Технология и оборудование пищевого производства

Размещено на http://allbest.ru

1.Технологическая линия производства помадных конфет. Установка ШСА для получения сиропа (принцип действия, особенности конструкции, достоинства и недостатки, расчет производительности и энергозатрат)

пищевой сироп установка

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Помадные конфеты -- сахарные кондитерские изделия, которые состоят из мелких (10...20 мкм) кристаллов сахарозы, распределенных в насыщенном водном растворе различных Сахаров: сахарозы, глюкозы, мальтозы и декстринов. Такую структуру изделий получают из помадной массы -- полуфабриката, образованного в результате определенной технологической обработки сахара, при которой сахар из крупнокристаллического состояния переходит в мелкокристаллическое, отчего помадная масса легко растворяется и «тает». В отличие от сахара в помадной массе содержится от 9 до 12 % воды. Кроме того, в ней находятся мельчайшие пузырьки воздуха, придающие ей некоторую пышность и белую окраску.

Существует два основных вида помадных масс: сахарная и молочная, приготовленная из сахара и молока. В помадные массы добавляют различные вкусовые и ароматизирующие вещества. Добавки влияют на вкусовые качества помадных конфет, а в некоторых случаях на их структуру. Чтобы предотвратить высыхание отформованных конфет и сохранить двухфазное состояние их структуры, корпуса помадных конфет обычно покрывают шоколадной или жировой глазурью.

Помадные конфеты выпускают завернутыми или открытыми. При завертке конфеты поштучно заворачивают во влагонепроницаемую этикетку. Открытые помадные конфеты укладывают в картонные коробки или короба.

Основным сырьем для производства помадных конфет является сахарный песок. В качестве антикристаллизатора применяется крахмальная патока. При изготовлении помадных конфет к сахарной помадной массе добавляются фруктово-ягодные припасы, подварки, обжаренные тертые орехи или какао-порошок, а также пищевые кислоты, вина, ароматизирующие эссенции и пищевые красители. К молочной помадной массе добавляются сливочное масло, тертые орехи, какао-порошок, вина и эссенции. Такое многообразие применяемого сырья позволяет выпускать разнообразные виды помадных конфет, составляющих значительную долю в общем объеме производства конфет.

Особенности производства и потребления готовой продукции. В настоящее время самым распространенным способом формования помадных конфет является отливка жидкой конфетной массы в ячейки форм с последующим образованием твердообразной структуры при выстойке отлитых корпусов конфет в этих же формах. Отливкой массы можно получить изделия с наименьшими затратами энергии, так как при отливке конфетная масса под действием силы тяжести приобретает конфигурацию той ячейки, в которой она находится. Внешнее напряжение для получения формы изделия прикладывать не требуется.

Вследствие значительной адгезии помадной массы со многими конструкционными материалами и отсутствия усадки при затвердевании массы формы для помадных конфет изготавливают в виде ячеек (углублений), отштампованных в слое порошкообразного формовочного материала, предварительно насыпанного в лотки.

Особенности загрузки лотков формовочным материалом и межоперационных перемещений лотков при формовании и выстойке корпусов конфет в значительной мере определяют качество изделий, производительность и уровень механизации производства помадных конфет.

На крупных и средних предприятиях кондитерской промышленности применяются линии, обеспечивающие комплексную механизацию основных и вспомогательных операций технологического процесса:

-- линии с ускоренной выстойкой корпусов конфет непрерывного действия;

-- линии со штабелером и дештабелером для механизированной укладки лотков с формовочным материалом и заготовками изделий на стеллажные тележки и их выстойки в помещении цеха.

На малых предприятиях применяют универсальные полумеханизированные линии производства отливных конфет с ручной загрузкой и разгрузкой стеллажных тележек для лотков.

Особенностью хранения и потребления помадных конфет является потеря влаги, что приводит к увеличению твердой фазы, укреплению и цементированию кристаллов сахарозы. В результате изделия этой массы становятся жесткими и неприятными на вкус. Это явление называется черствением помадных конфет. Первым признаком начавшегося заметного черствения изделия служит появление на поверхности, а затем и внутри изделия белых пятен, представляющих собой друзы крупных кристаллов сахарозы.

Применяют различные способы снижения скорости черствения помадных конфет. Например, изделия заворачивают или укладывают во влагонепроницаемые упаковочные материалы. Конфеты целиком или частично покрывают шоколадной или жировой глазурью. В состав рецептурной смеси включают вещества, которые замедляют процесс кристаллизации сахарозы либо вызывают инверсию сахарозы с образованием фруктозы. К таким веществам относятся этиловый спирт, яичный белок, инвертаза и др.

Упакованные помадные конфеты необходимо хранить в сухих хорошо проветриваемых помещениях при температуре не выше 18 °С и относительной влажности воздуха не выше 75 %. Необходимо избегать даже кратковременных резких колебаний температуры.

Стадии технологического процесса. Производство помадных конфет можно разделить на следующие основные стадии и операции:

-- подготовка сырья к производству: хранение сахара, патоки, молока и заготовок; просеивание сыпучих продуктов и фильтрование жидких компонентов, подготовка питьевой воды;

-- приготовление сахарного сиропа: дозирование сахара-песка и воды, растворение сахара, уваривание рецептурной смеси;

-- приготовление помадного сиропа: дозирование сахарного сиропа, патоки, молока и других компонентов, смешивание и уваривание рецептурной смеси;

-- сбивание помадной массы;

-- приготовление конфетной массы: дозирование помадной массы и рецептурных добавлений, смешивание конфетной массы;

-- формование корпусов конфет: подготовка и загрузка крахмала в лотки, штампование ячеек в слое крахмала, дозирование и отливка порций конфетной массы в формы, выстойка отливок, разгрузка лотков после выстойки, разделение корпусов конфет и крахмала;

-- глазирование корпусов конфет: подготовка, темперирование и подача глазури, нанесение глазури на корпуса конфет, охлаждение глазированных корпусов;

-- завертка и упаковка конфет: ориентирование конфет в продольные ряды, завертка конфет и упаковка в торговую тару.

Характеристика комплексов оборудования. Начальные стадии технологического процесса производства помадных конфет выполняются при помощи комплексов оборудования для приготовления сахарного и помадного сиропов. В состав этих комплексов входят емкости для хранения и устройства для дозирования рецептурных компонентов, смесители и варочные аппараты. Помадную массу получают в помадосбивальной машине.

Ведущий комплекс оборудования линии включает конфетоотливочный агрегат, сопряженный с агрегатом ускоренной выстойки корпусов конфет. Комплекс оборудования для глазирования корпусов конфет содержит оборудование для хранения, подготовки и темперирования шоколадной глазури, глазировочную машину и агрегат охлаждающий.

Завершающие операции производства помадных конфет выполняются комплексом оборудования, включающим питатели конфет, заверточные машины, а также весовые устройства и оборудование для упаковки завернутых или открытых конфет в торговую тару.

На рис. показана машинно-аппаратурная схема линии производства глазированных помадных конфет.

Устройство и принцип действия линии. При получении сахарного сиропа воду для растворения сахара дозируют объемным дозатором 4 в варочный аппарат с мешалкой 5. Количество воды составляет 20.. .25 % к массе сахара. Просеянный сахар-песок из расходного бункера 1 подают ленточным конвейером 2 в весовой дозатор 3, из которого сахар поступает в аппарат 5. При нагревании и перемешивании смеси сахар растворяется, а влага постепенно выпаривается. Когда содержание сухих веществ в увариваемом сахарном сиропе достигает 80 + 2 %, его сливают в сборник-фильтр 6, откуда шестеренным насосом 7 перекачивают в сборник сахарного сиропа. Если линия производства помадных конфет имеет высокую производительность, то для приготовления сахарного сиропа применяют сироповарочную установку ШСА, описанную в линии производства карамели.

Компоненты, необходимые для приготовления масс с различными рецептурами, после предварительной подготовки подают по трубопроводам в расходные емкости 8 для сахарного сиропа, патоки, молока, фруктово-ягодных заготовок и др. Из этих емкостей насосами-дозаторами 9 компоненты в соответствии с рецептурой дозируют в смеситель непрерывного действия 10. Из последнего однородная смесь дозируется насосом-дозатором 11 в змеевиковый варочный аппарат непрерывного действия 12.

Уваривание помадного сиропа ведут при давлении греющего пара 0,3.. .0,5 МПа до массовой доли сухих веществ 87...90%. Уваренный сироп температурой 115... 117 °С попадает в пароотделитель 13 с вентилятором, где температура его снижается на 8... 10 °С. Таким образом, на выходе из пароотделителя 13 образуется концентрированный, но ненасыщенный раствор сахара, поступающий в загрузочную воронку помадосбивательной машины 14.

В рабочих секциях машины 14 помадный сироп перемещается в зазоре между коаксиальными цилиндрическими поверхностями неподвижного корпуса и быстровращающегося шнека. Эти поверхности выполнены из металла и снабжены охлаждающими водяными рубашками. Помадный сироп, соприкасаясь с холодными поверхностями, интенсивно охлаждается и превращается в пересыщенный сахарный раствор, в результате этого происходит процесс кристаллизации сахарозы. Чтобы обеспечить мелкокристаллическую структуру помадной массы, одновременно с охлаждением продукт подвергается интенсивному перемешиванию. Из машины 14 готовая помадная масса стекает в промежуточную емкость 15. В зависимости от рецептуры температура помадной массы составляет 65...85 °С.

Для приготовления конфетной массы из емкости 15 насосом 16 перекачивают в темперирующую машину 18 определенную порцию помадной массы. При ее непрерывном перемешивании при помощи дозаторов 17 дозируют рецептурные добавления. Вначале замеса добавляют припасы и красители, а в конце вымешивания -- кислоту, вино, спирт, ароматические эссенции. Конфетную массу вымешивают до равномерного распределения всех компонентов и доводят до жидкой текучей консистенции, после чего направляют на формование.

Готовую конфетную массу перекачивают в приемную воронку отливочной машины 24, где ее фильтруют через сито с диаметром отверстий 2,5.. .3,0 мм. Воронка отливочной машины подогревается водой температурой до 85 °С.

Формование помадных корпусов конфет производится на конфетоотливочном агрегате, который состоит из следующих составных частей: конвейера для подачи лотков 29, поворотного механизма 28, устройства для заполнения лотков крахмалом 27, штампующего механизма 25, двухголовочной отливочной машины 24 и конвейера для транспортирования корпусов конфет 30.

Процесс формования начинается с заполнения пустых лотков в устройстве 27 сыпучим порошкообразным формовочным материалом -- крахмалом. Затем лоток с крахмалом 26 останавливается под штампующим механизмом 25. При опускании штампа в крахмале отштамповываются ячейки по форме корпусов конфет.

После штампования ячеек лоток подается в двухголовочную отливочную машину 24. В каждую из ее дозировочных головок загружают конфетные массы с разными рецептурами или цветом. При этом масса порции, дозируемой каждой из головок, равна половине массы формуемого корпуса конфет. Поэтому при последовательном дозировании в ячейки порций из обоих дозировочных головок получаются двухслойные корпуса конфет.

Качество отформованных изделий зависит от свойств конфетной массы и формовочного материала. При отливке первостепенное значение имеет вязкость конфетной массы, которая зависит от ее температуры, влажности и доли твердой фазы. При оптимальной температуре отливки обеспечивается жидкое структурно-вязкое строение массы. Если температура снижена, то в результате кристаллизации сахарозы увеличивается доля твердой фазы, масса приобретает пластичные свойства и плохо заполняет объем формы. Повышение температуры массы при отливке приведет сначала к уменьшению доли твердой фазы (из-за растворения кристаллов сахарозы), затем при затвердевании корпусов конфет произойдет увеличение размеров кристаллов, оставшихся в твердой фазе при перегреве массы. В результате конфеты будут грубыми и твердыми, а на их поверхности произойдет образование белых пятен.

С другой стороны, повышение температуры конфетной массы увеличивает давление пара над поверхностью продукта под поршнем дозирующего насоса, в результате чего уменьшается перепад давления, а следовательно, уменьшается и скорость наполнения мерных цилиндров. Это снижает производительность отливочной машины и линии в целом.

Практикой установлено, что при отливке сахарных и молочных помадных масс, содержащих 88.. .90 % сухих веществ, оптимальные значения температуры находятся в пределах 70...75 °С.

Состояние ячеек, в которые отливаются конфетные корпуса, также существенно влияет на качество изделий. Отштампованные ячейки должны иметь ровную, гладкую поверхность и не осыпаться. Это можно обеспечить, если формовочный материал состоит из мелких частиц, не прилипает к поверхности штампов, легко удаляется с поверхности отформованных изделий, а также не изменяет своих свойств под действием высокой температуры. Для хорошего заполнения формы материал должен обладать достаточной газопроницаемостью. Вышеперечисленным требованиям отвечает зерновой крахмал, в частности кукурузный.

Отличительной особенностью крахмальных форм является то, что благодаря гигроскопичности крахмала происходит поглощение влаги с поверхности отливок. В результате пересыщения помадной массы на поверхности отливок происходит кристаллизация сахарозы и образование твердой корочки.

Оптимальные формовочные свойства обеспечиваются при влажности крахмала в пределах 5.. .9 %. Понижение влажности крахмала (ниже 4,5 %) приводит к осыпаемости форм и увеличению количества возвратных отходов полуфабриката. Осыпание наблюдается, как правило, у форм из свежего крахмала. Для повышения связи между отдельными частицами и снижения гигроскопичности в крахмал вводят 0,25 % рафинированного растительного масла.

При многократном использовании крахмал увлажняется, увеличивается его комкуемость и уменьшается гигроскопичность, а также увеличивается прилипание к конфетам. Для устранения этих недостатков необходимо подсушивать крахмал до равновесной влажности 5 % так, чтобы его температура при сушке была не выше 50 °С. Предельно допустимая влажность крахмала 7 %.

Многократно используемый крахмал засоряется крошками конфет, его очищают просеиванием через сито с отверстиями 2,5 мм.

Лотки с отлитыми корпусами конфет направляются в охлаждающую камеру агрегата ускоренной выстойки 23. Выстойка конфетных корпусов необходима для образования твердообразной структуры с достаточной механической прочностью, позволяющей в дальнейшем направлять корпуса на глазирование и завертку. Твердая структура образуется в результате кристаллизации сахарозы при охлаждении отливок во время выстойки.

В агрегате 23 лотки загружаются на подъемник вертикальной шахты по 5 штук. На подъемнике они постепенно перемещаются на верхний ярус, с которого горизонтальным конвейером передаются на верхний ярус второй (разгрузочный) вертикальной шахты. В последней лотки постепенно опускаются на нижний ярус. Вертикальные шахты выполнены в виде охлаждающих камер, внутри которых лотки с отлитыми корпусами обдуваются воздухом температурой 6...8 °С в течение 40...50 мин.

На выходе из агрегата 23 лотки с затвердевшими корпусами конфет поступают на конвейер 29, который подает их в поворотный механизм 28. При помощи последнего лотки поворачиваются на 360°. Во время поворота содержимое лотка (крахмал и корпуса конфет) высыпаются на поверхность сита.

Освободившийся лоток подается в устройство для заполнения лотков крахмалом 27, сюда же при помощи элеватора загружается просеянный крахмал и начинается повторный цикл формования корпусов конфет.

Затвердевшие корпуса конфет очищают от крахмала путем обдува воздухом и очистки щетками, а затем при помощи конвейера 30 подают на раскладочное устройство 31. В этом устройстве под действием вибрации производится ориентирование корпусов конфет в продольные ряды и по ходу движения в направлении наибольшей оси. Далее ориентированные корпуса конфет передаются приемным конвейером 32 на сетчатый конвейер глазировочной машины 33. В эту же машину также загружают из темперирующей машины 20 шоколадную глазурь, которую предварительно перекачали насосом 21 из сборника 22.

Корпуса конфет покрываются в машине 33 шоколадной глазурью температурой 29.. .32 °С и передаются конвейером 34 в охлаждающую камеру 35. В течение 7... 10 мин при температуре 8...10 °С в этой камере происходит структурирование шоколадной глазури, которая приобретает твердую структуру в результате кристаллизации какао-масла.

На завершающем этапе технологического процесса глазированные конфеты из камеры 35 передаются конвейером 36 на виброраспределитель 37, с которого конфеты поступают на конвейерные питатели 38. Последние направляют глазированные конфеты к заверточным машинам 39.

Завернутые конфеты отводятся от заверточных машин поперечными конвейерами 40 на горизонтальный конвейер 41. Далее скребковым конвейером 42 завернутые конфеты загружаются в автоматические весы 43, из которых порция конфет высыпается в гофрированный короб 44. Закрытие клапанов короба и оклеивание их липкой лентой производится оклеечной машиной 45, установленной в конце линии. Упакованная продукция направляется на склад.

Установка ШСА для получения сиропа

Наиболее прогрессивным признан непрерывный способ уваривания карамельных сиропов под избыточным давлением. Это позволяет повысить температуру кипения сиропа в аппарате и, следовательно, больше растворить сахара в единице массы воды. Такой способ осуществляется в универсальном сироповарочном агрегате ШСА-1 (рис. 2).

Рис 2. Сироповарочиый агрегат ШСА-1

В состав агрегата входят: сборники для воды, инвертного сиропа, патоки 1 и сахара песка 2, растворитель непрерывного действия 3, плунжерные насосы-дозаторы 4 и 8, варочная колонка 5, пароотделитель 6 и сборник сиропа 7.

Агрегат оснащен приборами технологического контроля и автоматическими регуляторами, системой автоматической продувки паром оборудования и трубопроводов. Электрическая аппаратура дистанционного управления, приборы и регуляторы установлены на щите управления и контроля.

На агрегате можно готовить сахаро-паточные, сахаро-инвертные и чисто сахарные сиропы.

Приготовление сиропов осуществляется следующим образом. Сахар песок из сборника 2 непрерывно подается ленточным дозатором в смеситель-растворитель 3. Туда же из сборников 1 плунжерными насосами 8 подаются патока и инвертный сироп. Дозирование воды осуществляется через дроссель при контроле расхода ротаметром. Температура патоки 65-70°С, инвертного сиропа 40-50°С, воды - около 90°С.

Смеситель 3 состоит из полуцилиндрического корпуса с паровой рубашкой. По горизонтальной оси проходят два вала с лопастями. Валы вращаются навстречу друг другу с частотой 60 об/мин.

Смеситель предназначен для растворения сахара и образования однородного раствора с патокой и инвертным сиропом. За счет обогрева паровой рубашки паром давлением 100 кПа в смесителе под держивается температура 65-70°С. Время смешивания рецептурных компонентов 3,0-3,5 мин.

Кратковременное смешивание, невысокая температура, влияние веществ патоки и инвертного сиропа на растворимость сахарозы не обеспечивают полного растворения сахара в смесителе. Образуется сироп концентрации 82-83 % сухих веществ и частью нерастворенных кристаллов. Полученная смесь стекает в промежуточный сборник, откуда плунжерным насосом 4 подается в змеевик варочной колонки 5.

Варочная колонка обогревается паром давлением 450-550 кПа. Время уваривания 1,0-1,5 мин. На выходе из греющей колонки змеевик соединен с расширителем, внутри которого установлен диск с отверстиями диаметром 10-15 мм. Диск оказывает сопротивление движущемуся сиропу, создавая избыточное давление в змеевике в пределах 170-200 кПа. Температура кипения сиропа с ростом давления повышается. Этим обеспечивается полное растворение кристаллов сахара в малом количестве воды и уваривание карамельного сиропа до высокой концентрации (86- 88 % сухих веществ). Благодаря кратковременному (1-1,5 мин) воздействию высокой температуры в сиропе накапливается незначительное количество редуцирующих веществ. С учетом их содержания в патоке и инвертном: сиропе, которые входят в состав карамельного сиропа, общее содержание редуцирующих веществ не превышает 14 %.

Образовавшийся в сиропе вторичный пар удаляется через пароотделитель 6. Готовый сироп стекает в сборник 7. который снабжен фильтром с отверстиями диаметром 1 мм. Из сборника сироп перекачивается шестеренчатым насосом к местам потребления.

Производительность ШСМ определяется по формуле:

где F - поверхность нагрева, м2;

K - коэффициент теплопередачи;

a - коэффициент, учитывающий поверхность нагрева ( а=0,63 при поверхности нагрева 4,2 м2; а=0,30 при поверхности нагрева 7,5 м2).

Размещено на http://allbest.ru

2. Оборудование для диспергирования жидких пищевых продуктов: гомогенизаторы-пластификаторы, гомогенизаторы, эмульсоры

Гомогенизатор-пластификатор представляет собой трехплунжерный насос высокого давления с гомогенизирующим устройством, который состоит из станины литой конструкции, привода кривощипно-шатунного механизма с коленчатым валом и загрузочным бункером. Плунжеры совершают возвратно-поступательные движения от коленчатого вала через кривошипно-шатунный механизм.

Рис. Гомогенизатор-пластификатор.

1 -- станина; 2 -- дросселирующее устройство; 3 -- блок плунжерный;

4 -- манометрическая головка; 5 -- бункер; 6 -- гомогенизирующий клапан

Гомогенизатор и его принцип действия состоит в следующем. Молоко в цилиндре гомогенизатора сжимается плунжером. Выход молока из цилиндра возможен только при подъеме клапана, который приоткрывает узкую щель, измеряемую несколькими десятками микрон. Молоко входит в узкую кольцевую щель между седлом и клапаном. Скорость его резко меняется от нулевой до величины, превышающей 100 м/с, а давление в потоке стремительно падает. Капля жира, попавшая в такой поток, вытягивается и разрывается на более мелкие капельки.

Принципиальная схема гомогенизатора клапанного типа представлена на рис.4.7.Гомогенизатор содержит кривошипно-шатунный механизм 1,плунжер 2 (3, 5 или 7 штук), всасывающий клапан 3,нагнетательный клапан 4. Гомогенизирующая головка 5 состоит из двух элементов - клапана и седла. Давление в гомогенизаторе регулируется винтом 6,сжимающим пружину 7, прижимающую в свою очередь клапан к седлу. Давление в гомогенизаторе контролируется манометром 8.

Рис.Принципиальная схема гомогенизатора

Эмульсоры предназначены для распыления смеси двух нерастворимых одна в другой жидкостей. Распыление осуществляется на вращающихся дисках, которые составляются в блоки, а распылительная система находится в одной общей камере. Все диски надевают на центральную трубу, через которую подается продукт. На поверхности дисков расположены радиальные и кольцевые каналы.

Применяют также многоступенчатые центробежно-распылительные эмульсоры. Для многоступенчатого эмульсора производительностью 1000--1200 л/ч, разработанного во ВНИМИ, использован корпус центробежного насоса. По касательной к окружности корпуса приварен патрубок. В центре крышки, как и у центробежного насоса, размещен входной патрубок для смеси, а на внутренней поверхности приварены три концентрических кольца.

Принцип действия эмульсора, смесь воды, жира, эмульгатора поступает в быстро вращающееся устройство и под действием центробежной силы выбрасывается через узкие щели или отверстия, в результате чего происходит диспергирование.

Схема: схема центробежного кольцевого эмульсора.

1- Крышка; 2,3 - неподвижные кольца; 4 - патрубок для подачи исходной смеси; 5 - патрубок для отвода эмульсии; 6 - вращающийся диск; 7,9 - кольца на вращающимся диске; 8 - приводной вал.

Размещено на Allbest.ru