагнетательный патрубок I в отводную трубу, при этом кла­пан поршня 4 закрыт. Одновременно через нижний клапан 5 за­сасывается следующая порция смеси, и процесс повторяется.

Подача насоса до 30 м3/ч, габаритные размеры (мм): 862x665x1725, масса 560 кг.

Ротационные мокровоздушные водокольцевые вакуум-на­сосы. Насосы этого типа предназначены для удаления из кон­денсатора смеси воздуха, сконденсированного вторичного пара и воды и поддержания разрежения в универсальных вакуум-аппаратах и других установках. Насос работает исключительно на чистой воде, не загрязненной абразивными примесями.

Для создания вакуума применяются роторные насосы двух марок —КВН-8 и КВН-4.Ротационные мокровоздушные водокольцевые вакуум-насосы. (разрез)Ротационные мокровоздушные водокольцевые вакуум-на¬сосы. Насосы этого типа предназначены для удаления из кон¬денсатора смеси воздуха

Насос КВН-8 (рис. III.17, а) состоит из корпуса 3, крышки 1, рабочего диска-ротора 2, вала 4 и опорного кронштейна 5.

При вращении ротора, закрепленного на валу эксцентрично по отношению к крышке насоса, поступающая через конденса­тор воздушно-водяная смесь, увлекаемая лопатками ротора, под действием центробежных сил отбрасывается к стенкам крышки, образуя водяное кольцо 3 (рис. 111.17,6). Между сту­пицей диска и внутренней поверхностью водяного кольца соз­дается разреженное пространство У, обеспечивающее засасы­вание воздушно-водяной смеси через большой серповидный вы­рез в корпусе насоса.

При дальнейшем вращении происходит сжатие перемещае­мой смеси, которая выбрасывается через малый серповидный вырез 2 в корпусе и нагнетательный патрубок насоса.

Для поддержания постоянного объема водяного кольца и отвода тепла необходимо, чтобы через насос непрерывно цир­кулировала вода (250—300 л/ч). Перед пуском насос необхо­димо залить водой.

Торцовые зазоры между диском и крышкой должны быть в пределах 0,1 мм. Регулирование зазора при эксплуатации насоса осуществляется торцеванием крышки. Температура сальника насоса не должна превышать температуру перекачи­ваемой жидкости более чем на 50 °С.

Во избежание попадания в насос посторонних предметов и частиц увариваемой массы на всасывающем трубопроводе ре­комендуется ставить фильтр. По окончании работы и в слу­чаях продолжительной остановки оставшуюся воду необхо­димо удалить через пробку 7 (см. рис. III. 17, а), после чего залить насос маслом и провернуть вал за муфту 6 от руки на 3 оборота.

Техническая характеристика ротационных мокровоздушных вакуум-насосов

Показатели КВН-8 КВН-4 Показатели КВН-8 КВН-4
Подача, м3/ч 40 20 Мощность элек­ 2,2 1,5
Диаметр ротора,мм 180 180 тродвигателя,    
кВт

Ширина ротора, мм

 

50 25 Частота вращения вала электродвигателя, об/мин ­ 1450 1450

Остаточное давление в конденние в конденсаторе, кПа­

17 17

 

Габаритные размеры, мм­

      длина 390 365
  ширина 260 230
  высота 260 220
Диаметр отверстияна входноми выходномштуцерах, мм  30  30 Масса насоса с муфтой, кг 45 40


Плунжерные сиропные (про­дуктовые) насосы. Насосы пред­назначены главным образом для подачи карамельного сиропа в змеевик вакуум-аппарата. Однако благодаря возможности ре­гулирования хода плунжера на­сосы широко используются так­же в качестве дозаторов для перекачки патоки, фруктово-ягод-Плунжерные сиропные (про­дуктовые) насосы. Насосы пред­назначены главным образом для подачи карамельного сиропа в змеевик вакуум-аппарата

Рис. 111.18. Плунжерный сиропный насос М-193: а — общий вид; б —схема работы

ных масс, начинок, какао-масла и других густых, вязких конди­терских масс. Этими насосами комплектуются карамелевароч­ные, сиропные и начиночные станции, станции приготовления конфетных масс.

Плунжерный сиропный насос М-193. Насос (рис. 111.18, а) состоит из цилиндра 1 с плунжером 12 и кла­панной коробки 14 с клапанами: всасывающим 15 и нагнета­тельным 13. К фланцу всасывающего отверстия присоединя­ется трубопровод, подводящий сироп или другой продукт, а к фланцу нагнетательного отверстия—трубопровод для по­дачи сиропа в змеевик вакуум-аппарата или для других целей.

Плунжер 12 через скалку скреплен со штоком 7, скользя­щим в направляющей 8. Между плунжером 12 и стенками цилиндра 1 установлено сальниковое уплотнение 11.

Подачу насоса можно регулировать с помощью кулисного устройства, приводимого в действие рукояткой 10 и винтом 9. На кулисе регулирующего устройства прикреплена шкала с делениями для установки необходимого хода плунжера. На­сос смонтирован на вертикальной стойке 2. Привод насоса осуществляется от электродвигателя 5 через редуктор 4, кри­вошип 3 и шатун 6.

Принцип работы плунжерного насоса-дозатора заключа­ется в следующем (рис. 111.18,6). Электродвигатель 9 через муфту 8 приводит в движение червячный редуктор 7. Выход­ной вал редуктора имеет кривошип 6, который посредством шатуна 5 приводит в колебательное движение рычаг 4, пово­рачивающийся относительно опоры, установленной на под­вижной гайке 12. Положение гайки 12 можно изменять вра­щением винта 11 с помощью рукоятки 13 (тонкой линией по­казано крайнее положение гайки). При изменении положения гайки 12 ползун 3, сквозь который свободно проходит рычаг 4, может совершать большее или меньшее перемещение в вер­тикальной плоскости (Sminи Smax — соответственно минимально и максимально возможный ход плунжера). С ползуном жестко связаны шток 10 и плунжер 2, скользящий в цилиндре 1. При движении плунжера вверх происходит засасывание жидкости через клапан 16, а при обратном движении плунжера жид­кость перетекает через нагнетательный клапан 14. Клапаны располагаются в клапанной коробке 15, которая подсоединя­ется к патрубкам продуктового трубопровода.

Плунжерный сиропный насос АНП. Этот насос имеет то же назначение, что и насос М-193; принцип устрой­ства и работы его аналогичны описанному выше, но конструк­тивное оформление его несколько иное; насос снабжен стаканчатым фильтром на входном патрубке.

Техническая характеристика плунжерных насосов

Показатели М-193 АНП 11 Показатели М-193 АНП
Подача, кг/ч До 1000 До 1800 Мощность элек­тродвигателя, кВт 1 1
Диаметр плун­жера, мм 60 80
Частота враще­ния, об/мин 930 930
Ход плунжера, мм До 85 До 84
Габаритные
Число рабочих ходов в минуту 62,5 88 размеры, мм
длина 820 1000
Диаметр вход­ного и выход­ного отверстий, мм 35 50 ширина 602 620
высота 1205 1300
Масса насоса (с электродвига­телем), кг 245 321
Напор, м 40 45

Подачу плунжерного сиропного насоса (в кг/ч) можно оп­ределить по формуле

П — 60 Fsnіƛ0р,    (II  1.8)

где F — площадь поперечного сечения плунжера, м2; s —ход плунжера, м; n — число двойных ходов плунжера в минуту; і — число рабочих полостей насоса; ƛ0 —- коэффициент подачи (ƛ0=0,7-0,8); р —плотность сиропа, кг/м3.

Описанные ранее теплообменные аппараты и их вспомога­тельное оборудование обычно объединяются в агрегаты и стан­ции. На кондитерских фабриках эксплуатируются станции для приготовления сиропов и начинок, карамелеварочные станции; в цехах небольшой производительности используются универ­сальные вакуум-варочные станции.

Сироповарочные станции. В зависимости от принятой тех­нологии и имеющегося оборудования для приготовления ка­рамельного сахаро-паточного 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 с добавлением воды в небольших количествах.

На фабриках устанавливаются 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 производства, потребляющие 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 (рис. 111.19, а) состоит из устройства для подго­товки сахара-песка и аппарата для приготовления сиропа, при­чем последний в зависимости от производительности станции может состоять из двух и более агрегатов производительностью 2 или 4 т сиропа в час каждый.

В состав станции входит следующее оборудование: рецеп­турные сборники 1 для патоки, инвертного сиропа и воды, два двухплунжерных насоса-дозатора 8 для дозирования патоки и инвертного сиропа, бункер 2 для сахара с ленточным дозато­ром, смеситель-растворитель 3 шнекового типа с мешалкой и паровой рубашкой, плунжерный насос 4 для подачи кашице­образной смеси из смесителя в змеевик варочной колонки, ва­рочная колонка 5 (греющая часть унифицированного змееви­кового вакуум-аппарата), пароотделитель 6, сборник готового сиропа 7.

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 приготовлять сахаро-паточные, сахаро- инвертные и чисто сахарные сиропы.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.

Рис. III. 19. Сироповарочная станция ШСА-1: а — общий вид; б — принципиальная схема

Принципиальная схема станции представлена на рис. III.19, б. 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, поддерживается в пределах 65— 70 °С. В смесителе 8 все компоненты рецептурной смеси пере­мешиваются и подогреваются паром с помощью паровой ру­башки до температуры 65—70 °С. Время заполнения смесителя 3,5 мин.

Полученная рецептурная смесь с влажностью 17—18%, представляющая собой кашицу с неполностью растворенными кристаллами сахара, плунжерным насосом 7 подается в зме­евиковую варочную колонку 6, где смесь проходит в течение 1 —1,5 мин и кристаллы сахара полностью растворяются. Из­быточное давление греющего пара поддерживается в преде­лах 0,45—0,55 МПа.

На выходе из греющей колонки змеевик соединяется с расширителем 5, внутри которого установлен диск с отверстиями диаметром 10—15 мм. Диск оказывает сопротивление потоку движущегося сиропа, обеспечивая тем самым избыточное дав­ление в змеевике 0,17—0,20 МПа.

Образовавшийся в сиропе вторичный пар удаляется в паро- отделителе 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.

Сиропная станция благодаря короткому производственному циклу (не более 5 мин) и особенностям процесса растворения сахара в патоке под давлением позволяет получать светлый прозрачный сироп высокой концентрации (88 % сухих веществ) при низком содержании редуцирующих веществ в карамельной массе (до 14%). При выработке чисто сахарного сиропа влаж­ностью 18—20 % влажность рецептурной смеси поддержива­ется в пределах 24—26 %, соответственно этому избыточное давление греющего пара снижается до 0,3—0,35 МПа.

Основные технические данные сироповарочной станции ШСА-1

Сироповарочный агрегат
Производительность по сиропу, т/ч 2
Габаритные размеры, мм 3200X1400X2360
Масса, кг 2100
Смеситель
Вместимость, м3 0,126
Частота вращения мешалки, об/мин 60
Мощность электродвигателя, кВт 1,7
Частота вращения, об/мин 930
Время пребывания смеси в смесителе, мин 3—3,5
Змеевиковая варочная колонка
Площадь поверхности нагрева, м2 4,2
Давление пара, МПа 0,6
Время пребывания смеси в аппарате, мин 1-1,5

Карамелеварочные станции. При уваривании карамельных масс необходимо удалять значительное количество влаги. По­этому для интенсификации пароотделения кроме высокой тем­пературы уваривания (150—155 °С) применяют вакуумноеКарамелеварочная станция

Рис. III.20. Карамелеварочная станция

разделение карамельной массы и вторичного пара. Карамеле­варочные станции могут иметь вакуум-аппараты периодиче­ского или непрерывного действия.

Станция включает в себя вакуум-аппарат, мокровоздушный вакуум-насос с конденсатором смещения, питающий сиропный плунжерный насос и расходный бак.

На рис. 111.20 показана принципиальная схема карамелева­рочной станции со змеевиковым вакуум-аппаратом. На схеме приведены необходимые для расчета буквенные обозначения соответствующих параметров греющего пара, сиропа, готовой карамельной массы, вторичного пара и конденсата; из схемы видно также направление теплового потока, вносимого грею­щим паром и сиропом.

Карамелеварочные станции обычно состоят из расходного сиропного бака У, в который готовый сироп непрерывно пода­ется насосом с фабричной сиропной станции, сиропного (про­дуктового) плунжерного насоса 2 для непрерывной подачи ка­рамельного сиропа в змеевик 3 аппарата с вакуум-камерой 4 и поршневого мокровоздушного вакуум-насоса 6 с конденсато­ром смешения 5.

Станции для уваривания фруктово-ягодных масс. Такие кон­дитерские массы, как фруктово-ягодные начинки, конфетные и мармеладные массы, увариваются при более низких темпера­турах и содержат больше влаги, чем карамельная. Поэтому для удаления влаги нет необходимости создавать высокие темпера­туры уваривания и применять вакуум. Отделение влаги в этом случае происходит при атмосферном давлении (безвакуумное уваривание).

Станция для непрерывного безвакуумного уваривания фрук­тово-ягодных начинок (рис. III.21) состоит из сборника рецеп­турной смеси, плунжерного насоса-дозатора, змеевиковой ва­рочной колонки с циклоном-пароотделителем, темперирующей

машины, шестеренного насоса и системы трубопроводов для подачи готовой начинки в На­чинконаполнители обкаточ­ных машин.Станции для уваривания фруктово-ягодных масс.

По трубопроводу 1 посту­пает рецептурная смесь влаж­ностью 45—50 %, подлежа­щая увариванию. Она филь­труется в стаканчиковом фильтре 2 и собирается в рас­ходном сборнике 3. Из сборника 3 рецептурная смесь насосом- дозатором 4 перекачивается в змеевик варочной колонки 5, куда подается пар под давлением 0,6 МПа.

Варочная колонка 5 является греющей частью унифициро­ванного вакуум-аппарата 33-А и может иметь одинарный или сдвоенный змеевик. В змеевике смесь уваривается и поступает в циклон-пароотделитель 7. Уваренная начинка температурой 115 °С, что соответствует влажности 17—19%, сливается в тем­перирующую машину 9, а вторичный пар по центральной трубе 6 отсасывается вентилятором. В охлаждаемую начинку из дозатора 8 вводят ароматизирующие вещества и при тем­пературе 70—75 °С прокачивают шестеренным насосом 10 по кольцевому трубопроводу 11. Через отводы 12 необходимое ко­личество начинки отбирается в Начинконаполнители обкаточ­ных машин, а оставшаяся часть возвращается в темперирую­щую машину.

Для уваривания начинки в этой станции может быть ис­пользован реконструированный змеевиковый вакуум-аппарат с отделением вторичного пара под разрежением. В этом случае вакуум-камера имеет увеличенный объем (для отвода значи­тельного количества вторичного пара и предотвращения уноса с ним начинки).

Уваривание начинки в змеевике ведется в' течение 3—4 мин. Влажность готовой начинки регулируют производительностью плунжерного насоса-дозатора. Вторичный пар удаляется под

небольшим разрежением, при котором остаточное давление равно 0,065—0,075 МПа. Производительность станций для не­прерывного уваривания начинок колеблется в пределах 900— 1400 кг/ч начинки в зависимости от площади поверхности на­грева. Станции для уваривания конфетных, ирисных и марме­ладных масс рассматриваются в соответствующих статьях.

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.

Похожие материалы (по тегу)

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