Рубрики
Кондитерское оборудование

Аппараты непрерывного действия

Шестисекционный растворитель для приготовления сахарного си­ропа.

Растворитель (рис. 7) является основным аппаратом сиропной стан­ции ШСК (схему и описание станции см. ниже). Он состоит из корпуса 3, закрытого слоем термоизоляции, постамента 1, вала 4 с лопастной мешалкой 5 и барабанным фильтром 9, привода 2, трубопроводов и наружного кожуха.Шестисекционный растворитель для приготовления сахарного сиропа.

Рис. 7. Шестисекционный растворитель для приготовления сахарного сиропа.

Корпус растворителя 3 изготовлен из нержавеющей стали и представ­ляет собой горизонтальную полуцилиндрическую емкость, разделенную вертикальными перегородками 8 на шесть сообщающихся секций. Секции сообщаются между собой отверстиями в перегородках, перекрываемыми же­лобчатыми направляющими 7, приваренными к перегородкам для удли­нения пути следования смеси по растворителю (с целью получения сиропа равномерной концентрации). Таким образом, непрерывное движение раствора из секции в секцию осуществляется по принципу сообщающихся сосу­дов.

В шестой секции на валу закреплен вращающийся барабанный сетча­тый фильтр 9. Обечайка фильтра сетчатая, разборная — для удобства очистки.

Обогрев растворителя производится паром, подаваемым в паровую ру­башку 11, которая разделена на три части, охватывающие по две секции растворителя, для возможности регулирования процесса нагревания. Каж­дая часть покрыта теплоизоляционным слоем, поверх которого надевается металлический кожух. Конденсат удаляется через конденсатоотводчики 12.

Для удаления остатков сиропа из растворителя после работы в первой, второй и третьей секциях в нижней части вертикальных перегородок предусмотрены отверстия, перекрываемые заслонками с рукоятками 6. Во время работы заслонки перекрывают отверстия. Из четвертой, пятой и шестой секций сироп по окончании работы удаляется через спускные краны. В шестой секции предусмотрен регулятор уровня сиропа 13.

Растворитель снабжен контрольно-измерительной аппаратурой: термо­регулятором для автоматического регулирования температуры сиропа, манометром, манометрическим термометром и стационарными термомет­рами.

Просеянный и очищенный от металлических примесей сахар-песок из просеивателя-дозатора непрерывно поступает в первую секцию раствори­теля, одновременно сюда же из бачка подогревателя-дозатора подается подогретая вода. Здесь происходит смешивание сахарного песка и горячей воды и за время прохождения раствора по первым четырем секциям, обогре­ваемым греющим паром через паровую рубашку, сахар-песок растворя­ется. В пятой секции сахарный сироп смешивается с патокой и инверт- ным сиропом. Далее сахаро-паточный сироп поступает в шестую секцию растворителя и, пройдя фильтр, выходит через спускной кран 10 в проме­жуточный сборник, откуда перекачивается к местам потребления.

Техническая характеристика шестисекционного растворителя

Производительность по сиропу, кг/ч                                    2000

Площадь поверхности нагрева растворителя, м2                    4,1

Частота вращения мешалки, об/мин                                          24

Рабочая вместимость секций (ориентировоч­но) , л

первой                                                                                        280

второй, третьей, четвертой, пятой     по                               200

шестой                                                                                       170

Давление греющего пара, МПа                                        0,4—0,5

Мощность электродвигателя, кВт                                        5,5

Частота вращения, об/мин                                                     950

Габариты, мм                                                           3690x2620x1910

Масса, кг                                                                             1900

Змеевиковые вакуум-аппараты. Змеевиковые вакуум-аппараты непре­рывного действия предназначены главным образом для приготовления карамельной массы путем выпаривания избыточной влаги из карамельного сиропа.

В последнее время змеевиковые аппараты широко применяются также в сироповарочных станциях при приготовлении сиропа, в агрегатах для ува­ривания фруктово-ягодных начинок, в универсальных станциях для ува­ривания различных конфетных масс, для уваривания ирисных, желейны: мармеладных и других масс.

Кондитерская промышленность была оснащена змеевиковыми аппаратами различных типов. В настоящее время они заменяются унифицированным аппаратами выпуска механического завода  «Пищемаш». Кроме того, в промышленности используются вакуум-выпарные установки ВВА-4 объединения «Полимекс» (ПНР).Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 33-А с ручной выгрузкой  массы.

Рис. 8. Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 33-А с ручной выгрузкой  массы.

Унифицированный змеевиковый вакуум-аппа­рат 33-А с ручной выгрузкой массы. Унифицирован­ный змеевиковый вакуум-аппарат 33-А (рис. 8) состоит из трех частей: гре­ющей /, выпарной II и сепаратора-ловушки III. Греющая и выпарная части соединены между собой трубопроводом. Ловушку устанавливают на трубо­проводе, соединяющем выпарную камеру с конденсатором смешения и ва­куум-насосом.

Греющая часть I представляет собой цилиндрический стальной корпус 1 с приваренным к нему штампованным стальным днищем в нижней части и отъемной крышкой 2. Внутри корпуса смонтирован медный змеевик 3, име­ющий два ряда витков, соединенных между собой последовательно. Ниж­ний конец змеевика присоединяется к трубопроводу от сиропного плунжер­ного насоса, питающего вакуум-аппарат, а верхний — к соединительному трубопроводу 4, идущему в выпарную часть вакуум-аппарата, которая в свою очередь соединяется трубопроводом с конденсатором смешения порш­невого мокровоздушного вакуум-насоса.

В верхней части корпуса 1 греющей части аппарата имеется шту­цер для подачи греющего пара; на крышке смонтированы манометр 6, предохранительный клапан 5 и кран 7 для выпуска воздуха. В днище аппарата имеются штуцер 9 для подачи сиропа, штуцер 8 для спуска конден­сата и кран 10 для продувки аппарата.

Выпарная часть II вакуум-аппарата состоит из двух стальных обечаек — верхней 11 и нижней 12 — и нижнего стального конуса (копильника) 16, соединенных между собой фланцами и откидными болтами. Между обечай­ками помещена конусная медная чаша 13, горловина которой перекрывает­ся клапаном 15. Конусная чаша, полость верхней обечайки и сферическая стальная крышка образуют верхнюю вакуум-камеру емкостью 140 л. Объем нижнего конусного копильника 90 л. Для предотвращения застывания ува­риваемой массы на стенках конусной чаши 13 с наружной стороны смонти­рован змеевик 14, в котором циркулирует греющий пар, подаваемый через трубку 22.

Верхний внутренний клапан 15, открываемый и закрываемый с помощью рукоятки 19, служит для обеспечения непрерывности процесса уваривания (при выгрузке готовой массы он перекрыт) и для выпуска из верхней камеры в нижний приемный конус карамельной массы, скапливающейся во время разгрузки аппарата.

На верхней обечайке вакуум-камеры со стороны рабочего места смон­тирован вакуумметр 23 для контроля за разрежением.

Нижний конус вакуум-камеры для предотвращения застывания подго­товленной к выгрузке карамельной массы на 3/4 высоты омывается грею­щим паром, подаваемым в паровую рубашку 17 по трубке 22. Для выпуска воздуха из рубашки 17 предусмотрен воздушный кран 26, а для периоди­ческой выгрузки готовой карамельной массы — наружный клапан 18 с ру­кояткой. Наблюдение за выходом массы осуществляется через смотровые окна 25 в нижней приемной части вакуум-камеры. Для сообщения верх­ней вакуум-камеры с нижним приемником и нижнего приемника с атмосфе­рой предусмотрена соединительная трубка с кранами 21 и 20.

Выпарная часть вакуум-аппарата крепится на тягах 24 к потолку или на кронштейнах к стене.

Змеевиковые вакуум-аппараты этого типа удобны для установки в по­точных линиях производства карамели и не требуют сооружения специаль­ных площадок для монтажа греющей части аппарата. Кроме того, греющая часть вакуум-аппарата вместе с плунжерным сиропным насосом и вакуум- насосом может быть установлена на некотором расстоянии от выпарной части вакуум-аппарата или в другом помещении, что обеспечивает лучшее санитарное состояние цеха.

Сепаратор-ловушка III, предназначенная для задерживания частичек карамельной массы, уносимых вторичным паром, представляет собой цилиндрический стальной сосуд с плоской крышкой и перегородкой внутри, расположенной напротив входного патрубка. Задержанные частицы карамельной массы отводятся через нижний патрубок ловушки для последую­щей переработки.

Карамельный сироп из расходного сиропного бака плунжерным насосом непрерывно нагнетается в змеевик аппарата под давлением 0,4 МПа. Одновременно в корпус греющей части аппарата через верхний штуцер подается греющий пар. В паровом пространстве аппарата греющий пар омывает змеевик 3 и конденсируется. Конденсат непрерывно отводится через штуцер 8 в конденсатоотводчик.

Давление греющего пара контролируется манометром 6, в случае увели­чения давления пара выше допустимого срабатывает предохранительный клапан 5.

Поступающий в сдвоенный змеевик карамельный сироп поднимается сна­чала по виткам внутреннего змеевика, затем переходит по вертикальной соединительной трубе в нижний виток наружного змеевика и движется далее вверх по его виткам; из верхнего витка наружного змеевика карамельная масса переходит по соединительному трубопроводу 4 в вакуум-камеру ап­парата, в которой с помощью конденсатора смешения создается разрежение, поддерживаемое с помощью поршневого мокровоздушного вакуум-насоса, присоединяемого к вакуум-камере. Карамельная масса, получаемая в ре­зультате уваривания карамельного сиропа в змеевике, непрерывно посту­пает в вакуум-камеру, при этом процесс уваривания массы до конечной влаж­ности 1,5—2,5% продолжается благодаря интенсивному самоиспарению влаги в разреженном пространстве.

Вторичный пар и воздух, выделяющийся из сиропа при его уваривании и подсасываемый при периодической разгрузке вакуум-камеры, устремля­ются из вакуум-камеры по отводному трубопроводу в конденсатор смеше­ния, куда непрерывно подается охлаждающая вода; вторичный пар, ох­лаждаясь, конденсируется и превращается в воду.

Поступающий в конденсатор вторичный пар занимает значительный объем — 1 кг пара достигает объема до 10 м3; при превращении пара в воду 1 кг воды займет объем около 1,0 л. Благодаря такому резкому сокращению объема и создается разрежение в конденсаторе и вакуум-камере. Образу­ющаяся в конденсаторе водо-воздушная смесь откачивается из него вакуум- насосом, благодаря чему разрежение в конденсаторе и вакуум-камере пос­тоянно поддерживается.

Расположенный у сферической крышки вакуум-камеры отбойник препят­ствует уносу карамельной массы в конденсатор.

По мере накопления готовой массы в вакуум-камере ее периодически,

Таблица 6

Техническая характеристика унифицированных змеевиковых вакуум-аппаратов 33-А

Показатели Производительность по карамельной массе, кг/ч
500 1000
Греющая часть
Площадь поверхности нагрева змеевика, м2 4,2 7,5
Диаметр медных труб змеевика, мм 55X2 55X2
Давление сиропа в змеевике, МПа До 0,4 До 0,4
Рабочее давление пара, МПа До 0,6 До 0,6
Давление при гидравлическом испытании, МПа До 0,9 До 0,9
Примерный расход пара, кг/ч 175 220
Объем парового пространства, л 330 570
Габариты, мм
длина 996 996
ширина 975 975
высота 1325 1775
Масса, кг 377 502
Выпарная часть
Рекомендуемое остаточное давление, МПа

0,01

Объем верхней вакуум-камеры, л 140
Объем нижнего копильника, л 90
Периодичность выгрузки массы, мин

2

Габариты, мм 990X910X1438
Масса, кг 176
То же, с автоматом вакуум-выгрузки, кг 243
Сепаратор-ловушка
Рекомендуемое остаточное давление, МПа До 0,01
Остаточное давление при испытании, кПа До 7
Габариты, мм 640X480X670
Масса, кг 39

через каждые 2 мин, выгружают, не нарушая непрерывности процесса ува­ривания.

Для выгрузки скопившейся готовой карамельной массы из нижнего конуса 16 вакуум-камеры при закрытом верхнем клапане 15 открывают нижний клапан 18 и одновременно соединяют нижний конус с атмосферой, открывая воздушный кран 20. По окончании выгрузки массы закрывают нижний клапан 18 и кран 20, затем перед открыванием верхнего клапана 15 выравнивают давление в обеих частях вакуум-камеры, для чего при закры­том нижнем клапане 18 открывают кран 21, соединяющий верхнюю и ниж­нюю части камеры. После этого закрывают кран 21, открывают верхний клапан 15 и процесс уваривания продолжается с использованием полного объема обеих частей вакуум-камеры.

Унифицированный аппарат 33-А выпускается двух типоразмеров, раз­личающихся между собой лишь размером поверхности теплообмена змее­виков и высотой нагревательной части. Производительность этих аппаратов составляет 500 и 1000 кг/ч карамельной массы.

Унифицированный змеевиковый вакуум-ап­парат 29-А с механическим устройством для выгрузки массы. Назначение и устройство этих вакуум-аппара­тов те же, что и вакуум-аппаратов с ручной выгрузкой; отличаются они лишь наличием механического устройства для автоматической выгрузки массы.

Аппарат (рис. 9) состоит из четырех частей: греющей I, выпарной II, ловушки III и кулачково-рычажного устройства IV для автоматической выгрузки массы.Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 29-А с механиче­ским устройством для выгрузки массы.

Рис. 9. Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 29-А с механиче­ским устройством для выгрузки массы.

Готовая карамельная масса, уваренная до нужной концентрации, авто­матически выгружается через каждые 2 мин в воронку охлаждающей машины.

Устройство для автоматической выгрузки массы периодически открыва­ет поочередно верхний и нижний клапаны вакуум-камеры. Закрытие клапанов производится противовесами. Три кулачка, от которых приводятся в дви­жение при помощи рычагов и тяг верхний клапан, нижний клапан и кран, установлены на одном валу, который делает пол-оборота в минуту. Привод блока кулачков состоит из электродвигателя, двухступенчатого червячного редуктора и зубчатой передачи.

На рис. 10 показана кинематическая схема автомата выгрузки.

Последовательность процесса автоматической выгрузки массы такая же, как у вакуум-аппаратов с ручной выгрузкой. Периодичность автоматичес­кой выгрузки массы — 2 мин. Электродвигатель автомата выгрузки типа АОЛ21-4 имеет мощность 0,27 кВт, частота вращения 1400 об/мин. Осталь­ные данные технической характеристики приведены в табл. 6.

Унифицированный змеевиковый вакуум-ап­парат с вакуумным устройством для выгрузки массы. Назначение и устройство этих аппаратов аналогичны описанным выше, отличаются они лишь наличием вакуумного устройства для автома­тической выгрузки массы.

Вакуумное устройство для выгрузки массы (рис. 11) состоит из золотни­кового крана 8 с каналами 11—17, пневмоцилиндров 1 и 3, электромагни­та 10 и электрооборудования, смонтированного в шкафу.

Принцип действия системы заключается в следующем. Пневматические реле времени настраиваются на желаемый цикл выгрузки — 2 мин, из ко­торых 8 с — на открытие нижнего клапана, 20 с — на выгрузку массы. В зависимости от требования технологического процесса продолжитель­ность уваривания и время выгрузки можно регулировать в пределах до 3 мин. При срабатывании реле времени электрический импульс подается на обмот­ку электромагнита 10, сердечник которого, втягиваясь, системой рычагов 9 поворачивает пробку золотникового крана 8 на угол 45°. При отключении электромагнита пружина втягивает сердечник, возвращая пробку крана в первоначальное положение.

Таким образом через заданный промежуток времени происходит пово­рот пробки крана на угол 45° и обратно.

При совмещении отверстий 13, как показано на рис. 11 (сечение а—а, положение А), верхняя часть вакуум-камеры 5 соединяется с полостью копильника 2, при этом (см. сечение б—б, положение Л) каналы 12—16 сое­диняют полость над поршнем верхнего цилиндра 3 с верхней частью вакуум- камеры 5, а каналы 11—17 соединяют полость под поршнем верхнего цилинд­ра с? и полость над поршнем нижнего цилиндра 1 с атмосферой.

Поршни в цилиндрах перемещаются в сторону вакуума, а система ры­чагов 4 при этом закрывает клапан 7 копильника и открывает внутренний клапан 6 для выпуска массы из верхней части вакуум-камеры в копильник. Таксе расположение каналов соответствует положению электромагнита в отключенном состоянии.

При включении электромагнита пробка золотникового крана поворачи­вается на угол 45° и расположение каналов будет такое, как показано на рис. 11 в положении Б, т. е. отверстие 15 (сечение а—а) соединяет через канал 14 полость копильника 2 с атмосферой, в сечении б—б канал 11—12 соединяет полость под поршнем верхнего цилиндра 3 и над поршнем ниж­него цилиндра 1 с верхней частью вакуум-камеры 5, а канал 16—17 соединя­ет полости над поршнем верхнего цилиндра 3 и под поршнем нижнего ци­линдра 1 с атмосферой.

При движении поршня закрывается внутренний клапан 6 и открыва­ется нижний клапан 7 для выгрузки массы.

Основы расчета змеевиковых аппаратов приведены в конце главы.Кинематическая схема механизма для выгрузки карамельной массы к аппарату 29-А.

Рис. 10. Кинематическая схема механизма для выгрузки карамельной массы к аппарату 29-А.Принципиальная схема вакуумного устройства для выгрузки массы.

Рис. 11. Принципиальная схема вакуумного устройства для выгрузки массы.

Внешнеторговое объединение «Полимекс» (ПНР) поставляет вакуум- выпарные установки для уваривания карамельной массы типа США-З и др., в которые входит варочный котел и змеевиковый вакуум-аппарат. Произ­водительность аппарата составляет 350—400 кг/ч, габариты: 4300 X 1650 х X 2600 мм, нагрев аппарата осуществляется водяным паром с избыточным давлением 0,6 МПа. По конструкции этот аппарат аналогичен змеевико­вым аппаратам, описанным выше. Выпарная камера здесь отделена от греющей, но обе они смонтированы на одной станине.

Основные правила по обслуживанию змееви­ковых аппаратов. Пуск аппарата в работу по окончании монтажа разрешается только после регистрации его в органах Государственного комитета при Совете Министров СССР по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору (Госгортехнадзора СССР).

Перед началом работы аппарат нужно прогреть; для этого следует от­крыть общий паровой вентиль и вентили для продувки змеевика и подогре­ва вакуум-камеры; избыточнее давление пара при этом должно быть не более 0,2 МПа. После прогрева аппарата необходимо закрыть вентиль продувки змеевика, а затем клапаны вакуум-камеры и нижнего приемного конуса, включить мокровоздушный вакуум-насос, открыть кран на сиропном трубо­проводе, включить продуктовый насос (если аппарат оснащен автомати­ческой выгрузкой, включить автомат выгрузки) и открыть вентиль на паро­вой линии для постепенного получения рабочего давления, указанного в паспорте.

Во избежание засахаривания змеевика его не менее 2 раз в смену про­мывают горячей водой с температурой примерно 90° С, пропуская ее через сиропный расходный бак, сиропный насос и аппарат. При этом смывные сладкие воды отводят по специальным трубопроводам в сборник и после фильтрации утилизируют при приготовлении сиропов и начинок.

Для удаления образующегося в процессе эксплуатации вакуум-аппарата нагара или накипи внутри змеевика его подвергают примерно раз в декаду тщательной протравке 2—3%-ным раствором каустической соды (или для ускорения протравки — 5%-ным раствором) в течение 30—40 мин, пропус­кая раствор через сиропный бак, плунжерный насос, змеевик, вакуум-ка­меру и обратно. После протравки производят тщательную промывку аппа­рата горячей водой.

При использовании змеевиковых вакуум-аппаратов для уваривания фрук­тово-ягодных начинок от начальной влажности 40—50% до конечной 17 — 20% избыточное давление греющего пара поддерживают в пределах 0,3— 0,4 МПа, а объем вакуум-камеры для предотвращения уноса массы в кон­денсатор с вторичным паром увеличивают в 5—7 раз; кроме того, устанав­ливают ловушку, остаточное давление в вакуум-камере поддерживают до 45 кПа.

Практикуется также безвакуумное уваривание начинок в змееви­ковой греющей части таких аппаратов. При этом вместо вакуум-камеры для отсоса вторичного пара устанавливают пароотделитель с вентилятором. Греющую часть змеевиковых аппаратов с пароотделителями используют также для непрерывного уваривания конфетных, ирисных, мармеладных и других кондитерских масс.

Пленочные теплообменные аппараты. Эффективным путем интенсифика­ции теплообменных процессов является уваривание или охлаждение сиро­пов, стекающих по вертикальной поверхности тонким слоем, а перспектив­ной конструкцией аппаратов — вертикальные пленочные аппараты ротор­ного типа.

Основными преимуществами пленочных аппаратов являются: высокая интенсивность тепло- и массообмена, малое время пребывания раствора в зоне высоких температур, отсутствие гидростатического давления. Жид­костная пленка в этих аппаратах создается различными способами. По ме­тоду создания пленки пленочные аппараты можно разделить на следую­щие виды: 1) аппараты с всползающей пленкой; 2) аппараты с падающей пленкой; 3) центробежные аппараты; 4) аппараты с роторным устройством.

Изучение возможности применения пленочных аппаратов роторного типа для уваривания кондитерских масс проводилось во ВНИИ кондитерс­кой промышленности. При этом было установлено, что получение карамель­ной массы в пленочном аппарате позволяет сократить продолжительность процесса уваривания сиропа с 3—4 мин до 10—15 с при улучшении качества карамель­ной массы. Кроме того, на основании про­веденной работы была доказана возмож­ность получения карамельной массы непо­средственно из сахара и патоки, минуя стадию приготовления сиропа.

Результаты исследований позволили обосновать новый способ плавления кри­сталлического сахара путем нагревания его в тонком слое. С целью ускорения процес­са, улучшения качества расплава и предо­хранения теплопередающей поверхности от образования нагара нагревание произво­дится с одновременным принудительным движением, растиранием веществ до поро­шкообразной массы и перемешиванием ее до однородного состояния. Продолжитель­ность плавления по этому способу 15—30 с.

Производственные испытания промышлен­ного аппарата для приготовления грилья­жных масс производительностью до 80 кг/ч по сахару дали положительные результаты.

Конструктивно пленочные аппараты роторного типа различаются вертикаль­ным или горизонтальным расположением вала ротора с укрепленными на нем скреб­ками.

Наибольшее распространение в насто­ящее время получили два типа вертикаль­ных роторных аппаратов: аппарат с ради­альными жесткими лопастями и аппарат со скользящими скребками.

В аппарате первого типа лопасти жест­ко закреплены на роторе с зазором в 1—2 мм между поверхностью теплообмена и рабочей кромкой скребка.вертикальный пленочный аппарат

В пленочном аппарате со скользящими скребками последние при вращении ротора под действием центробежных сил прижима­ются к стенке и скользят по внутренней по­верхности теплообмена, образуя на ней тонкую пленку жидкости.

На рис. 12 показан вертикальный пленочный аппарат ВНИИКПа. для получения помады. Аппарат представляет собой цилиндрический корпус с секционными рубашками 6 для прохода теплоносителя. Вал 3 ротора вра­щается в выносных подшипниках 1 и 8. В верхней части корпуса имеется пароотделитель 2. На валу закреплен диск-распределитель 4. Сироп, попа­дая на этот диск, под действием центробежных сил разбрызгивается по внутренней поверхности корпуса и стекает по ней в виде пленки. Кроме диска на валу закреплены лопасти 7 и вставленные в их пазы вертикальные скребки 5.

Скребки способствуют разравниванию слоя стекающей жидкости, а ло­пасти создают внутри аппарата вентилирующий эффект. Частота вращения ротора составляет 400 об/мин. Общая площадь поверхности теплообмена около 0,54 м2 при производительности до 150 кг/ч. Корпус аппарата имеет диаметр 200 мм. Высота рабочей зоны аппарата составляет 1000 мм. Габа­риты аппарата 950 X 550 X 2300 мм.

Liked it? Take a second to support Информационный портал о пищевом и кондитерском производстве on Patreon!
Become a patron at Patreon!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.