Оборудование для формования жгутов и корпусов конфет выпрессовыванием, отсадкой и резкой
Многие конфетные массы (пралиновые, кремовые и т. п.) обладают высокой вязкостью, и из них невозможно формовать изделия методом отливки. Изделия из таких масс формуются выпрессовыванием, отсадкой и резкой.
Машины для формования выпрессовыванием и отсадкой. Под выпрессовыванием подразумевается процесс непрерывного или периодического выдавливания профилированных изделий бесконечной или ограниченной длины через формующую матрицу определенного сечения. Формование конфет выпрессовыванием имеет ряд преимуществ: более высокая производительность, возможность создания механизированного поточного производства, универсальность, экономичность, возможность автоматизации процесса.По типу нагнетателя выпрессовывающие машины, применяемые в конфетном производстве, делятся на шнековые, шестеренные и валковые.Нагнетатели шнекового типа характеризуются непрерывностью подачи, возможностью создания необходимого для выпрессовывания массы давления, простотой загрузки материала и т. д. Машины со шнековыми нагнетателями делятся на одношнековые, многошнековые, с одним или несколькими цилиндрами.
Шестеренные нагнетатели в качестве основных рабочих органов имеют прямозубые или спиральные, зацепляющиеся между собой шестерни, вращающиеся в неподвижном корпусе. Нагнетатель работает как шестеренный насос, обеспечивая подачу конфетной массы по объемному принципу.
Валковые нагнетатели имеют ограниченное применение из-за недостаточного давления, развиваемого в зоне нагнетания. Они используются в основном при формовании пластов (см. рис. У.2), причем формуемые массы должны быть достаточно текучими, для чего их перед формованием подогревают.
Под отсадкой понимают процесс формования штучных изделий выдавливанием конфетной массы через профилирующие насадки на приемную поверхность при циклическом взаимодействии рабочих органов.
Отсадочные машины характеризуются или периодическим движением нагнетателя, или наличием золотникового отсека- теля (отсекающая планка, пробковый золотник и т. п.).
На кондитерских предприятиях наиболее широкое распространение получили формующие машины МФБ-1, ШПФ и др. (непрерывное выпрессовывание жгутов или пласта), ШОК, «Унимат» и др. (периодическое отделение порции от конфетной массы).
Машина МФБ-1 со шнековым нагнетателем для формования жгутов конфетных масс. Машина предназначена для формования батончиков и корпусов конфет (прямоугольного сечения) из пралиновых масс путем выпрессовывания жгутов; применяется преимущественно на кондитерских предприятиях средней и малой мощности.
Машина (рис. У.16) состоит из станины 1 с кронштейном 13, смонтированной на чугунной плите 16, привода с червячным редуктором 14 и электродвигателем 15, корпуса 4 с вращающимся шнеком 3 и формующей матрицей 2, головки 7 со смонтированной внутри парой конических шестерен 8 и загрузочной воронки 5 со спиралью 11.
Смонтированный внутри чугунного корпуса 4 стальной сварной шнек 3 соединен со средним горизонтальным валом. Для восприятия осевого усилия, возникающего в результате нагнетания массы шнеком, предусмотрен упорный шарикоподшипник. На горизонтальном валу насажена двухрядная звездочка 12 для привода шнека.
Рис. У.16. Машина МФБ-1 со шнековым нагнетателем для формования жгутов конфетных масс
Внутри головки 7 вращаются верхний горизонтальный вал 9 с конической шестерней и звездочкой 10, а также вертикальный вал 6 с конической шестерней и спиралью. Спираль 11 служит для подачи конфетной массы в корпус машины 4 и непрерывного перемешивания ее в загрузочной воронке 5.
Конфетная масса поступает в загрузочную воронку 5, из которой спиралью 11 подается в корпус 4 со шнеком 3. Шнек, вращаясь, перемещает массу и выпрессовывает ее через формующие каналы матрицы 2 в виде пяти бесконечных жгутов.
При отсутствии производственных площадей для установки охлаждающего транспортера с закрытой камерой в линии с машиной МФБ жгуты вручную разрезают на отрезки длиной до 800 мм, которые укладывают на фанерные лотки. Отрезки жгутов подвергаются охлаждению и выстойке.
Отформованные и охлажденные заготовки для батончиков поступают на резку и завертку.
При установке сменной матрицы с каналами прямоугольного сечения на этой машине можно формовать полосы с последующим разрезанием на корпуса конфет, имеющие форму параллелепипеда.
Шнековые прессы имеют недостатки, связанные с неравномерностью давления по длине матрицы. Вследствие различных давлений у отверстий матрицы скорость выхода жгутов из отверстий неодинакова.
Техническая характеристика шнекового пресса МФБ-1
Производительность по батончикам, кг/ч | До 325 |
Диаметр шнека, мм | 96 |
Число отверстий в формующей матрице | 5 |
Диаметр отверстий в матрице для формования батончиков, мм Частота вращения, об/мин |
18 |
спирали | 60 |
шнека | 100 |
Мощность электродвигателя, кВт | 1,7 |
Частота вращения вала электродвигателя, об/мин Габаритные размеры, мм |
1440 |
1250X845X1640 | |
Масса, кг | 410 |
Производительность пресса МФБ-1 при непрерывной работе определяется по формуле (в кг/ч)
П — З600FuрС, (V. 17)
где F— суммарное сечение всех формующих каналов матрицы, м2; u — скорость выпрессовывания жгутов, м/с; р — плотность формуемой конфетной массы, кг/м3; С — коэффициент, учитывающий возвратные отходы.
Машина ШПФ с шестеренным нагнетателем для формования жгутов конфетных масс. Назначение машины ШПФ то же, что и МФБ-1, но производительность ее значительно выше. Выдавливание жгутов осуществляется нагнетателем, состоящем из двух шестеренных роторов.
На рис. У.17 представлен общий вид машины. Формующая часть монтируется на станине 2. Конфетная масса загружается в воронку 15 и захватывается шнеком 12. Из цилиндрической камеры 13 масса нагнетается шнеком в камеру 14, где она захватывается зубьями вращающихся шестеренных роторов II. Роторы нагнетают массу в камеру сменной матрицы 21, закрепленной в рамке 20. Привод шнека 12 осуществляется от электродвигателя 6, редуктор 5 и цепную передачу 9 через звездочку 10. Привод одного из роторов осуществляется от электродвигателя 1, редуктор 3 и цепную передачу 4 через звездочку 7. Второй валок получает вращение от первого через зубчатую передачу 8.
Шнек 12 извлекается из камеры 13, для чего торцовая крышка 16 камеры снимается.
Рис. У.17. Машина ШГТФ с шестеренным нагнетателем для формования жгутов конфетных масс
Жгуты 23, выходящие из каналов матрицы 21, ложатся на транспортерную ленту 22 и подвергаются обдувке воздухом из диффузора. Вследствие этого на поверхности жгутов образуется несколько затвердевшая пленка, предотвращающая прилипание жгутов к ленте транспортера и устраняющая ее загрязнение. Лента 22 со жгутами 23 накладывается на сетчатый транспортер 24у принадлежащей охлаждающей камере, в которой жгуты затвердевают.
Камера 18 нагнетающих роторов имеет водяную рубашку 17 для поддержания необходимой температуры формуемой массы. Вода подается в штуцер 19.
По длине нагнетательных роторов 500 мм матрица может иметь 18—19 каналов диаметром 21 мм.
Нагнетатель такого типа может применяться для выпрессовывания конфетного пласта на размазном конвейере взамен кареток. В этом случае матрица должна иметь не ряд каналов, а одну щель, ширина которой должна быть равна толщине пласта.
Техническая характеристика машин с шестеренными нагнетателями.
нагнетателями | ||
ШПФ | ШВФ-22 («Красный | |
(ВНИИКП) | Октябрь» и М.ТИПП) | |
Производительность, кг/ч | 460 | 900 |
Модуль зуба шестеренных ро | 4 | 4 |
торов | ||
Число формующих каналов | 18 | 22 |
Мощность электродви гателя, | 2,8 | -2,8 |
кВт | ||
Скорость выхода жгута, м/с | 0,086—0,036 | 0,055 |
Габариты, мм | ||
длина | 1100 | 1200 |
ширина | 985 | 850 |
высота | 1270 | 2700 |
Отсадочная машина ШОК со шнековым нагнетателем. Машина предназначена для формования отсадкой конфет куполообразной формы, например типа «Трюфели», «Красная Москва» и др. Конфетные массы, предназначенные для производства таких конфет, обладают и соответственно большей текучестью.
Машина (рис. У.18) состоит из приемной воронки, камеры нагнетания с четырьмя шнеками, предматричной камеры с отсекателем и насадками, привода рабочих органов и станины 15.
Формуемая масса поступает в воронку 11 машины и в камере нагнетания 6 распределяется по четырем шнекам 10. Шнеки получают вращение от главного распределительного вала 1У цепной передачи с ведущей звездочкой 2, горизонтального вала 8, конической передачи 9 и зубчатых передач 7. Для термостатирования конфетной массы камера нагнетания снабжена водяной рубашкой.
Шнеки непрерывно нагнетают конфетную массу в предматричную камеру 12, в дне которой расположена матрица с 12 отверстиями, снабженными насадками 13. Отверстия перекрываются подвижной планкой 5 с таким же количеством отверстий. Планка получает возвратно-поступательное движение от главного вала 1, через кривошипно-шатунный механизм 3 и кулачок 4. Во время движения планки ее отверстия совпадают с отверстиями в матрице и формуемая конфетная масса из предматричной камеры вытекает на транспортерную ленту 14, которая в этот момент останавливается. Периодическое движение лента 14 получает от храпового механизма.
В начале процесса отсадки конфет остановившаяся лента перемещается в вертикальном направлении подъемным столиком, который приводится от рычажного механизма 16. Затем столик резко опускается и прилипшие к ленте изделия отрываются от формующих насадок матрицы. После этого транспортер перемещает ряд конфет в следующую позицию.
Рис. У.18. Отсадочная машина ШОК со шнековым нагнетателем для формования конфет куполообразной формы
Рассмотренная машина не обеспечивает стабильной массы каждого изделия в ряду и в соседних рядах. Это объясняется неравномерностью истечения массы из разных отверстий матрицы вследствие неравномерного распределения давления в общей предматричной камере, сочетания непрерывной работы нагнетательных шнеков с периодической работой отсекателя, что вызывает повышение давления в массе в тот момент, когда формующие отверстия матрицы перекрыты.
Конструкторами кондитерской фабрики «Красный Октябрь» для устранения перечисленных недостатков в предматричную камеру машины ШОК введено устройство, которое состоит из 12 цилиндров (по числу отверстий), снабженных поршнями. Формуемая масса заполняет цилиндр, объем которого соответствует предусмотренной по рецептуре массе изделия, а в момент совпадения отверстий отсекающей планки и матрицы поршни выталкивают отмеренную порцию через насадки на ленту транспортера. Привод цилиндров и поршней осуществляется от главного вала машины кулачково-рычажным механизмом. Машина производит 18 отсадок в 1 мин, т. е. ее производительность равна 216 шт./мин. Мощность электродвигателя 1,1 кВт, габариты машины 1500X700X340 мм.
Отсадочная машина с шестеренно-роторным нагнетателем. Машина предназначена для отсадки конфет «Сливочная помадка». Машина (рис. У.19, а) состоит из следующих основных сборочных единиц: станины 1 сварной конструкции, нагнетательной головки 3 с приемной воронкой 5; подъемно-опускного столика 2 (закрыт ограждением), магазина 4 для поддонов, цепного транспортера 6 периодического действия, привода, установленного внутри станины машины.
Магазин (рис. У.19, б) представляет собой четыре установленные на станине стойки 3, в пространство между которыми закладывается стопка поддонов 4. Нагнетательная головка состоит из загрузочной воронки 8; корпуса 6, имеющего полость 5 для темперирующей воды; вставляемой в корпус пары рифленых незацепляющихся валков 7 и Я выполняющих роль питателя; пары зацепляющихся зубчатых роторов 10 — дозирующего и нагнетающего органа, сменной матрицы 11. Цапфы валков соединены с цапфами роторов зубчатыми передачами. Валки и роторы приводятся в реверсивное (прямой и обратный ход) вращательное движение от кривошипно-коромыслового и храпового механизмов.
Под нагнетательной отсадочной головкой установлен подъемно-опускной столик 13. Он перемещается в вертикальных направляющих при помощи кулачка 12. На столике имеется устройство для фиксирования и удержания поддона в процессе отсадки.
Периодически движущийся транспортер 2 выполнен в виде двух параллельных ролико-втулочных цепей с закрепленными на них гонками 1.
В загрузочную воронку закладывается конфетная масса, а в магазин — поддоны. Транспортер выталкивает гонками нижний поддон из магазина. Далее поддон гонками устанавливается над столиком. Поднимающийся столик захватывает поддон и подносит его к формующим насадкам матрицы. В момент, когда столик занимает крайнее верхнее положение, во вращение приводятся подающие валки и нагнетающие роторы
Рис. У.19. Отсадочная машина с шестеренно-роторным нагнетателем: а — общий вид; б — принципиальная схема
и через насадки начинает выдавливаться масса. После некоторого выстоя столик опускается, а выдавленная масса образует корпус, который прилипает к поддону. Одновременно с движением столика вниз валки и роторы получают обратный ход. При этом движении нагнетательных органов в конфетной массе, находящейся в предматричной камере и в насадках матрицы, снимается давление. Сочетание обратного хода нагнетатель-
Рис. У.20. Схемы машин с дисковыми ножами для резки конфетных пластов
ных органов и резкого движения столика приводит к отрыву конфеты от массы, находящейся в насадке. Поддон с отсаженными на него конфетами опускается на направляющие и гонками транспортера перемещается в следующую позицию. После установки очередного пустого поддона в позиции под формующими насадками цикл повторяется.
При отсадке конфет «Сливочная помадка с цукатом», «Машенька» или «Колокольчик» на один поддон отсаживается 15 конфет общей массой 200 г; число отсадок в минуту 5—27; мощность электродвигателя 0,6 кВт, габаритные размеры машины (в мм): 1700x600x1400, масса машины 500 кг.
Машины для резки пластов конфетных и ирисных масс. Наибольшее распространение имеют дисковые резательные машины, у которых рабочими органами являются дисковые ножи. Помимо дисковых применяется ряд других разновидностей резательных машин, у которых ножи имеют возвратно-поступательное движение (гильотинный принцип резки), а также комбинированные, где применена и дисковая, и гильотинная резка.
Машина с дисковыми ножами для резки пластов конфетных масс. Машина (рис. У.20, а) состоит из стола со станиной, привода и режущих механизмов в виде набора дисковых ножей, установленных друг от друга на определенном расстоянии: один набор ножей по ширине конфеты — для продольной резки, другой по ее длине — для поперечной резки. В машинах одного типа наборы ножей располагаются параллельно друг другу (рис. У.20, б), в машинах другого типа — перпендикулярно (рис. У.20, в).
Пласт конфетной массы, уложенный на фанерный или металлический лист, продвигается вручную под ножи, сначала для продольной, а затем для поперечной резки. Поперечная резка осуществляется или при перемещении нарезанных полос под дисковые ножи, расположенные под углом 180°, с поворотом пласта, или при перемещении под ножи, установленные под углом 90° к первым (см. рис. У.20, в).
Ножи разрезают пласт не до конца, оставляя неразрезанными примерно 0,5 мм толщины слоя. Ножи 1 (см. рис. У.20, а), изготовляемые из листовой инструментальной стали толщиной до 1 мм, монтируются на стальной скалке 3 между текстолитовыми или стальными втулками 2. Сменой втулок изменяют размеры отрезаемых полос, соответствующих ширине или длине конфеты. Валик 5 способствует равномерному движению листа с пластом.
При прилипании массы к ножам последние могут захватить нарезанные полосы и оторвать их от стола. Гребенка 4, расположенная над поверхностью пласта, препятствует подъему нарезанных полос, отрывая их от ножей.
Движение режущим механизмам передается от электродвигателя через редуктор и цепную передачу.
Техническая характеристика машины для резки пластов конфетных масс с дисковыми ножами
Производительность, кг/ч 750
Диаметр диска ножа, мм 100—135
Шаг между ножами, мм 19 и 38
Число ножей
при шаге 19 мм 20
» » 38 мм 13
Частота вращения ножей, об/мин 50—60
Габаритные размеры, мм 1300X1200X 1020
Производительность (в кг/ч) резательных машин с дисковыми ножами для изделий квадратной формы определяется по формуле
П = 60 (г — I)2 пС/к, (У.18)
где г — число ножей на скалке; п — число двойных ходов стола в минуту; С — коэффициент учета отходов при резке; к — количество изделий в 1 кг.
Производительность резательных машин любого типа можно определить также по формуле
П = 60G0С/т, (V. 19)
где Со — масса одного пласта, кг; т — время, затрачиваемое на разрезание пласта, мин.
Резательная машина с гильотинным ножом. Машина предназначена для резки конфетных жгутов. Машина (рис. У.21, а) состоит из станины 7, ножа 4 гильотинной резки, механизмов поперечного и продольного перемещения ножа, привода.
Конфетные жгуты 2 перемещаются транспортером 1 из охлаждающей камеры под нож 4, закрытый сверху ограждением 3. Нож одновременно перерезает все жгуты, отделяя от них корпуса конфет 5, которые собираются в лоток 6. Они могут также передаваться на транспортер для глазирования или на завертку.
Гильотинный нож совершает сложное движение, обусловленное непрерывным движением жгутов. При этом необходимо, чтобы нож не только перерезал жгуты (поперечное перемещение), но и в момент резания имел горизонтальную скорость, равную скорости движущихся жгутов. Поэтому нож приводится в движение от двух механизмов: поперечного и продольного перемещения.
От электродвигателя 16 (рис. У.21. б) через цепную передачу 15 и зубчатую пару 13 приводится во вращение кулачковый вал 8. Кулачок 9, воздействуя на ролик 10, поворачивает рычаг 5, который через траверсу 14 и два штока 12 перемещает нож 11 в вертикальном направлении. Кулачок 7, воздействуя на ролик 6, установленный на шатуне 5, поворачивает рычаг-коромысло 1, которое через два рычага 4 перемещает нож 11 в горизонтальном направлении. Коромысло 1 имеет кулисный механизм регулирования продольного размера отрезаемых конфет. Для этого проворачивают маховик 2. При этом изменяется размах качания коромысла 1, а следовательно, и величина горизонтального перемещения ножа и продольный размер конфеты.
Производительность машины с гильотинным ножом определяется производительностью формующей машины линии, длина ножа зависит от ширины ленты транспортера, подающего жгуты.
Резательная машина комбинированного типа. Для поточной линии производства многослойных конфет ВНИИКПом разработана конструкция конфеторезательной машины непрерывного действия комбинированного типа.Машина (рис. У.22) состоит из ленточного транспортера 2, механизма продольной резки 3 с дисковыми ножами, механизма поперечной резки 4 с ножом гильотинного типа и приводных механизмов, смонтированных на станине 1.
Лента транспортера получает движение от ведущего барабана 9 и движется с постоянной скоростью.
Дисковые ножи продольной резки вращаются на двух параллельных скалках и установлены в шахматном порядке.
Нож поперечной резки крепится на траверсе 5, которая закреплена на двух штоках 6, совершающих возвратно-поступательное движение по вертикали от двух качающихся рычагов 10. Качание рычагов осуществляется кулачком 15. Нож совершает около 50 ходов в минуту. Штоки движутся в направляющих, закрепленных в общей каретке, которая может передвигаться по горизонтальным направляющим 7.
Возвратно-поступательное движение каретки вдоль машины осуществляется качающимся коромыслом 8, которое получает движение от кулачка 12 через тягу 13. Кулачки спрофилированы таким образом, что во время опускания ножа вниз (резание) каретка с ножом движется вперед со скоростью транспортера. После того как нож, поднимаясь вверх, выйдет из толщи конфетного пласта, каретка получает движение назад и нож при новом опускании встретит следующую полосу конфетного пласта.
Коромысло 8 имеет кулисный механизм регулирования продольного размера отрезаемых конфет. Вращением маховика 14 шарнир 11 передвигается вдоль оси коромысла. При этом меняется размах качания коромысла, а следовательно, и величина хода каретки в продольном направлении и продольный размер конфеты.
Достоинство конфеторезательной машины ВНИИКПа в том, что в ней резка пласта на изделия осуществляется без его поворота на 90°, как это имеет место в машинах с дисковыми ножами, и ее транспортер движется непрерывно, что позволяет использовать машину в поточных линиях. *
Техническая характеристика конфеторезательной машины ВНИИКПа
Производительность, кг/ч | 850 |
Мощность электродвигателя, кВт |
1,0 |
Количество ножей | Частота вращения вала электродвигателя, об/мин | ||
продольной резки | 20 | 930 | |
поперечной резки | 1 | ||
Ширина ленты транспор тера, мм |
500 | Габаритные размеры, мм | 1500 |
Размеры конфет, мм | длина | ||
ширина | 700 | ||
ширина | 19,П | высота | 1255 |
длина | 38 и 40 |
Струнные машины для резки пластов. Такие машины применяются преимущественно для резки пластов пралиновых конфетных масс с вафельными прослойками при изготовлении корпусов конфет типа «Мишка косолапый», «Красная шапочка» и т. п. Эти машины наиболее широко применяются для резки вафельных пластов при производстве вафель с начинками.