Для изготовления пастильных и зефирных масс применяются непрерывнодействующие агрегаты и взбивальные машины периодического действия. Для формования зефира применяются зефироотсадочные машины. Пастилу формуют на машинах для разливки пастильной массы, готовые пласты режут на заготовки изделий на пастилорезательных машинах. После формования пастилу и зефир сушат в специальных сушилках.
На рис. 5.42 приведен непрерывнодействующий агрегат ШЗД для взбивания пастильных и зефирных масс под давлением. Рецептурную смесь для взбивания готовят в смесителе 10 (см. рис. 5.42, а), в который непрерывно подают все компоненты смеси — яблочное пюре из сборника 1 через бачок постоянного уровня 2 с плунжерным насосом 3, яичный белок из бачка 4 с насосом 5 и уваренный сахаропаточно-агаровый сироп из сборника 6 с плунжерным насосом 7. Сахар-песок поступает в воронку смесителя из сборника 16 через магнитный уловитель 15 и дозирующее устройство 14. Для дозирования кислоты и красителя с эссенцией установлены бачки 8 и 9. Рецептурный смеситель снабжен водяной рубашкой для темперирования смеси.
Готовая рецептурная смесь поступает из смесителя 10 в приемный бачок 77 (с подогревом), из которого шестеренным насосом 12 непрерывно подается в роторный центробежный смеситель 13, при этом в смесь вводится под давлением воздух, поступающего из ресивера 20.
Для регулирования давления воздуха установлен воздушный редуктор 19 с манометрами 77. Количество поступающего воздуха измеряется ротаметром 18.
Роторный центробежный смеситель агрегата ШЗД состоит из корпуса с водяной рубашкой, взбивальных неподвижных статоров и взбивального ротора. Ротор 7 (см. рис. 5.42, б) жестко закреплен на горизонтальном валу 2, который получает вращение от шкива 7. Жидкая смесь и воздух поступают соответственно через патрубки 3 и 4 в камеру 5, а затем в пространство между ротором 7 и двумя неподвижными статорами 9, укрепленными на стенках 8 взбивальной камеры. На внутренней стороне каждого статора
Рис. 5.42. Агрегат ШЗД для непрерывного приготовления зефирной массы под давлением: а — схема агрегата; б — роторный центробежный смеситель
концентрическими рядами расположены зубья, а между зубьями статоров — зубья ротора. Размеры зубьев подобраны таким образом, что образуется концевой канал извилистой формы шириной 1мм.
Ротор и статоры изготовлены из бронзы, внутренняя поверхность камеры — из нержавеющей стали. Насыщенная воздухом смесь выходит через отверстие 10. На выходе из взбивальной камеры установлен регулятор давления, который поддерживает в ней постоянное избыточное давление 0,05…0,009 МПа.
Для регулирования и стабилизации температуры смеси взбивальная камера 5 снабжена водяной рубашкой 11, состоящей из двух секций, в каждой из которых имеются соответственно патрубки 12 для подвода и патрубки 6 для отвода воды. Производительность роторного центробежного смесителя 75… 600 кг/ч, в зависимости от назначения смесителя частота вращения ротора варьируется в пределах 280….700 мин-1
Зефироотсадочная машина (рис. 5.43) предназначена для формования половинок зефира отсадкой на поверхность лотков.
Машина состоит из следующих сборочных единиц (см. рис. 5.43,
а): бункера 3, дозировочно-отсадочного механизма 2, цепного конвейера 1, приводного механизма 5 и станины 6.
Цепной конвейер представляет собой две параллельно расположенные «бесконечные» цепи с шагом, равным 35 мм. Для фиксирования положения лотков на цепи предусмотрены звенья с упорами. Во время отсадки зефира на лоток конвейер движется равномерно. В момент прохождения стыков двух лотков под зубчатыми наконечниками дозировочно-отсадочного механизма конвейер получает ускоренное движение.
Машина приводится в движение электродвигателем через клиноременную передачу и вариатор скоростей.
Загрузочный бункер выполнен из алюминиевых листов. Для обогрева зефирной массы в процессе отсадки бункер снабжен водяной рубашкой. Температура массы контролируется термометром 4.
В нижней части бункера на болтах прикреплен
дозировочноотсадочный механизм (см. рис. 5.43, б), который снабжен золотниковой коробкой 7и золотником 6. Последний представляет собой полый цилиндр, разделенный перегородками на шесть камер с одинаково расположенными вырезами. Золотник совершает переменное вращательное движение на угол 90° под воздействием пазового кулачка 11 через систему рычагов.
Шесть плунжеров 8 прикреплены к общей траверсе, которой сообщается возвратно-поступательное движение пазовым кулачком 10 через систему рычагов. При помощи кулисного механизма 9 можно плавно регулировать ход плунжеров 8 и тем самым обеспечивать заранее заданную дозировку порции массы, отсаживаемой на лоток. Когда плунжеры выходят из золотниковой коробки, их поверхность смачивается растительным маслом для предотвращения налипания зефирной массы.
Рис. 5.43. Зефироотсадочная машина: а — общий вид; б — схема привода отсадочного механизма
Шесть гибких гофрированных шлангов 5 соединяют выводные штуцеры золотниковой коробки с зубчатыми наконечниками 3. Подвижная каретка 4, несущая на себе рамку с закрепленными на ней зубчатыми наконечниками, совершает возвратно-поступательное движение вдоль конвейера и поперек него под воздействием торцевого 1 и цилиндрического 2 кулачков через рычажную систему с пружиной.
Залитая в бункер зефирная масса при том положении золотников, когда окна золотниковой коробки сообщаются с бункером, при движении плунжеров засасывается в дозировочные цилиндры. После отхода плунжеров в крайнее заднее положение золотник поворачивается на 90° и таким образом соединяет дозировочные цилиндры с выпускными окнами золотниковой коробки. Плунжеры, двигаясь вперед, выдавливают зефирную массу из дозировочных цилиндров последовательно через выпускные окна золотниковой коробки и далее через гибкие шланги и зубчатые наконечники на лоток, движущийся по конвейеру. При этом подвижная каретка с закрепленными на ней зубчатыми наконечниками совершает сложное продольно-поперечное движение, благодаря чему каждая отсаживаемая порция зефирной массы приобретает круглую форму зефира с рифленой поверхностью («ракушка»).
В конце процесса отсадки для отрыва отсаженной зефирной массы от наконечников направление скорости движения каретки резко меняется на противоположное, что достигается сжатием спиральных пружин, прикрепленных к подвижной каретке.
Производительность зефироотсадочной машины П3 (кг/ч) определяют по формуле
где т — количество дозирующих плунжеров (т = 6); п — количество отсадок в минуту; д — расчетная масса половинки зефира, кг; с — коэффициент, учитывающий перерывы в отсадке.
Пастилу формуют следующим образом. Готовая пастильная масса из агрегата для взбивания заполняет бункер разливочной головки, которая наносит массу равномерным слоем на клеенчатую ленту, покрывающую несущую стальную ленту. Для устранения растекания массы у краев ленты установлены два ограничительных конвейера. Стальная лента непрерывно охлаждается водой.
При прохождении через камеры с принудительным током воздуха непрерывный пастильный пласт полностью выстаивается и переходит затем на наклонный ленточный конвейер.
Выстоявшийся пастильный пласт подается затем в резательную машину, где дисковые ножи разрезают ее на шесть продольных полос.
Укрепленные на бесконечной цепи ножи разрезают полосы поперек на отдельные пастилки, которые укладываются на решета.
Заполненные заготовками пастилы решета укладывают на вагонетки, которые при помощи тяговой цепи, вмонтированной в пол, проходят через туннельную сушилку. После сушки пастила поступает на конвейер опудривающей машины, а затем передается на упаковку.
После формования из пастилы и зефира удаляют влагу. Наиболее распространенным способом удаления влаги является сушка. В процессе сушки к высушиваемому изделию подводится теплота, под воздействием которой происходит испарение влаги с поверхности изделия. Для удаления испаряемой влаги в качестве сушильных агентов применяют воздух или перегретый пар. Сушильные агенты, отдавая теплоту на испарение влаги, охлаждаются. При этом они увлажняются и уносят влагу из сушилки.
В результате испарения влаги с поверхности изделия в различных его точках создается разность концентраций влаги (градиент влажности), под воздействием чего влага перемещается (мигрирует) от центра изделия к его периферийным слоям, омываемым сушильным агентом.
Однако влага в изделии перемещается под влиянием не только градиента влажности, но и температурного градиента, т. е. под влиянием направления потока теплоты от периферии к центру. Следовательно, перемещение влаги под действием температурного градиента происходит к центру. Суммарное количество влаги, перемещаемое при наличии обоих градиентов (от центра к периферии и наоборот), равно разности между количеством влаги, перемещенной под действием градиента влажности от центра, и количеством влаги, перемещенной под действием температурного градиента к центру.
Таким образом, сушка состоит из трех процессов: перемещения влаги внутри высушиваемого изделия от центра к поверхности; парообразования и перемещения пара от поверхности изделия в сушильный агент
В качестве сушильного агента для пищевых продуктов обычно применяется подогретый воздух.
На небольших предприятиях сушка пастилы и зефира осуществляется в камерных сушилках тупикового типа, а на предприятиях большой мощности — в туннельных конвейерных сушилках.
Туннельная конвейерная сушилка состоит из камеры, в которой на уровне пола расположен тяговый цепной конвейер с
упорами- толкателями, и системы подогрева и циркуляции воздуха. Туннель сушилки разделен на два участка: сушки и охлаждения. Участок сушки состоит из девяти камер-секций, участок охлаждения — из двух секций. Первую зону участка сушки занимают две секции, вторую зону — четыре и третью зону — три секции.
Каждая секция сушилки имеет самостоятельные калориферновентиляционные установки, смонтированные на верхнем перекрытии. Установки состоят из двух пластинчатых калориферов и одного осевого вентилятора, создающих в камере поперечные потоки горячего воздуха с перемежающимися направлениями. Для достижения равномерной сушки изделий диффузоры снабжены направляющими для воздуха, обеспечивающими равномерный поток.
Вагонетки с изделиями, установленные в камере сушилки, попадают под воздействие поперечных потоков горячего воздуха, поступающего от калориферно-вентиляционных агрегатов. Проходя через зазоры между решетками, горячий воздух отбирает влагу от изделий и тем же вентилятором выводится для повторного использования с частичным добавлением к нему свежего воздуха. По мере продвижения вагонеток вдоль туннеля направление потока воздуха меняется, что обеспечивает более равномерную сушку изделий.
Вагонетки перемещаются вдоль туннеля цепным конвейером, совершающим периодическое движение. На цепи закреплены упоры-толкатели вагонеток, которые движутся по рельсовому пути. Для возврата освободившихся вагонеток к месту загрузки изделий вне камеры проложен другой рельсовый путь с тяговой цепью.
Поворот вагонеток на участках их загрузки и разгрузки производится при помощи поворотных кругов, вмонтированных в пол.
Производительность сушилки Пс (кг/ч) определяют по формуле
где q — масса готовых изделий наодной вагонетке, кг; L — длина сушильной камеры, мы; г — количество сушильных камер; с — коэффициент, учитывающий возвратные отходы; т — продолжительность сушки пастилы, ч; / — шаг установки вагонеток, мм.
В настоящее время разработана шахтная сушилка А2-ШЛЖ/4 для сушки изделий, уложенных в лотки.