20.4. Помадосбивальные машины

Помадосбивальные машины предназначены для получения помады в результате кристаллизации сахара из сахаро-водно-паточного сиропа. При выстаивании помадных конфет твердая фаза увеличивается в результате дополнительной кристаллизации сахара из жидкой фазы.

Помада состоит из твердой и жидкой фаз, составными частями которых могут быть: сахар, патока, вода, молоко и т. д. Твердая фаза – мелкокристаллический сахар, а жидкая фаза – насыщенный раствор сахара в водном, водно-паточном или другом более сложном растворителе. Соотношение фаз определяет консистенцию помады, качество которой регулируется размерами кристаллов сахара в твердой фазе.

Помадосбивальная машина ПСМ-250 (рис. 20.4.) обеспечивает получение помады из горячего высококонцентрированного сиропа. Сироп поступает на сетку 16 через воронку 15, откуда стекает через отверстия сетки в корпус 13. Температура сиропа близка к температуре его кипения. При свободном падении струйки или капельки сиропа охлаждаются воздухом. Вентилятор 18 нагнетает воздух по трубе 17 в канал 14 воронки. Только при низкой температуре воздуха и хорошей работе вентилятора можно получить высококачественную помаду.

Рис. 20.4. Помадосбивальная машина ПСМ-250

Охлажденный сироп попадает в корпус 13 на сбивальные лопасти 10. Они интенсивно сбивают сироп. Это вызывает быстрое образование большого количества центров кристаллизации. В результате образуются мелкие кристаллы. При этом выделяется скрытая теплота кристаллизации, пропорциональная количеству твердой фазы. Кроме того, выделяется теплота при трении лопастей о сироп и сиропа о стенки цилиндра. Для лучшего отвода теплоты стенка 12 камеры сбивания сделана из меди и окружена чугунной охлаждающей рубашкой 11.

По трубе 9 подводится холодная вода, а нагретая отводится по трубам 5 и 8 из верхних точек всех рубашек. Короткая камера 6 не имеет охлаждения. В ее верхней части сделано прямоугольное окно, прикрытое крышкой 7 с отверстиями. Через них может удаляться часть пара, если охлаждение в воронке и камере 12 было недостаточное. При наличии автоматических дозаторов через окно можно вводить красящие и ароматизирующие вещества. В настоящее время автоматические дозаторы отсутствуют, поэтому красители и ароматизирующие вещества добавляют в помаду вручную в отдельных котлах.

В камере 4 от помады отнимается меньше теплоты. Она нагревается. Скорость кристаллизации уменьшается. Часть корпуса 1 не имеет рубашки. В ней кристаллизация идет очень медленно. Левый конец сбивального вала 3 находится в рамке 2. Рамка с валом вынимается из машины. В машине рамку удерживает крышка 20. Готовая помада выходит из нижней части торца корпуса машины. Краны 19 служат для взятия проб воды и спуска воды из рубашек.

Четырехлопастные крыльчатки 6 расположены на валу с поворотом на угол 28° 30 через одну крыльчатку. Шаг крыльчаток 40 мм, ширина лопасти 25 мм. Крепление крыльчаток на валу производится шпонками и стопорными винтами на крыльчатках.

Техническая характеристика помадосбивальной машины с неохлаждаемым валом ПСМ-250 приведена в табл. 20.2.

Помадосбивальная машина ШАЕ-800 (рис. 20.5). Высококонцентрированный сахаро-водно-паточный сироп стекает из пароотделителя варочной колонки в невысокую воронку 3 и, не охлаждаясь в ней, попадает в составной четырехсекционный корпус. Каждая секция снабжена медной трубой 4 диаметром 310 мм и толщиной стенки 5 мм, развальцованной в чугунной рубашке 8. Рубашка имеет ребро 7, образующее спиральный канал. Благодаря такой конструкции обеспечивается равномерное омывание трубы водой и более эффективное охлаждение. В начале канала расположен штуцер 13 для ввода воды в рубашку. Охлаждающая вода поступает к штуцерам 13 по трубе 14. В конце канала через верхний штуцер 9 вода поступает в сливную трубу 12.

Таблица 20.2. Техническая характеристика помадосбивальных машин

Показатель	ПСМ-250	ШАЕ-800
Производительность, кг/ч Угловая скорость рабочего органа, рад/с Число рядов лопастей Число лопастей в ряду Максимальный радиус лопасти, мм Установленная мощность, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг	250…310 30,0…33,0 61 4 62 3,7 30905351445 745	800 32 13 4 150 10 33307922290 1330

Рис. 20.5. Помадосбивальная машина ШАЕ-800

Пустотелым сбивальным валом 5 служит труба диаметром 219 мм, к поверхности которой приварены стальные зубчатые лопасти 6, образующие четырехзаходный зубчатый шнек. В самом начале, т. е. на участке приема, спиральная лопасть не имеет зубцов, что позволяет лучше захватывать сироп и продвигать его вдоль машины. В пустотелый вал охлаждающая вода поступает по трубе 1, а вытекает через сливную воронку 2.

В последней секции для повышения интенсивности сбивания на боковой стенке имеются неподвижные штыри 11. Они входят во впадины зубчатой лопасти. Готовая помада выходит через патрубок 10.

Техническая характеристика помадосбивальной машины с охлаждаемым валом ШАЕ-800 приведена в табл. 20.3.

Инженерные расчеты. Производительность помадосбивальной машины П (кг/ч) определяется как

,

где  – коэффициент заполнения сечения; F – площадь поперечного сечения, м²;  – плотность помады, кг/м³; v_п – средняя скорость движения помады вдоль цилиндра, м/с;

,

где _c – коэффициент скорости; b – ширина лопасти, м; H – шаг лопастей по винтовой линии, м; j – число лопастей в одном ряду; v_o – окружная скорость конца лопастей, м/с;  – угол разворота лопастей к осевой линии вала, рад.

При получении помады сироп охлаждается до температуры выходящей помады и дополнительно отнимается скрытая теплота кристаллизации сахара из его раствора в водно-паточном растворителе.

Расход теплоты помадообразования Ф (кВт) рассчитывается в виде

,

где G₂, – соответственно масса уваренного сиропа и выкристаллизовавшегося сахара, кг; q₁, q₃, q_k – соответственно начальная и конечная теплота сиропа и скрытая удельная теплота кристаллизации выкристаллизовавшегося сахара; q_k = 21 кДж/кг.

Масса выкристаллизовывавшегося сахара G_с (кг) равна

,

где G₁ – начальная масса увариваемого сиропа, кг; С_1п и С_нп – соответственно концентрация сахара в уваренном сиропе и в насыщенном растворе, %.

Длина корпуса помадосбивальной машины должна быть такой, чтобы успели вырасти кристаллы желаемого размера. Для образования кристаллов размером d (мкм) потребуется время  (с), равное

,

где v_с – средняя скорость роста кристалла, мкм/с (v_с  v_к/500, где v_к – скорость кристаллизации, мг/с).

Длину корпуса помадосбивальной машины l (м) рассчитывают как

,

где v_n – скорость движения помады вдоль цилиндра, м/с.

Рабочий день ученого – понятие скорее физиологическое, для многих он – весь период бодрствования и вся жизнь. Поэтому для успешного занятия наукой требуется отменное здоровье и четко выработанный индивидуальный режим труда и передышек. Соколов Борис Сергеевич (р. 1914), геолог и палеонтолог, академик РАН