15.3. Аппараты для нагревания, уваривания и варки пищевых сред

В аппаратах для нагревания пищевые среды доводятся до определенной температуры. К ним относятся аппараты, в которых практически отсутствует процесс кипения и поддерживается постоянная температура полуфабриката (выше температуры окружающей среды). Причем в процессе нагревания физическое состояние загружаемого продукта может меняться.

Нагреванию подвергаются молоко, начинки, патока, фруктово-ягодное сырье и другие массы, а также поддерживается соответствующая температура шоколадных масс и какао тертого.

Уваривание служит для повышения концентрации пищевых сред. При кипении в процессе уваривания из них удаляется влага. Этому процессу подвергают различные сиропы, молочные и фруктово-ягодные массы и др.

Варка применяется для тепловой обработки мяса и мясопродуктов, круп, картофеля и т.п. до состояния кулинарной готовности в воде острым паром или смесью насыщенного пара и воздуха при температурах до 100 С.

Рис. 15.2. Вакуум-подогреватель КТП-2

Односекционный трубчатый вакуум-подогреватель КТП-2 предназначен для подогрева различных фруктовых и овощных соков. Вакуум-подогреватель КТП‑2 (рис. 15.2) состоит из теплообменника 1, вакуум-бачка 2, паровой магистрали 3, бака 4 для воды, насоса 5.

Теплообменник представляет собой цилиндрический кожух, внутри которого находятся трубки из нержавеющей стали. По трубам протекает продукт, пар подается в межтрубное пространство.

Паровая магистраль включает в себя трубопроводы, арматуру, вакуум-редукционный клапан, манометр, предохранительный клапан и регулятор температуры. Заданный тепловой режим поддерживается автоматически. Вакуум-редукционный клапан обеспечивает понижение давления пара с 0,2 МПа до 0,07…0,09 МПа для предотвращения перегрева и пригорания продукта.

Для удаления конденсата из вакуум-бачка применен водяной эжектор. Конденсат в вакуум-бачок поступает из подогревателя через конденсатоотводчик с закрытым поплавком. Вода в эжектор нагнетается насосом 5 из бака 4. Уровень разрежения контролируют с помощью вакуумметра.

Техническая характеристика аппарата ктп-2

Производительность, л/ч 1800

Площадь поверхности нагрева, м² 4

Скорость движения продукта по трубкам, м/с 2,8…3,5

Установленная мощность электродвигателя

вакуум-насоса, кВт 1,0

Продолжительность нагрева сока от 20 до 90 °С, с 115

Габаритные размеры, мм 33005102330

Масса, кг 600

Темперирующие сборники бывают вертикальными, вместимостью до 3,0 т, и горизонтальными – до 10,0 т.

Техническая характеристика темперирующих сборников приведена в табл. 15.1.

Таблица 15.1. Техническая характеристика темперирующих сборников

Показатель	МТМ	МТ	СZA-28	CZA-29	«Хайденау»	CZA-18
Вместимость сборника, дм3	100	250	500	1000	2000	3000
Угловая скорость вала мешалки, рад/с	4,1	2,7	2,5	2,5	2,5	2,5
Расход пара под избыточным давлением 0,2 МПа, кг/ч		10	19	38	30	150
Расход воды, м3/ч		70	125	150	200	250
Мощность электродвигателя, кВт	1,7	3,5	3,5	3,5	3,5	5,5
Габаритные размеры, мм:
длина Д	1150	1325	1600	2100	1800	2800
ширина Ш	800	1150	1200	1500	1600	2250
высота В	1010	1475	1300	1750	2500	2000
Масса, кг	460	830	1230	1150	2000	2430

Вертикальный темперирующий сборник показан на рис. 15.3. Какао тертое или шоколадная масса загружается в цилиндрический резервуар 19 с водяной рубашкой 18, покрытый изоляцией 16. Обогрев сборника термосифонный. Управление обогревом осуществляется с пульта кнопками 6. Термометр 8 регистрирует температуру воды, а термометр 5 показывает температуру массы. Контрольная лампа 9 указывает, что сборник работает. Сверху сборник закрыт крышкой 4. Крышка открывается с помощью рукоятки 11, при ее повороте кулачок 12 выключателем 13 выключает электродвигатель 1 мешалки. Он через редуктор 2 вращает планетарную мешалку 10 с частотой вращения 30 об/мин. Резервуар освещается лампой 3, установленной на крышке.

Рис. 15.4. Реактор типа М3-2С

Для циркуляции массы и загрузки сборника служит насос 14 с подачей 50 дм³/мин. При помощи трехходового крана 15 можно массу от насоса направить по обогреваемому трубопроводу 17 на грибок 7 в сборник для рециркуляции или перекачать в другую емкость. В темперирующем сборнике других фирм трехходовой кран располагается вверху трубы 17. Есть сборники с комбинированным обогревом – паровым и электрическим.

Варочные котлы (реакторы) предназначены для перемешивания с подогревом вязких и жидких пищевых продуктов из нескольких компонентов. В зависимости от вместимости реакторы выпускают различных типов.

Техническая характеристика открытых варочных котлов приведена в табл. 15.2.

Реактор типа МЗ-2С (рис. 15.4) имеет две стойки 1, две цапфы 2, паровую рубашку 3, корпус 4, мешалку 5 и электрооборудование. В нижней части паровой рубашки 3 имеется краник для спуска воздуха и конденсата. После заполнения реактора продуктом в рубашку подается пар и начинается процесс перемешивания с подогревом. Мешалка 5 представляет собой вал с лопастями. Реактор имеет два окна для осмотра внутренней полости, а также люк для периодического осмотра, очистки и ремонта.

Рис. 15.3. Вертикальный темперирующий сборник

Техническая характеристика реактора МЗ-2С

Вместимость, дм³ 1000

Рабочее давление, МПа:

в паровой камере 0,25

в корпусе 0,07

Частота вращения вала мешалки, мин^-1 48

Установленная мощность электродвигателя, кВт 3

Габаритные размеры, мм 131511942003

Масса, кг 900

Варочные котлы бывают со стационарной и опрокидываемой чашей, открытые (без крышки) и закрытые. На рис. 15.5. показан закрытый варочный котел с опрокидываемой чашей. Внутренняя чаша 10 изготовлена из меди или нержавеющей стали. С помощью стального кольца 17, прокладки, болтов и отбортовки она соединяется со стальной паровой рубашкой 7. Полость между чашей и рубашкой образует паровое пространство, в которое подается пар. На подводящей линии установлены манометр 3, предохранительный клапан 4 и запорный вентиль 5. Конденсат отводится из наинизшей точки парового пространства 13. При пуске и в процессе работы воздух из рубашки периодически выпускают через кран 18, расположенный в наивысшей точке парового пространства.

Таблица 15.2. Техническая характеристика открытых варочных котлов

Показатель	С опрокидываемой чашей			Со стационарной чашей
	6А	–	К-1А	5-А	27-А	28-А
Вместимость, дм3	12	32	150	60	60	150
Внутренний диаметр чаши, мм	500	500	785	590	650	800
Высота края чаши, мм	1012	991	1225	1125	1225	1225
Площадь поверхности нагрева, м2	0,23	0,39	0,65	0,55	0,55	0,65
Давление греющего пара, МПа	0,3	0,4	0,59	0,59	0,59	0,59
Габаритные размеры, мм:
длина Д	1400	1146	1800	1100	1275	112
ширина Ш	730	640	1000	758	830	955
высота В	1360	1360	1350	1400	1485	1610
Масса котла, кг	200	215	440	300	400	450

После загрузки котла массой закрывают люк крышкой 15, открывают воздушный кран 18, продувочный кран на конденсатоотводчике или обводной линии и пускают пар, открыв вентиль 5. Продувку парового пространства производят до тех пор, пока из кранов не пойдет сухой пар. После этого закрывают продувочные краны, включают конденсатоотводчик и увеличивают поступление пара.

В процессе нагревания наблюдают по манометру 3 за давлением греющего пара и по манометрическому термометру 2 за температурой массы.

Подогретая масса выгружается через штуцер 12, для чего рукояткой 1 поднимают клапан 11. Котлы снабжаются мешалками 9 для увеличения равномерности прогрева вязких веществ. Приводной электродвигатель 8 шарнирно соединен со станиной 19 и своим весом создает необходимое натяжение ремней с помощью устройства 6. Иногда натяжение увеличивается дополнительными грузами и пружинами. Крышка 14 котла имеет трубу 16 для отвода пара.

Варочный котел может быть и открытым, т. е. без крышки. При шарнирном соединении котла со станиной нагретую массу выгружают через борт поворотом котла вокруг горизонтальной пустотелой оси с помощью маховика. Подвод пара и отвод конденсата у таких котлов производится через пустотелые оси. В рубашке таких котлов от пустотелой оси к наинизшей точке опускается трубка, по которой паром выдавливается конденсат.

Открытые варочные котлы могут применяться и для уваривания в тех случаях, когда длительная выдержка увариваемого вещества при высокой температуре не ухудшает качества продукта.

Рис. 15.5. Варочный котел

Аппарат ВА-800М предназначен для варки круп (рис. 15.6), состоит из барабана 3, бункера 6, передней 1 и задней 8 стоек, переднего 2 и заднего 4 патрубков, привода 7 и электрооборудования.

Барабан представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами. К днищам барабана крепятся передний патрубок, предназначенный для ввода в аппарат пара, и задний – для выпуска излишка пара. Полые чугунные патрубки аппарата соединены между собой трубой, расположенной на оси барабана. Концы трубы вварены в днища барабана. С внутренним пространством барабана полые патрубки сообщаются через отверстия в днищах барабана.

Отверстия закрыты решетками, предотвращающими попадание крупы в полые патрубки. Эти отверстия способствуют равномерному распределению пара внутри барабана.

На переднем патрубке аппарата установлены манометр и предохранительный клапан. Для обеспечения периодической загрузки и выгрузки крупы на боковой поверхности бункера имеется люк 5 с герметически закрывающейся съемной крышкой. В целях облегчения обслуживания люка на бункере предусмотрено устройство, в котором крышка люка закрепляется перед выгрузкой крупы из бункера.

Для лучшего перемешивания крупы в процессе варки к внутренней поверхности цилиндрической части барабана приварены спиральные лопасти. Отбор проб из барабана осуществляется через пробный кран, укрепленный на его цилиндрической части.

Горизонтальное положение барабана обеспечивается установкой его на четырех роликах посредством двух бандажей, закрепленных на полых патрубках передней и задней стоек. Каждая пара роликов крепится к передней и задней стойкам. Для удержания аппарата от осевых перемещений бандаж переднего патрубка имеет реборду. Привод аппарата включает электродвигатель, клиноременную передачу и редуктор. На выходной вал редуктора насажена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом, которое прикреплено к переднему патрубку барабана. На одной плите с редуктором установлен колодочный тормоз переменного тока, предназначенный для остановки и фиксации барабана в трех положениях: для загрузки, снятия крышки люка и выгрузки продукта.

Рис. 15.6. Варочный аппарат ВА-800М

В аппарат через люк загружают крупу и подают воду. Затем люк герметически закрывают и подают пар, после чего аппарат приводят во вращение. В процессе варки крупа и вода непрерывно перемешиваются. Время окончания варки устанавливают путем периодического взятия проб через пробный краник аппарата. Температурный режим варки регулируется путем изменения расхода и давления пара. По окончании варки подвод пара прекращается, аппарат останавливается и с помощью тормоза фиксируется в наклонном положении для снятия крышки люка. Соединением пробного краника барабана с атмосферой снимают давление в аппарате. После этого открывают крышку люка, закрепляют ее в устройстве на бункере и выгружают сваренную крупу в бункер. Затем включают привод и проворачивают несколько раз аппарат с открытым люком до полной выгрузки крупы из него.