Глава 16 у статкування для нагрівання, розчинення і уварювання

16.1. Призначення і класифікація

Як видно із схем потокових ліній, устаткування для теплової обробки вико-ристовують для нагрівання з метою переведення сировини і напівфабрикатів в інший агрегатний стан (плавлення жиру, цукру та ін.), розчинення компонентів (приготування цукро–молочно–патокових розчинів, емульсій); уварювання кон-дитерських мас (сиропів, начинок та мармеладних мас).

До устаткування для нагрівання кондитерських мас відносять:

варильні котли з паровими сорочками з мішалками і без мішалок, які мають поворотну або стаціонарну чашу ємністю 12–200 л;

темперуючі збірники ємністю 0,1–3,0 м³, які призначені для підтримання заданої температури з одночасним перемішуванням кондитерських мас (терто-го какао, шоколадних мас, глазурі та ін.) і мають водяну сорочку, мішалки і системи автоматичного підтримання заданої температури;

змійовикові апарати періодичної дії (дисутори) і неперервної дії (змійови-кові варильні колонки) для підігрівання води, розчинів, патоки і кондитерських мас.

Апарати для одержання цукрових розчинів поділяють на апарати, які пра-цюють під атмосферним або підвищеним тиском.

Апарати і установки, які працюють під атмосферним тиском, бувають пе-ріодичної (котли з паровими сорочками, дисутори та ін.) і неперервної дії (шес-тисекційні розчинювачі ШСК).

До апаратів і установок, які працюють під підвищеним тиском, відносять сироповарильні станції із змієвиковими варильними колонками (марок ШСА-1, ШСА-2) і плівкові апаратами.

Апарати періодичної дії використовують на підприємствах малої продук-тивності. Найбільшого поширення на кондитерських фабриках набули сиропо-варильні станції неперервної дії під підвищеним тиском (ШСА-1 і ШСА-2), а також плівкові апарати.

Шестисекційні розчинювачі (ШСК) мають недоліки: велику тривалість (до 45 хв.) розчинення і низьку (до 82 %) концентрацію розчинів, що призводить до потемніння сиропів (за рахунок утворення речовин, що редукують) і підвищен-ня витрат теплової енергії на уварювання сиропів до відповідної концентрації.

В цьому відношенні більш сучасними є сироповарильні станції, які пра-цюють під підвищеним тиском і плівкові апарати. В цих установках найкорот-ша тривалість розчинення (4,5–5 хв.) і найбільша концентрація сиропів на ви-ході (84–94%).

Установки для уварювання сиропів поділяють на установки, які працюють під атмосферним тиском і під вакуумом.

До установок, які працюють під атмосферним тиском, відносять апарати періодичної дії (варильні котли, дисутори) і неперервної дії (змійовикові ва-рильні колонки).

Установки, які працюють під вакуумом, включають вакуум–апарати пе-ріодичної дії (сферичні, універсальні та ін.) і неперервної дії (змійовикові і плівкові).

Варильні котли, дисутори, вакуум–апарати загального вжитку вивчаються в курсі “Процеси і апарати харчових виробництв”. В даній главі ми розглянемо установки, які знайшли поширення в кондитерській промисловості.

16.2. Сироповарильні станції

Сироповарильні станції використовують для отримання цукрових сиро-пів. Цукровий сироп – висококонцентрований розчин цукру у воді концент-рацією 82–94%, який готують з добавкою антикристалізаторів (крохмальної па-токи або інвертного цукру). В залежності від призначення сиропу вміст анти-кристалізаторів може мінятись від 10 до 50%. Антикристалізатори запобігають кристалізації за рахунок збільшення в’язкості розчину, збільшують загальну розчинність цукру і дозволяють збільшити його вміст у розчині до 94%.

Якість карамельної маси погіршується із збільшенням вмісту цукрів, що редукують, тому кількість їх в сиропах повинна бути найменшою, а це можли-во, якщо тривалість дії високих температур мінімальна. Тому сироповарильні станції з мінімальною тривалістю теплової обробки сиропів найдоцільніші.

Схему сироповарильної станції марки ШСК, яка працює під атмосферним тиском, наведено на рис. 84. Будову станції видно з підрисункового тексту.

Принцип дії станції наступний: цукор дозатором 2 і вода подаються крізь патрубки 3 і 4 в шестисекційний розчинювач, в корпусі 6 якого знаходиться ло-патевий ротор 5, що обертається для запобігання осадженню цукру. Суміш переливається із секції в секцію по переливних каналах 7, цукор розчиняється і в п’ятій секції розчин доводиться до температури кипіння 103–105 ˚С, що від-повідає концентрації 80–82%. Сюди ж по патрубку 10 подають нагріту до тем-ператури не нижче 60 ˚С патоку, яка змішується з розчином цукру. Вторинна пара виводиться крізь патрубки 9, а сироп очищується в сітчастому фільтрі 12, розташованому в шостій секції апарата і виводиться з нього по трубі 13 для по-дальшої обробки.

Патока подається в кінці процесу розчинення для запобігання утворенню великої кількості речовин, що редукують, і внаслідок цього –втрат цукру та по-гіршення якості сиропу.

Для диференційованого підігріву парова сорочка розчинювача поділена на три частини, в кожну із яких подається крізь патрубок 15 потрібна кількість па-ри. Конденсат з кожної частини сорочки відводиться трьома конденсатовідвід-никами 14.

Зачистку перших 3–х секцій, де в розчині знаходяться кристали цукру, ви-конують крізь регульовані заслонки 8, а 4–ї і 5–ї –крізь трубу 13. Заслінки 8 від-чиняються і зачиняються за допомогою рукояток.Для зменшення утрат тепла в навколишнє середовище апарат покривають теплоізоляцією 17.

Технічна характеристика сироповарильної станції ШСК наведено у табл. 34.

Аналогічно станції ШСК у станціях ШСА-1 і ШСА-2 (рис. 85), які пра-цюють при підвищеному тискові, цукор дозатором 1, патока плунжерним насо-сом–дозатором 2 і вода ротаметром 3 подаються в змішувач–розчинювач 4, в парову сорочку 19 якого подається пара по патрубку 22. Суміш в апараті нагрі-вається до 70 ˚С і перемішується двома лопатевими роторами 21. Кристали цук-ру розчиняються до таких розмірів, що суміш не може розшаровуватись. Суміш подається в збірник 5 і насосом 6 напрямляється в трубу змійовика 8 варильної колонки 7. В корпус 9 подають пару під тиском 0,45–0,55 МПа, цукор в суміші розчиняється повністю, температура сиропу доводиться до температури кипін-ня 110–112 ˚С, що відповідає концентрації 86–88%. Далі сироп проходить крізь розширювальний бачок 11, діафрагму 13, яка служить для підвищення тиску сиропу в трубі до 0,17–0,20 МПа і попадає в паровідокремлювач 15, де відок-ремлюється від нього вторинна пара. Готовий сироп очищується в сітчастому фільтрі і зберігається в збірнику 16, звідки подається у виробництво насосом 17. Конденсат із корпусу 9 змієвикової варильної колонки 7 і з сорочки 19 змі-шувача–розчинювача 4 відводиться конденсатовідвідниками 20. Випускають повітря за допомогою продувного крана 10, контролюють тиск в камері за до-

помогою манометра 14, а для запобігання підвищенню тиску більше номіналь-ного служить запобіжний пружинний клапан 12.

Технічні характеристики сироповарильних станцій ШСА-1 і ШСА-2 наве-дено у табл. 34.

У наш час закордонними фірмами (наприклад “Тер Браак” Голландія) ви-пускаються і використовуються установки для отримання рецептурних сумішей в холодному стані, які складаються з кристалів цукру і майже насиченого цук-рово–паточного розчину (груба суспензія). Загальний вміст цукру у такій сумі-ші може бути таким, який потрібний для отримання сиропу будь–якої рецеп-тури (як карамельного, помадного, так і цукеркових мас). Отриману суспензію насосом подають в місця приготування сиропів.