Р ис. 11 Схема поточного производства масс для пастилы и зефира

Содержание сухих веществ в пюре 0,15-0,17, в пектине П₃´= 0,0135. Уплотненное пюре готовят из пульпы или пюре увариванием под разрежением. Его использование позволяет сокра­тить производственный цикл.

Уплотненное пюре плунжерным дозатором 2 подают в смеситель 6. В этот же смеситель подают просеянный сахар-песок ленточным доза­тором J и белок из резервуара 5 дозатором 4. В сборнике 16 при темпе­ратуре 85 ºС находится фруктовая мармеладная масса, или клеевой сироп, который насосом 15 дозируется в смеситель 6.

Клеевой сироп готовят увариванием сахаро-паточного сиропа аналогично карамельному, т. е. на 100 частей сахара и 50 частей патоки приходится 2,8 части агара или эквивалентного количества другого студнеобразователя.

Доля сухих веществ в клеевом сиропе для массы пастилы а₄ = 0,78 ÷0,79 и для массы зефира 0,84-0,85. Плотность клеевого сиропа ρ=1400 кг/м³. В смесителе 6 компоненты перемешиваются и одновре­менно смесь насыщается воздухом, при этом сахар растворяется. Ре­цептурная смесь, т. е. масса, собирается в промежуточной емкости 14, из которой масса с долей сухих веществ 0,72-0,73 и температурой 50-53 ºС шестеренчатым насосом 13 подается в сбивальную, машину 11. По пути движения рецептурной смеси в сбивальную машину подается воздух под давлением 400 кПа, предварительно очищенный от масла и пыли. Давление воздуха 260-280 кПа регистрируется манометрами 7 и 9, регулируется вентилем 8, а количество контролируется ротамет­ром 10. Ротор сбивальной камеры вращается с частотой 240-300 об/мин. В сбивальной машине масса насыщается воздухом. Сбитая масса из машины выходит через диафрагму 12, при этом за счет пере­пада давления воздушные пузырьки расширяются и плотность массы уменьшается. Температура сбитой массы не должна превышать 55 ºС, чтобы не вызвать денатурации белка, а плотность должна быть для массы пастилы 500 кг/м³ и для зефирной массы - 400 кг/м³. Доля сухих веществ 71 ± 1 %.

Согласно технологическому режиму в клеевом сиропе концентра­ция сахара близка к насыщению, поэтому сахаро-фруктовая смесь готовится с концентрацией сахара, близкой к насыщению.

Рассмотрим оборудование для сушки пастило-мармеладных изделий и произведем его расчет.

В зависимости от производительности цеха сушку мармелада осуще­ствляют в туннельных сушилках непрерывного действия (рис. 12), шахт­ных или камерных сушилках.

Туннельная сушилка имеет 2-3 зоны для сушки и одну - для охлажде­ния мармелада. Решеты с отформованным мармеладом устанавливают на стеллажные тележки 8 и перемещают в сушилку. Сушилка собрана из от­дельных секций. Каждая секция имеет самостоятельную калориферно-вен-тиляционную установку, смонтированную на верхнем перекрытии.

Установка состоит из двух паровых калориферов 2 и вентилятора 1. Горячий воздух поступает в диффузор 4 и направляющими 3 равномер­ными потоками подается в камеру. Проходя через зазоры между решетами, горячий воздух отбирает влагу от изделий и тем же вентилятором выво­дится через противоположный диффузор 7 для повторного использования с частичным добавлением к нему свежего воздуха. По мере продвижения тележек вдоль туннеля направление потока воздуха меняется, что обеспе­чивает более равномерную сушку изделий.

Тележки перемещаются вдоль туннеля по рельсовому пути 6 с по­мощью цепного конвейера 5, со­вершающего периодическое дви­жение.

По окончании сушки тележ­ки с мармеладом переходят в хо-лодильною камеру, куда подается воздух температурой 20-30°С и от­носительной влажностью 65-70 %. Продолжительность охлаждения мармелада 45-60 мин.

Если для сушки используют­ся камерные сушилки, то охлаж­дение мармелада производится в помещении цеха в течение 4-8 ч в зависимости от температуры окру­жающего воздуха.

Рис. 12 Туннельная сушилка (поперечный разрез)

Справочные материалы и расчетные формулы

Производительность (в кг/с) сушилки периодического действия по влажному продукту для мармелада и пастилы

(77)

или по сухому продукту

(78)

где m₁ и т₂ -массы соответственно влажного и сухого продукта, находящегося в сушильной камере, кг; w₁ u w₂- влажность мармеладных изделий соответственно до и после сушки, %; τ- продолжительность сушки изделий,с:

Изделие	w1,%	w2,%	τ, ч
Мармелад фруктовый	29…26	20…18	6…8
Мармелад желейный	27…26	21…17	6…8
Зефир	32…30	22…20	35…6
Пастила	38…34	18…16	5…6

Производительность (в кг/с) сушилки для мармеладных изделий с равномерно движущимся конвейером

₍₇₉₎

где т_И-масса готовых изделий на одной вагонетке, кг (т_И = 85...95 кг: 19...32 решета по 5...2,66 кг готовых изделий); L - длина сушильной камеры, м; z -количество сушильных камер (принимают z = 2...3); С - коэффициент, учиты­вающий возвратные отходы (принимают С = 0,95); l - шаг установки вагоне­ток на конвейере, м; v - скорость цепей конвейера, м/с; τ - время нахождения вагонетки в сушильной камере (время сушки), с.

Длину тоннеля камеры (в м) определяют по формуле

₍₈₀₎

где l_В - длина вагонетки, м; п - количество вагонеток, одновременно находя­щихся в тоннеле; l₀ - конструктивная прибавка.

Количество вагонеток, одновременно находящихся в зоне (тоннеле), определяют по формуле:

(81)

Где М- вместимость тоннеля по высушенным изделиям

Ширину тоннеля (в м) определяют по формуле:

₍₈₂₎

Где b_B- ширина вагонетки, м (b_B = 0,78 м); b₀ – конструктивная прибавка, м (b₀ = 0,4…0,8 м).

Высоту тоннеля сушильной камеры (в м) определяют по формуле:

₍₈₃₎

Где h_B – высота вагонетки, м; h₀ – конструктивная прибавка, м (h₀ = 0,1…0,3 м).

Общую длину (в м) всех рабочих участков вертикальных конвейеров у сушильной камеры с периодическим движением определяют по формуле:

₍₈₄₎

где l_П - шаг установки полок на цепях конвейера, м; τ -продолжительность сушки, с; Т— продолжительность одного цикла движения (с), состоящего из времени выстоя в одной позиции и времени перемещения на шаг l_П.

₍₈₅₎

где П - производительность сушилки, кг/с; К - количество изделий в 1 кг; К₁ - количество изделий в одном лотке, шт.; п - количество лотков на одной полке; τ_Д - время движения полок при перемещении на 1 шаг, с (τ_л / Т= 0,33...1,167); τ_П- время покоя (выстоя) конвейера, с (τ_п /Т — 1 – τ₁ / T).

Пример расчета

Рассчитайте производительность (в кг/с) сушилки для мармелад­ных изделий с двумя равномерно движущимися конвейерами, переме­щающими вагонетки со скоростью 0,150 м/мин. Вагонетки расположе­ны на расстоянии 1320,8 мм и вмещают по 90 кг готовых изделий каж­дая. Коэффициент возвратных отходов 0,95.

Производительность (в кг/с):

Задачи

1. В сушилку периодического действия поступают мармеладные изде-лия с содержанием сухих веществ 74%. В течение 6,5 ч они подвергаются сушке до содержания сухих веществ в готовых изделиях 82%. Рассчитайте часовую производительность сушилки по влажным изделиям, если в каме­ре установлено 16 стеллажных тележек. Количество решет в одной стел­лажной тележке 18, вместимость решета по высушенному мармеладу 5 кг.

2. В сушилке периодического действия сушится яблочный марме­лад. В процессе сушки его влагосодержание уменьшается с 29 до 19%. Определите, какое количество влаги удаляется в сушилке из мармелада в течение 1 ч, если длительность процесса сушки 6,5 ч, а количество высушенного яблочного мармелада составило 2500 кг.

3. Определите, какое количество пастилы с содержанием сухих ве­ществ 65% нужно подавать в тоннельную сушилку, чтобы обеспечить выход 590 кг/ч пастилы с содержанием сухих веществ 84%.

4. В камеру тоннельной сушилки цепной напольный конвейер с ша­гом 1625,6 мм равномерно подает вагонетки с пастилой влажностью 35%. В вагонетке размещается 17 решет вместимостью по 6,46 кг каж­дое. Определите часовую производительность тоннельной сушилки, если длина сушильной зоны у нее 22,7 м, продолжительность процесса сушки 3,5 ч, а влажность пастилы в процессе сушки уменьшилась на 19%.

5. В тоннельную сушилку непрерывного действия подается 0,156 кг/с пастилы с начальной влажностью 34%. Рассчитайте, до какой влажности высушивается пастила, если в процессе сушки из нее удаляется 0,0334 кг/с влаги.

6. Расчетная производительность тоннельной сушилки 9,84 кг/мин. Шаг установки вагонеток на напольном конвейере 1320,8 мм, количество решет на одной вагонетке 32, вместимость решета по высушенным изделиям 2,66 кг. Вычислите, с какой скоростью должны перемещаться вагонетки вдоль оси тоннеля.

7. Производительность тоннельной сушилки непрерывного действия 560 кг/ч, масса высушенных изделий на одной вагонетке 85 кг, длина ваго­нетки 1,14 м, ширина 0,78, высота 1,25 м, шаг установки вагонеток на кон­вейере 1625,6 мм. Продолжительность сушки изделий 3,5 ч. Рассчитайте габаритные размеры тоннеля сушилки, работающей при коэффициенте возвратных отходов 0,95. В расчете конструктивные прибавки по ширине и высоте тоннеля принять соответственно равными 0,8 и 0,3 м.

Практическая работа № 6 Изучение принципиальных схем оборудования для производства шоколада и порошка какао

Производство шоколадных изделий включает в себя следующие основные стадии: первичная обработка какао-бобов, получение какао-масла и приготовление шоколадных масс, формирование шоколадных изделий.

Оборудование для формования шоколадных изделий

Формование шоколадных изделий на фабриках осуществляют от­ливкой шоколадной массы в металлические и пластмассовые формы посредством специализированных отливочных машин.

Справочные материалы и расчетные формулы

Теоретическая производительность отливочных машин (в кг/с)

₍₈₆₎

где z - количество дозирующих поршней отливочной машины; n - количество двойных ходов поршня, с^-1 (n≈1 с^-1); k - количество изделий в 1 кг; m₀ - масса одного изделия, кг; ω - угловая скорость главного вала, рад/с; V - объем дозы шоколадной массы, м3; ρ- плотность шоколадной массы, кг/м3.

Количество рядов изделий, размещаемых по ширине формы,

_{С (87)}

где В_ф - ширина формы, мм; a - величина зазора между изделиями (толщина перемычки), мм; b - ширина изделия, мм.

Количество рядов изделий, размещаемых по длине формы,

₍₈₈₎

где L_ф - длина формы, мм; l - длина изделия, мм.

Общее количество изделий, размещаемых на форме,

₍₈₉₎

Дозу шоколадной массы (в кг) в отливочной машине, имеющей до­зирующее устройство с квадратным поршнем, определяют по формуле

₍₉₀₎

в машине, имеющей дозирующее устройство с цилиндрическим поршнем,

₍₉₁₎

где а - размер стороны квадратного поршня, м; S - ход поршня, м; с - коэффи­циент объемной подачи (в шоколадоотливочных машинах его принимают рав­ным 0,75...0,8); d- диаметр поршня, м; ρ - плотность шоколадной массы, кг/м³.

Ход (в м) поршня квадратной формы

(92)

цилиндрической формы

(93)

где у= a/S = d/S - отношение стороны а квадратного поршня или диаметра d цилиндрического поршня к ходу поршня (у = 0,3...0,4).

Время (в с), за которое дозируется одна порция шоколадной массы, составляет для квадратного поршня

(94)

_{Для цилиндрического поршня –}

(95)

Мощность для привода дозирующих поршней отливочной машины определяют по формулам, приведенным в п. 4.2.

Пример расчета

Рассчитайте производительность шоколадоформующего автомата, если на автомате отливаются плитки массой 100 г, количество дози­рующих поршней 12, каждый из которых дозирует 50 г шоколадной массы; за 1 мин заполняются 28 форм. Учесть, что для формования плитки массой 100 г два поршня подают массу в одну ячейку формы.

За один ход дозирующих поршней заполняется одна форма, со­стоящая из 6 ячеек. В каждую ячейку дозируется 100 г шоколадной мас­сы. Следовательно, за каждый ход дозируется 100·6 = 600 г. Продол­жительность одного хода составляет 60/28 с. За это время дозируется 600 г. Таким образом, производительность автомата равна

Задачи

1. Шоколадные плитки, выходящие из охлаждающей камеры фор­мующего агрегата, имеют ширину 39 мм, толщину 6,4 мм. Вычислите длину шоколадной плитки массой 25 г.

2. Форма цепного конвейера шоколадоформующего агрегата имеет ширину 195 мм, длину 570 мм. Рассчитайте, какое количество ячеек для шоколадных плиток размером 78 х 39 мм можно разместить на поверх­ности формы, если толщину перемычки, разделяющую ячейки по ши­рине формы, принять равной 7,5 мм, а по длине формы в 2 раза больше.

3. Форма шоколадоформующего агрегата с размерами сторон 195 х570 мм используется для отливки плиточного шоколада. Размеры шоколадной плитки 78 х 78 мм, площадь использования поверхности формы под ячейки составляет 65,68%. Определите, какое количество шоколадных плиток можно снять с этой формы.

4. На шоколадоформующем агрегате 317-Е9 выпускаются соевые плитки с размерами сторон 78 х 39 х 6,25 мм. Отливочная машина агрега­та заполняет 21 форму в минуту. Количество отливочных машин 2. Раз­мер форм, закрепленных на цепном конвейере, 570 х 195 мм. Вычислите, сколько сладкой плитки можно снять с агрегата за 1 мин, если известно, что коэффициент отношения площадей ячеек и формы равен 0,6568.

5. Определите теоретическую производительность отливочной ма­шины шоколадоформующего агрегата, у которого за 1 мин заполняется 24 формы. Количество изделий в 1 кг 10, ширина изделия 78 мм, его длина 160 мм. Ширина формы 180 мм, ее длина 538 мм. Толщина пере­мычек между ячейками 10 мм.

6. Шоколадоформующий агрегат, выпускающей плиточный шоко­лад, имеет паспортную производительность 1512 кг/ч. Пусковой период у этого агрегата 35 мин. Рассчитайте, какова средняя производитель­ность шоколадоформующего агрегата, если он работает 7,5 ч в смену.

7. Производительность отливочной машины шоколадоформующе­го агрегата 0,24 кг/с, число дозирующих поршней 6, количество отливов в минуту 24, плотность шоколадной массы 1315 кг/м³. Коэффициент объемной подачи дозирующего устройства 0,75. Вычислите ход поршня отливочной машины, если коэффициент отношения хода поршня к его диаметру равен 3,33.

Практическая работа № 7 Подбор оборудования и построение линий для производства шоколада и порошка какао

Производство шоколадных изделий включает в себя следующие основные стадии: первичная обработка какао-бобов, получение какао-масла и приготовление шоколадных масс, формирование шоколадных изделий.

Оборудование для первичной переработки какао-бобов

Первичная обработка какао-бобов включает в себя удаление примесей, обжаривание какао-бобов с целью придания им характерных вкуса и аромата, дробление обжаренного продукта и получение какао-крупки. Эти операции осуществляют на очистительно- и дробильно-сортировочных машинах, в обжарочных и сушильных аппаратов.

На рисунке изображена схема воздушно-ситовой очистительной машины MTRA фирмы «Бюлер» (Швейцария). Предназначена она для ско­ростной очистки какао-бобов перед подачей их в силосы для длительно­го хранения и очистки какао-бобов перед обжариванием (сушкой). Ка­чество очистки достигается за счет замены сит с отверстиями различной конфигурации и диаметра. Сита могут иметь круглые, продолговатые или треугольные отверстия, а также комбинации из таких отверстий, собранные в группы с различно ориентированными осями.

Машина (рис. а) состоит из следующих основных узлов: прием­ного бункера 7, ситового кузова 3 и вертикального воздушного сепарато­ра 4. Ситовый кузов опирается на гибкие опоры-пружины 5, установлен­ные на раме 8. К кузову с двух сторон планшайбами 7 крепятся мотор- вибраторы 6. Изменяя наклоны мотор-вибраторов, можно подобрать оп­тимальный режим колебаний ситового кузова, обеспечивающий хорошую очистку какао-бобов при максимальной производительности машины. Для контроля за состоянием сит предусмотрена съемная крышка 2. При необходимости (замена сит и др.) можно откинуть шарнирно закреплен­ный к ситовому кузову приемный бункер /.