Будова і принципи дії машин для отримання однорідних мас

Вібраційна змішувальна машина призначена для замісу в’язких конди-терських мас за допомогою двох лопатевих валів, які обертаються назустріч один одному, і вібрацій корпусу, який передає їх змішуваним компонентам (рис. 111,а). Корпус 2 машини спирається на чотири пружини 5. До корпусу знизу приварені опори, у яких розташовані підшипники дебалансу 6. У корпусі знаходяться два лопатевих ротори 3, які приводяться у обертальний рух від електродвигуна 9 за допомогою клинової пасової передачі 11, черв’ячного ре-дуктора 10, гнучкого вала 8 і зубчастої передачі 7 (з передаточним числом 1). Дебаланс обертається від електродвигуна 9 за допомогою другого гнучкого ва-ла 7. Завдяки обертанню дебаланса забезпечуються вібрації установленого на пружинах корпуса 2.

Сипкі компоненти з дозаторів подають у корпус машини 2 по вертикаль-ному патрубку 1, а рідкі – по патрубку, який знаходиться за ним, де вони попа-дають під дію обертових лопатевих роторів 3, де з їх допомогою, а також з допомогою їх вібрацій, змішуються у однорідну масу, яка виводиться крізь випускний патрубок 4.

Збивальні машини періодичної дії зі стаціонарними діжами і горизонталь-ною віссю обертання (рис. 111,б) являють собою посудину коритоподібної фор-ми 2, що щільно закривається кришкою, і у якій обертається лопатевий ротор 3 з шістьма парами лопатей Т–подібної 12 і С–подібної 13 форми. У дні машини є вивідний патрубок 4, який під час збивання закривається шибером.

Компоненти завантажуються у корпус 2 при відкритій кришці. Кришку закривають і вмикають привод ротора 3. Після збивання відкривають шибер ви-відного патрубка 4 і вивантажують із машини готову масу.

Машина (марки СМ-2) призначена для збивання зефірної і пастильної мас. Час збивання у ній 20–25 хв. Продуктивність машини по зефірній масі до 40 кг/год., а по пастильній – до 60 кг/год. Привод ротора 3 з частотою 210 об/хв. відбувається від електродвигуна потужністю 2,2 кВт за допомогою пасової пе-редачі зі шківом 14.

Аналогічну конструкцію має змішувач–емульгатор марки ШС, призначе-ний для отримання грубої емульсії декількох компонентів (води, цукру, мелан-жу, жиру, олії і ін.). Вона відрізняється від попередньої машини тим, що у ній всього дві лопаті Т–подібні, а решта – прямі. Лопаті нахилені до осі їх обер-тання під кутом 35…40˚ для забезпечення осьової циркуляції суміші. Крім того, корпус оснащений водяною сорочкою для темперування емульсії. Для запобі-гання великим утратам тепла в навколишнє середовище корпус оснащений теп-лоізоляцією.

Грубу емульсію звичайно подають на ультразвуковий емульгатор для отри-мання тонкої емульсії.

Збивальні машини з підкатними діжами (марок КМЛ, ВМ-2, МВ-35, М5-ШСА та ін.) призначені для збивання кремів, начинок та ін. і являють собою машини з вертикальною віссю обертання робочого органа.

Машина марки М5-ШСА має шарнірно важільний привод робочого органу (рис. 111,в). Візок з діжею (ємністю 115 л) підкочують до машини, фіксують на

підставці і разом з нею підіймають у верхнє положення за допомогою гвинто-вого механізму. Вмикають приводний електродвигун, який за допомогою пасо-вого варіатора швидкості приводить горизонтальний вал, на якому посаджене одне із конічних коліс передачі 15. За допомогою зубчастої передачі 15 приво-диться у обертальний рух вертикальний вал 16, який шарнірно з’єднаний з по-водком 17. Поводок 17 приводить у просторовий обертальний рух шарнірно з’єднаний з ним стержень робочого органу (вінчика) 19, який закріплений на станині за допомогою сферичного шарніра 18. Вінчик оббігає діжу 20 по пери-метру з частотою 220…280 об/хв., збиваючи кондитерську масу. Після збиван-ня приводний двигун зупиняють, вмикають двигун приводу гвинтового меха-нізму за допомогою якого опускають підставку з діжею у нижче положення, вивільнюють візок і виводять його з діжею з машини. Встановлюють новий ві-зок з діжею і процес збивання повторюють.

Машини марок КМЛ, ВМ-2, МВ-35 та інші мають планетарний привод робочого органу. У зв’язку з цим принцип дії їх однаковий. Робочий орган (ло-пать) виконує складний обертальний рух у діжі машини. Лопать оббігає діжу по її периметру, одночасно обертаючись навкруг своєї осі, тобто рухається подіб-но планеті навколо сонця.

На рис. 111,г показана схема машини КМЛ з діжею ємністю 120 л. Візок з діжею накочується на вилку 24, яка за допомогою підйомного гвинта 26, що обертається вручну маховичком 27, підіймається у верхнє положення. Після цього вмикають двигун потужністю 1,5 кВт, який, як і у попередньому випадку, за допомогою ланцюгового варіатора і конічної зубчастої передачі 15 обертає вал 16 з водилом 21, на якому закріплені підшипники вала з лопаттю 19 і сате-літом 22. Сателіт 22 – це шестерня, яка входить у зчеплення з нерухомим (“сонячним”) зубчастим колесом 23. Таким чином водило 21 забезпечує обер-тальний рух вала лопаті по периферії діжі з кутовою швидкістю 60…120 об/хв., а сателіт – обертання лопаті навколо власної осі з швидкістю 295…555 об/хв. Планетарний рух місильної лопаті забезпечує більш інтенсивне збивання кон-дитерської маси. Послідовність збивання помади у розглянутій машині такий же, як і у попередній.

Машини марок ВМ-2 і МВ-35 відрізняються від машини КМЛ компонуван-ням приводного двигуна потужністю 0,27 і 0,8 кВт і варіатора, а також ємністю діжі (відповідно 20 і 35 л).

У лініях великої потужності для збивання кондитерських мас використову-ють лопатеві (наприклад, К-18) збивальні або відцентрові роторні змішувачі–емульгатори (наприклад, у агрегаті ШЗД-1).

Принцип дії лопатевих збивальних машин полягає у змішуванні і насичен-ні повітрям кондитерської маси під дією рамок, які складаються із стержнів, а принцип дії роторних змішувачів–емульгаторів – у продавлюванні суміші по-вітря і кондитерської маси по кільцевих зазорах ( ) між обертовим і неру-хомими дисками під дією відцентрових сил.

Схема трикамерної збивальної машини К-18 для пастильної і зефірної мас показана на рис. 111,д. Машина складається з трьох горизонтальних циліндрич-них камер з корпусами 28. У верхніх двох із них збивають яблучно–цукро–біл-кову суміш, а у найнижчій, третій, збита маса змішується з клейовим сиропом. У верхніх камерах обертаються ротори 3 з лопатями 33, повернутими відносно осі на кут π/12 рад і з чотирма рамками, що створюються трьома стержнями 34 і двома опорними хрестовинами 35, закріпленими на валах роторів. Завдяки ве-ликій швидкості роторів 3 (300 об/хв.) відбувається збивання (тобто перемішу-вання і насичення повітрям) суміші, яку подають крізь приймальний патрубок 1. Потрібну температуру суміші під час збивання забезпечують за допомогою водяних сорочок 28, куди подають воду заданої температури. Завдяки нахилу лопаток суміш проходить, насичуючись повітрям, спочатку по верхньому, а по-тім по середньому корпусах збивальних камер. З середньої камери по перепуск-ному патрубку збита маса подається у корпус нижньої камери. Туди ж подають по патрубкові 30 клейовий сироп, (патока, агар, цукор, вода), який змішується зі збитою масою під дією чотирьох Т–подібних лопатей 12, розташованих на одній третій частині вала, і чотирьох пар прямих лопатей 33, дві пари яких на виході відігнуті під кутом π/4 рад для кращого видалення маси. Крізь прямі лопаті пропущені дві горизонтальні планки 36 для зачищення стінок корпусу від зефірної (або пастильної) маси. Готова маса видаляється із машини по пат-рубкові 4. Частота обертання лопатевого ротора у найнижчому корпусі складає 94 об/хв. Для видалення у корпусах верхньої і середньої камер передбачені патрубки 32. Спостереження за ходом процесу виконують крізь спостережні люки 29. Привод збивальних роторів (верхнього і середнього) відбувається від лівого електродвигуна 9 (потужністю 10 кВт) за допомогою двох клинопасових передач 11, а місильного ротора – від правого електродвигуна 9 (1 кВт) за допо-могою черв’ячного редуктора 10.

Для отримання тонкої емульсії грубу суміш подають в ультразвуковий емульгатор (наприклад, марки А1-АГБ-ІІІ), який складається із ультразвукового перетворювача АГБ-ІІІ (у корпусі якого розташовані: сопло 40, резонатор 41, відбивач 42 з регулюючим гвинтом 43), насоса 37, крана 38 і електромагнітних клапанів 44 і 45, які призначені для забезпечення циркуляції і випуску емульсії з емульгатора (рис.111,е).

Суміш подається насосом 37 під тиском 1,2…1,5 МПа в ультразвуковий пе-етворювач, в якому виходить з великою швидкістю з сопла 40 і, ударяючись об відбивач 42, потрапляє у вигляді віялоподібного струменя на пластини резона-тора 41, викликаючи їх коливання з частотою 300…500 Гц. Ці коливання пере-даються часткам суміші, які подрібнюються і перемішуються. Внаслідок декі-лькох пропускань крізь емульгатор отримують стійку, дрібнодисперсну емуль-сію. Більш груба емульсія може бути отримана при однократному пропускан-ні.

Продуктивність ультразвукового емульгатора 400…600 кг/год в залежності від стійкості емульсії при потужності електродвигуна насоса 2,8 кВт.

Для насичення карамельної маси повітрям, щоб надати їй шовковистого вигляду, і перемішування компонентів використовують тягнульні машини не-перервної і періодичної дії. Ці машини мають здвоєні пальці, які виконують складний планетарний рух відносно приймальної рамки, розтягуючи і складаю-чи пластичну (з температурою 80…90 ˚С) карамельну масу.

На рис.112 наведена схема тягнульної машини неперервної дії (К-4, Ж7-ШТН) для змішування карамельної маси з барвником, кислотою та есенцією і насичення її повітрям.

Будову машини видно з підрисункового тексту. Принцип дії машини слі-дуючий. Конічні пальці різної довжини приводяться в обертальний рух від зуб-частого колеса-сателіта 13 планетарної передачі, який рухається навколо нерухомої шестерні 6, а в круговий рух– від водила 12. Водило приво-диться в обертальний рух з частотою 19 об/хв від елек-тродвигуна 1, з частотою обе-ртання 950 об/хв, за допомо-гою клинопасової передачі 2 та двох зубчастих передач 3.

Карамельна маса з добав-ками стрічковим транспорте-ром 5 подається в корпус 11 на нерухому рамку 7. Пальці 10, рухаючись планетарно, за-хоплюють масу, розтягують її і намотують на себе. Так від-бувається багато разів. Завдя-ки нахилові корпусу на 9⁰ від вертикалі і конічній формі па-льців маса сповзає до їх краю. Довгий палець проходить крізь прорізь в випускному лотку–знімальнику 8, який знімає карамельну масу з пальця і виводить її з машини. Завдяки багаторазовому пере-тягуванню (протягом 1,5 – 2 хвилин) і складанню компоненти рівномірно перемішуються, а сама маса наси-чується повітрям. Для забезпечення необхідної вязкості температуру маси під-тримують в межах 83-85⁰С. Насичена повітрям карамельна маса відводиться стрічковим транспортером 9. Продуктивність машини до 1000 кг/год.

Технічні характеристики деяких найбільш поширених машин для отриман-ня однорідних мас наведені у табл. 43.