Технология производства мармелада (стр. 2 из 3)

Из смесителей пюре насосом 2 перекачивается в протирочную, машину З для контрольной протирки через сито с отверстиями диаметром 0,8 мм. Протертое пюре по металлическому спуску поступает в приемный сборник 4 и далее шестеренным насосом перекачивается в смеситель 10 для сахаро-яблочной смеси. Необходимое количество пюре определяется по уровню.

Рис. 2. Машинно-аппаратурная схема механизированной поточной линии производства формового мармелада

Смеситель снабжен горизонтальной механической мешалкой П- образными лопастями, укрепленными на валу по винтовой линии. В смеситель 10 согласно рецептуре загружается сахар, пюре, лактат натрия, патока и отходы. Сахар-песок перед загрузкой в смеситель просеивают, пропускают через магнитные уловители ковшовым элеватором, подают в бункер 7 автовесов 6. Патоку подают из мерного бачка 8, а лактат натрия — из бачка 9.

Из смесителя сахаро- яблочная смесь, пройдя фильтр 11, шестеренным насосом 12 подается в варочный котел 13 с мешалкой, где доводится до кипения. Далее плунжерный насос 14 подает смесь в непрерывнодействующий трехкамерный варочный аппарат 15 - безвакуумное уваривание. Из варочного аппарата уваренная масса поступает в пароотделитель 16. Конечная влажность мармеладной массы 30—32 %, температура массы на выходе 106—107 °С.

Уваренная масса из пароотделителя 16 поступает в темперирующую машину 17, а оттуда плунжерным насосом-дозатором 18 в отливочную головку 21 отливочной машины. В смеситель 20 добавляют эссенцию, пищевой краситель и кислоту. Смеситель всего четыре. Отливочная головка также разделена на 4 секции, что позволяет отливать мармелад четырех цветов.

В нижней части отливочной головки установлен дозирующе- отливочный механизм с двадцатью плунжерами.

Отливочная машина имеет цепной пластинчатый конвейер 22; в ячейки металлических пластин вмонтировано по четыре ряда форм, отштампованных из нержавеющей стали. Дозирующий механизм заливает массу в ячейки форм движущегося конвейера. Верхняя ветвь транспортера проходит после заливки форм через охлаждающую камеру 19 с вентилятором 36 и холодильной батареей 37, где происходит желирование и структурообразование мармеладной массы. Формы с конвейера переходят затем в нижнюю часть машины, нагреваются от змеевика 23 и подходят к механизму 4 выборки мармелада.

При нагревании форм несколько оплавляется поверхность изделий, соприкасающаяся с металлом. В результате этого ослабевает связь между изделиями и материалом форм. Изделия извлекаются из форм пневматически. Для этого формы имеют общую полость, а дно каждой ячейки соединяется с ней несколькими отверстиями. На участке выборки к форме прижимается камера, в которую от компрессора в пульсирующем режиме подается сжатый воздух. Через общую полость и отверстия воздух давит в донышки изделий и выталкивает их на лоток, установленный на конвейере 33.

Лотки поступают в мармеладоотливочную машину на конвейере 34, затем два лодочных вертикальных конвейера 35 снимают их, поднимают и устанавливают на конвейер 33 под механизмом выборки 24.

Конвейер 33 подает лотки с мармеладом в сушилку 25. Сушилка предназначена для непрерывной сушки и охлаждения мармелада. Сушилка выполнена в виде сварного каркаса, теплоизолированного щитами, внутри которого смонтированы два замкнутых вертикальных полочных конвейера 26, служащих для подъема лотков и два аналогичных транспортера 30 для их опускания. Вертикальные конвейеры связаны между собой верхним транспортером 27. Во время подъема вверх лотки обдуваются горячим воздухом, который подается вентиляторами 28. Нагревается воздух от паровых калориферов 29. Транспортер 27 снимает лоток с полок транспортеров 26 и устанавливает на полки конвейеров 30, которые опускают их вниз. Двигаясь в вертикальных шахтах, мармелад обогревается горячим воз духом и высушивается.

При прохождении последних ярусов второй шахты, перед выходом лотков из сушилки, мармелад обдувается из вентилятора 32 воздухом цеха и охлаждается.

Нижний конвейер 31 выводит лотки с мармеладом из сушилки. Пустые лотки возвращаются на транспортер 34 к отливочному агрегату для загрузки, а мармелад поступает на укладку. Производительность линии составляет 290 кг/ч. Далее подробно рассмотрим работу и сделаем расчет варочного котла с мешалкой.

Принцип работы и расчет

Корпус машины цилиндрической формы, оснащен темперирующей рубашкой. (рис. 5) Представляет собой комбинированную лопастную мешалку с планетарным движением вертикальной лопастной и рамной мешалки.

Рис. 5. Смесительная машина: 1 – вал мешалки; 2 – водяная рубашка; 3 – рабочая камера; 4 – лопасть мешалки; 5 – термометр; 6 – подвижная шестерня; 7 - неподвижная шестерня; 8 – водило; 9 – труба; 10 – рамка мешалки; 11 – приводный вал; 12 – приводный электродвигатель; 13 – червячный редуктор; 14 – станина; 15 – крышка; 16 – выгрузочный патрубок.

Смеситель состоит из цилиндрической рабочей камеры с плоским днищем, наружные поверхности камеры защищены водяной рубашкой. Емкость установлена на станине, в которой находится приводной электродвигатель и червячный редуктор, на его фланце закреплена труба, а в ней размещен приводной вал мешалки. На нем закреплена неподвижная шестерня и водило, соединенное с рамкой мешалки. На противоположном конце водила закреплена опора вала пропеллерной мешалки и приводная шестерня. Сверху емкость закрыта крышкой, через откидную ее половину загружают компоненты смеси. К рубашке подключены вода и пар. Температура воды в рубашке регулируется термометром. Разгрузка смеси осуществляется через патрубок с заслонкой. Комбинированный тип мешалки выбран, учитывая, что мармеладная масса имеет среднюю вязкость.

Рассчитаем мощность перемешивающего устройства.

Т. к. мешалка комбинированная, то рассчитываем потребную мощность для каждой составной части.

Рис. 6. расчетная схема мешалки с вертикальными лопастями.

1. Мощность лопастной мешалки

Выделим на горизонтальной лопасти (рис. 6) бесконечно малую элементарную площадку df на расстоянии х от оси вращения. Величина этой площадки

где h – высота лопасти, м.

При вращении лопасти элементарная площадка df приводит в движении в 1 с элементарный объем жидкости, м3/с,

,

где

- окружная скорость элементарной площадки, м/с; - коэффициент, учитывающий увеличение площади сечения струи жидкости по отношению к величине элементарного объема жидкости dv в движение, может быть подсчитана как кинетическая энергия

где

- удельная сила тяжести (плотность) жидкости, кг/м3

g – ускорение с свободного падения, м/с3

Подставляя сюда вместо dv его значение, получим

Окружная скорость элементарной площадки

,

где n – частота вращения вала, мешалки, об/с.

Подставляя значения ω и df, имеем

для мешалок с вертикальными лопастями x изменяется в пределах от rB до rН. Интегрируя в этих пределах уравнение и подставляя необходимые значения, получим потребную пусковую мощность, Вт, для мешалок с z парами вертикальных лопастей.

(1)

Чистота вращения лопастной мешалки n = 6с-1 [10]. Диаметры и высоту мешалки выбираем конструктивно. Т. к. мешалка имеет две вертикальные пары z = 2.

dH = 0,22 мм, dв = 0,134 м, ψ = 1,1 [10].

Плотность желейной массы ρ = 1100 кг/м3 [1], h = 0,1 м.

2. Мощность рамной мешалки Nрам

Рамную мешалку рассмотрим как разновидность лопастной, состоящей из трех горизонтальных лопастей:

Мощность для горизонтальных лопастей вычисляем по формуле (1), учитывая что для одной лопасти dн = 0,489 м, h = 0,04 м (размеры выбираем конструктивно), частота рамной мешалки nр = 1 с-1.

Конструктивные размеры второй лопасти dH = 0,089 м, dв = 0,045 м, h = 0,04 м

Конструктивные размеры третьей лопасти dH = 0,425 м, dв = 0,045 м, h = 0,044 м.

Таким образом, мощность рамной мешалки Nр, Вт

3. Мощность, расходуемая на трения в сальнике для уплотнений

,

где f – коэффициент трения, f = 0,2 [10]; d - диаметр вала, см d = 2,8 см (конструктивно), l – длина набивки, см l = 2,5 (конструктивно), p = 0,1 Мпа (т. к. давление насоса рн = 0,1 Мпа), n – частота вращения вала, с-1

4. Потребная мощность двигателя Nдв, Вт

,