Оборудование для прессования какао тертого и производства какао-порошка

Для приготовления шоколадных масс требуется значитель­ное количество какао-масла. Его получают путем прессования какао тертого на гидропрессовых установках. Твердый остаток,

Техническая характеристика агрегатов для формования шоколадных изделий образующийся после прессования и называемый какао-жмыхом, перерабатывают в товарный (для реализации в торговой сети) и производственный (для приготовления кондитерских масс и изделий) какао-порошок.

Гидропрессовые установки. В кондитерской промышлен­ности применяются гидропрессовые установки, которые состоят из гидравлического пресса (вертикального или горизонтального), дозатора какао тертого, гидравлического насоса высокого давле­ния, пульта управления. Установки с горизонталь­ным прессом дополни­тельно снабжаются уст­ройствами для приема и транспортирования какао- жмыха.

Гидравлический пресс обычно имеет 3, 6, 12 или 22 рабочие камеры (ча­ши), расположенные по­следовательно одна над другой (вертикальный пресс) или одна за другой (горизонтальный пресс). Рабочая камера представ­ляет собой цилиндр, за­крытый с торцов фильтру­ющими элементами, один из которых может входить внутрь, создавая давле­ние на какао тертое. Фильтрующие элементы состоят из мелкой тканой металлической сетки, опи­рающейся на дренажную сетку с пробивными от­верстиями, которая в свою очередь опирается на рифленый диск с отвер­стиями. Наличие фильт­ров с обеих сторон чаши создает благоприятные ус­ловия для двустороннего отвода какао-масла из рабочей камеры.

Цикл работы гидро­прессовой установки со­стоит из следующих ста­дий:

1) отмеривание до­зы какао тертого;

2) за­полнение рабочих камер какао тертым;

3) прессо­вание, отжатие какао- масла;

4) удаление какао-жмыха из рабочих камер;

5) возвращение рабочих органов в исходное положение, «закрытие» пресса.

Установка (рис. 6.18) работает следующим образом. Из темперирующего сборника 17, снаб­женного паровой рубашкой и мешалкой, какао тертое при тем­пературе 90 °С насосом 16 по трубе 15 перекачивается в про­межуточный бачок-дозатор 10. Когда будет заполнен объем, который соответствует вместимости рабочих камер пресса, на­сос 16 автоматически отключится. Через золотниковое распре­делительное устройство, находящееся в пульте управления 13, машинное масло, поступающее под давлением из гидронасоса 14, подается по трубе 12 в гидроцилиндр 11 бачка-дозатора 10, внутри которого находится поршень, связанный штоком с порш­нем гидроцилиндра. Поршень бачка-дозатора выдавливает какао тертое в телескопический трубопровод 9, из которого через клапанные устройства оно попадает в рабочие камеры 8 пресса 5 (горизонтальные прессы могут иметь 3, 6, 12 и 22 рабочие камеры, называемые чашами).

После заполнения какао тертым рабочих камер машинное масло из золотникового распределительного устройства пода­ется в главный гидроцилиндр 1 пресса и начинается прессова­ние. Отжимаемое какао-масло через патрубки 6 выводится из фильтрующих элементов и собирается в общем желобе 7, от­куда сливается в сборник.

Конец прессования определяется двумя способами. В первом случае пресс снабжается градуированной линейкой 4, переме­щающейся вместе с главным плунжером пресса. На линейке устанавливается бегунок 2, который в заданный момент нажи­мает на конечный выключатель, и цикл прессования прекраща­ется. Место бегунка на линейке определяется во время пуско­наладочных испытаний после каждого цикла прессования по средней остаточной масличности жмыха, которая должна со­ставлять 17%. Второй случай предполагает установку сборника какао-масла па электрических весах, подающих сигнал на пульт управления только после получения заданного количества масла. По окончании цикла прессования необходимо удалить из рабочих камер пресса какао-жмых. Для этого прессы снаб­жаются специальными гидравлическими или механическими устройствами. Удаленный какао-жмых падает на транспорти­рующее устройство 3 и выводится из-под пресса.

Гидропрессовая установка с вертикальным прессом. Установка (рис. 6.19) не имеет промежуточного бачка-дозатора и транспортирующего устройства. Из темпери­рующего сборника 16 какао тертое шестеренным насосом 15 по обогреваемой паром трубе 3 (пар подается по трубе 2) закачивается непосредственно в шесть рабочих камер 9, распо­ложенных одна над другой. После полного заполнения рабочих камер пресса какао тертое начнет вытекать в сборник по во­звратной трубе 1.

Гидронасос 11 подает под давлением машинное масло по магистрали 17 в распределительное устройство пульта управ-

Рис. 6. 19. Гидропрессовая установка с вертикальным 6-чашечным прессом

ления 8 и оттуда по трубе 13 в гидроцилиндр пресса 12. Возв­рат машинного масла происходит по трубе 18. Корпус гидро­цилиндра четырьмя колоннами 10 связан с опорной плитой 7. Между ними располагаются рабочие камеры и промежуточные плунжеры с фильтрующими элементами. Отжимаемое какао- масло стекает по стенкам рабочих камер и через воронку 14 отводится в сборник.

 Рис. 6.20.  Принципиальная схема вертикальной гидропрессовой установки.

Принципиальная схема установки с вертикальным полуав­томатическим гидравлическим прессом представлена на рис. 6.20. В нижней части пресса имеется гидравлический ци­линдр 31, который обычно устанавливается на фундаменте. Пресс смонтирован на четырех стальных колоннах 16, связан­ных в верхней части траверсой 15. В цилиндр помещен полый плунжер 23, который поднимается вверх под давлением рабо­чей жидкости (машинное масло), подаваемой в цилиндр через штуцер 32. На плунжер опирается нижняя плита 25 с высту­пающими вверх пуансонами.

В пуансонах имеются вертикальные каналы, а в плите — кольцевой канал для сбора масла. На плитах установлены спи­ральные пружины 24, на верхние концы которых опирается нижняя чаша 20, закрепленная на отжимных тягах 22. На чашу опирается вторая плита 19 с выступающим пуансоном. Пружины 18 поддерживают следующую, верхнюю, чашу, также закреп­ленную на тягах 22 (на схеме условно показан пресс с двумя чашами; прессы, применяемые в кондитерской промышленности, имеют 6 чаш). Верхняя чаша упирается в траверсу 15. На поверхности пуансона, нижней стороне плиты 19, а также на траверсе укреплены фильтрующие элементы 21.

Фильтрующие элементы состоят из мелкой металлической сетки, сетки с пробивными отверстиями и двух рифленых ди­сков с отверстиями диаметром 11 мм. Все пуансоны с филь­трующими элементами входят внутрь чаш и являются их дни­щами. Таким образом, внутренняя полость чаш оказывается закрытой со всех сторон.

Тяги 22 верхними концами скользят в направляющих от­верстиях траверсы, а нижними закреплены в отжимной плите 26. Пружинами 23, опирающимися на плиту пуансона, плита 26, а следовательно, и чаши удерживаются всегда в верхнем положении. Эта плита связана со штоками 27 поршней 29, движущихся в двух гидравлических цилиндрах управления 30. При движении поршней вниз тяги опускают чаши, пока их нижний край не дойдет до верхней поверхности плиты пуансо­нов 19 и 25.

Штоки 27 имеют сальниковые уплотнения 28, а плунжер — манжетное уплотнение 34.

Гидропрессовая установка снабжена скальчатым насосом 2 с клапанной коробкой. При движении скалки 1 вверх вса­сывается рабочая жидкость—машинное масло. При движении всасывающий клапан 7 поднимается и из бака 9 в клапанную коробку засасывается рабочая жидкость — машинное масло. При движении скалки вниз всасывающий клапан 7 под давле­нием масла опускается, нагнетательный клапан 6 поднимается и масло уходит в нагнетательную линию к клапанному распре­делителю 11. Для устранения пульсации давления установки оснащаются трех- или четырехскальчатыми насосами.

В распределителе 11 имеются клапаны 3 и 8, управляемые с помощью рукоятки 13. Клапаны закреплены на общем штоке. Если вращением рукоятки подвинуть шток влево, то клапан 3 закроется, а клапан 8 откроется. При передвижении штока влево клапан 3 будет открыт, а клапан 8 закрыт. Для осуще­ствления рабочего хода плунжера 33 вверх открывается клапан 3, а клапан 8 закрывается. Масло, нагнетаемое насосом, при этом направляется в цилиндр под плунжер. По окончании

Клапанные коробки каждой из скалок имеют клапаны пре­дельного давления 5 с пружинным регулятором 4. Несколько клапанов настраивается на давление, достаточное для подъема подвижных частей пресса. При достижении этого давления клапаны 5 открываются и выпускают масло во всасывающую линию. После этого часть скальчатых насосов работает «на себя», не подавая масло в цилиндр гидравлического пресса. Другие клапаны 5 настраиваются на максимальное давление, необходимое для прессования.

На схеме пресс показан в положении перед загрузкой. Пресс работает следующим образом: из темперирующего сбор­ника при помощи ротационного насоса в чаши пресса через отверстия 17 загружается какао тертое.

По заполнении чаш давление в трубопроводе повышается и при помощи мембранного реле насос останавливается. При этом гаснут лампы, что указывает на окончание процесса на­полнения чаш. Каждая чаша снабжена клапанной коробкой и обратным клапаном, который препятствует выдавливанию какао тертого обратно в трубопровод в процессе прессования.

После заполнения чаш включают насос 2 и открывают кла­пан 3 распределителя. Машинное масло нагнетается в цилиндр пресса, и плунжер 33 поднимается вверх. Пуансон нижней плиты 25 сдавливает массу в нижней чаше и через нее пере­дает давление на верхние пуансоны. Отжимаемое масло-какао собирается в кольцевых канавках плит и оттуда стекает в спе­циальный сборник.

По достижении максимального давления прессования — около 45 МПа — клапаны предельного давления 5 открываются, подача масла в цилиндр пресса прекращается и зажигается сигнальная лампа. Поворотом рукоятки 13 распределителя пе­реключают клапаны 3 и 8 так, что масло, вытесняемое при опускании плунжера из цилиндра пресса 31, выходит в бак.

Для выталкивания жмыха из чаш поворачивают трехходо­вой кран 12 распределителя и подают масло в цилиндры управ­ления 30. Поршни 29 движутся вниз и при помощи отжимных тяг 22 опускают вниз чаши. При этом жмых выталкивается из чаш пуансонами плит 19 и 25.

Верхние концы отжимных тяг входят в траверсу 15. Пово­ротом крестовины 14 направляющие отверстия в траверсе могут быть перекрыты, так что тяги не смогут пройти сквозь траверсы. Это делается для обеспечения безопасности работы при удалении жмыха из пресса. Если давление масла в цилиндрах управ­ления случайно упадет, то пружины 23 не смогут поднять чаши.

После удаления жмыха останавливают насос 2 и поворотом трехходового крана 12 спускают масло из цилиндров управле­ния в бак 9.

Прессование ведут при температуре какао тертого 90—96 °С. Для поддержания необходимой температуры пуансоны снаб­жены паровым обогревом.

 Рис. 6.21. Гидравлический насос с горизонтальным движением скалок .

Гидропрессовые установки комплектуются гидравлическими насосами высокого давления, величина которого достигает 55— 60 МПа. Они работают по режиму, который определяется ха­рактером процесса отжатая жидкой фазы. В общем случае процесс прессования на гидропрессовых установках можно условно разделить на два периода. Первый период характери­зуется обильным отжатием жидкой фазы, для -чего необходимо, чтобы главный плунжер быстро выдвигался из гидроцилиндра. Во втором периоде частицы, соединяясь друг с другом, обра­зуют каркас, оказывающий по мере дальнейшего отжатия жид­кой фазы возрастающее сопротивление прессованию. Количе­ство отжимаемой жидкой фазы уменьшается и в связи с этим замедляется движение плунжера.

Гидронасосы, применяемые в рассмотренных установках, мо­гут иметь 3, 4 и 5 скалок, приводимых в движение от горизон­тального или вертикального коленчатого вала; скалки могут двигаться в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Машинное масло, фильтруясь через сетку 21, поступает в блок насоса 8 через всасывающие клапаны 11, затем через нагнетающие клапаны 9 по трубопроводу 12 — в золотниковое распределительное устройство, установленное в пульте управ­ления гидропрессовой установкой. По трубе 14 машинное масло возвращается в насос и частично сливается по трубе 17, а частично подается по магистрали 16 для смазки подшипников коленчатого вала. Для удаления воздуха из клапанного про­странства служат пробки 10, а постоянные круглые магниты 22 улавливают из масла металлическую стружку.

В первый период прессования работают все скалки насоса, обеспечивая максимальную производительность. Во второй пе­риод отключаются два электромагнита 13 из четырех. Припод­нятые до этого тяги 15 с грузами 18 опускаются, поворачивая коромысло 19. Оно перемещает вверх шток 20, который при­поднимает всасывающий клапан 11 и не дает ему садиться в гнездо при движении скалки на нагнетание. Машинное масло выталкивается через щель обратно в емкость насоса, а не подается в трубу нагнетания 12. Производительность гидрона­соса уменьшается, вследствие чего замедляется движение глав­ного плунжера пресса. Отключение магнитов может осуществ­ляться с остановкой или без остановки гидронасоса. При ос­тановке гидронасоса эта операция приводит к ступенчатому изменению режима работы установки, что нежелательно, так как происхрдит значительное падение давления в гидросистеме л\ потери, времени на прессование.

По сравнению с вертикальными прессами горизонтальные имеют ряд преимуществ: большую производительность и более высокий выход какао-масла, полную автоматизацию контроля и управления, позволяющую одному оператору обслуживать несколько прессов. Кроме того, нагрузка на 1 м2 пола у них вдовое меньше.

Производительность прессов (в кг/ч) по какао тер­тому определяется по формуле

П = 60mG/t,   (VI  .3)

где m — число рабочих чаш; G — количество какао тертого на одной чаше, кг; t — продолжительность цикла прессования, мин.

Наибольшее распространение на кондитерских фабриках нашли установки с горизонтальными гидравлическими прессами типа РОУ (Италия), 1450 (ГДР), а также прессы типа СРН-12 (ФРГ).

Оборудование для производства какао-порошка. Получен­ный после прессования какао-жмых перед дроблением должен быть охлажден до температуры 30—35 °С, иначе при размоле будет выделяться расплавленное какао-масло, которое замажет рабочие органы размольного оборудования.

Измельчение какао-жмыха осуществляется в две стадии — грубое, предварительное, с помощью зубовалковых мельниц и тонкое, окончательное, с помощью агрегатов, снабженных мо­лотковой или штифтовой дробилкой и устройствами для меха­нической, воздушной или комбинированной (механической и воздушной) сепарацией какао-порошка.

3 у б о в а л к о в а я мельница 95/1 с одной парой валков. Валки мельницы (рис. VI.22) вращаются с одина­ковой скоростью. Блок жмыха загружается в мелышцу через щель 8, которая ограничена снизу наклонной поверхностью 7, а сверху — ограждающей решеткой 9. Жмых захватывается выступающими зубьями 2 вращающихся валков 6 и 11. Валки

набираются из дисков, закрепленных на валах 3 и 12. Диски соединяются тремя стяжками 4. Привод валка 6 осуществляется от электродвигателя-редуктора 15 через зубчатые передачи 16 и 14. Верхний валок 11 приводится от нижнего через зубчатую передачу с

И— 1. Жмых, попадая в зазор между валками, раздавливается зубьями, рассыпаясь на куски неодинакового размера. Куски

Рис. 6.22. Зубовалковая мельница 95/1

падают вниз и попадают в шнек 1, который выводит их из мельницы. Шнек приводится от электродвигателя редуктора 15 цепной передачей 17.

При эксплуатации мельницы устанавливают оптимальный зазор между валками путем перемещения верхнего валка 11 с помощью регулировочного устройства 10. Перед пуском дро­билки проверяют правильность расположения и надежность за­крепления гребенок 5 и 13, служащих для зачистки простран­ства между зубьями дисков.

Конструкторами кондитерской фабрики «Красный Октябрь» разработана зубовалковая мельница с двумя парами валков.

На фабриках используются мельницы, поставляемые из ГДР (типов 95НЫ и 95/1) и Италии (тип ИОР-1).

Размольный агрегат для какао-порошка с воздушной сепарацией системы Шёненбергера (Швейцария). Агрегат Шёненбергера легко может быть ис­пользован в поточных линиях. На фабриках объединяют этот агрегат с пневматической системой, подающей какао-порошок к фасовочнымы автоматам (рис. 6.23).

Агрегат состоит из ударно-штифтовой дробилки, трубчатого охладителя 6, сепаратора 7 и циклона 8.

Какао-жмых, предварительно измельченный на зубовалко­вой мельнице до размера ореха, загружается в бункер 1 элева­тора 2, который передает его в бункер 3. Пройдя магнитную защиту 4, жмых проходит через электрический порционный до­затор и поступает в ударно-штифтовую дробилку 5.

Измельчающий механизм дробилки состоит из двух дисков, обращенных друг к другу торцами. Один из них закреплен неподвижно, другой вращается с частотой 5550 об/мин. На тор­цах обоих дисков шестью концентрическими рядами установ­лено 540 цилиндрических штифтов диаметром 10 и длиной 55 мм. Штифты размещены так, что в радиальном направле­нии остается несколько каналов, облегчающих проход измель­ченного продукта. В этих местах отверстия в дисках закрыва­ются 71 коротким штифтом-заглушкой. После износа штифтов диски снимаются и штифты заменяются новыми. Штифты из­готавливаются из высококачественной легированной стали марки 12Х2НЗМА.

Корпус и откидная крышка мельницы снабжены водяными рубашками, в которых циркулирует охлаждающая вода темпе­ратурой 25—30 °С.

Измельченный жмых подхватывается потоком воздуха и проходит трубчатый охладитель 6. После охлаждения порошок отделяется от крупных частиц в сепараторе 7 и уходит в циклон 8. В циклоне порошок оседает и шлюзовым затвором 9 пере­дается в материалопровод пневмотранспортной установки.

Трубчатый охладитель выполнен в виде последовательно соединенных горизонтальных труб с внутренним диаметром 180 мм, снабженных охлаждающими рубашками, в которых циркулирует 11 %-ный раствор хлорида кальция температурой ОТ —4 ДО + 1 °С. ;

Воздух, освобожденный в циклоне от порошка, засасыва­ется вентилятором 10 и подается им обратно к мельнице 5. Крупные частицы, отделенные в сепараторе 7, проходят через бункер, подхватываются воздухом, идущим от вентилятора 10, и возвращаются к мельнице для повторного измельчения.

Из шлюзового затвора 9 готовый порошок направляется в циклон 11, где он собирается, и далее шлюзовым затвором 13 передается через патрубок 14 в шнек 15, распределяющий его

Рис. 6.23. Размольный агрегат системы Шёненбергера с воздушной сепа­рацией

по фасовочным автоматам. Воздух очищается в батарейном циклоне 12, засасывается вентилятором 16 и возвращается к шлюзовому затвору 9.

Вся система работает под разрежением, поэтому пылеобразование при работе агрегата отсутствует и потери какао-по­рошка минимальные. На агрегате получают порошок высокого качества с хорошим цветом.

При размоле и трении о поверхность транспортирующих труб частицы приобретают электрический заряд, вызывающий их прилипание к стенкам аппаратов. Трубы снабжены устрой­ствами для непрерывного их остукивания и стряхивания частиц.

Фирма «Шёненбергер» выпускает агрегаты шести марок производительностью от 200 до 1250 кг/ч.