Пищевое оборудование

Аппараты для нагревания, уваривания и варки пищевых сред

В аппаратах для нагревания пищевые среды доводятся до определенной температуры. К ним относятся аппараты, в которых практически отсутствует процесс кипения и поддерживается постоянная температура полуфабриката (выше температуры окружающей среды). Причем в процессе нагревания физическое состояние загружаемого продукта может меняться.

Нагреванию подвергаются молоко, начинки, патока, фруктово-ягодное сырье и другие массы, а также поддерживается соответствующая температура шоколадных масс и какао тертого.

Уваривание служит для повышения концентрации пищевых сред. При кипении в процессе уваривания из них удаляется влага. Этому процессу подвергают различные сиропы, молочные и фруктово-ягодные массы и др.

Варка применяется для тепловой обработки мяса и мясопродуктов, круп, картофеля и т.п. до состояния кулинарной готовности в воде, острым паром или смесью насыщенного пара и воздуха при температурах ниже 100 °С.

Кожухотрубные подогреватели изготовляют следующих типов: ТН — с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором; ТП — с плавающей головкой, т. е. одна трубная решетка свободно перемещается; ТУ — с и-образными теплообменными трубками; ТС — с сальником на плавающей головке.

Кожухотрубные подогреватели предназначены для изменения температуры вязких и жидких сред (сока, сусла, фруктовых масс и т. п.).

Техническая характеристика кожухотрубных подогревателей приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Техническая характеристика кожухотрубных подогревателей
Таблица 1 — Техническая характеристика кожухотрубных подогревателей

Кожухотрубный подогреватель

Для нагревания дробленой томатной массы, пасты, пульпы, фруктового пюре, фруктовых и овощных соков в консервном производстве применяется кожухотрубный подогреватель (рисунок 1), состоящий из двух трубных решеток 1, в которые завальцованы 66 трубок 2 диаметром 34/32 мм и длиной 1986 мм. Общая площадь поверхности нагрева аппарата составляет около 13 м2. Трубные решетки с трубками заключены в металлический кожух 3 цилиндрической формы, с торцов закрытый крышками 4, которые прикреплены к кожуху при помощи откидных болтов. Герметичность соединения обеспечивает уплотняющая прокладка. Между крышкой и трубной решеткой 1 имеются перегородки 5, образующие четыре камеры, которые объединяют один или два пучка трубок. Таким образом, пучки трубок (по 16 в каждом) последовательно соединены между собой. Пар подается в пространство между кожухом и трубками и омывает их снаружи. Конденсат отводится через патрубок 6, расположенный в нижней части кожуха. Давление пара поддерживается на уровне 0,11…0,15 МПа.

Рисунок 1 - Кожухотрубный подогреватель
Рисунок 1 — Кожухотрубный подогреватель

Нагреваемый продукт насосом последовательно перекачивается через все четыре пучка трубок. Направление движения продукта изменяется благодаря наличию камер в крышках. Путь продукта, проходящего через подогреватель, равен длине одной трубки в пучке, умноженной на число ходов. При значительной длине подогревателя, когда возможна температурная деформация деталей из-за возникающих напряжений, устанавливают устройства, компенсирующие тепловое расширение трубок.

Односекционный трубчатый вакуум-подогреватель КТП-2

Односекционный трубчатый вакуум-подогреватель КТП-2 предназначен для подогрева различных фруктовых и овощных соков. Вакуум-подогреватель КТП-2 (рисунок 3) состоит из теплообменника 7, вакуум-бачка 2, паровой магистрали 3, бака 4 для воды, насоса 5.

Рисунок 2 - Вакуум-подогреватель КТП-2
Рисунок 2 — Вакуум-подогреватель КТП-2

Теплообменник представляет собой цилиндрический кожух, внутри которого находятся трубки из нержавеющей стали. По трубам протекает продукт, пар подается в межтрубное пространство.

Паровая магистраль включает в себя трубопроводы, арматуру, вакуум-редукционный клапан, манометр, предохранительный клапан и регулятор температуры. Заданный тепловой режим поддерживается автоматически. Вакуум-редукционный клапан обеспечивает понижение давления пара с 0,2 МПа до 0,07…0,09 МПа для предотвращения перегрева и пригорання продукта.

Для удаления конденсата из вакуум-бачка применен водяной эжектор. Конденсат в вакуум-бачок поступает из подогревателя через конденсатоотводчик с закрытым поплавком. Вода в эжектор нагнетается насосом 5 из бака 4. Уровень разрежения контролируют с помощью вакуумметра.

Техническая характеристика аппарата КТП-2
Техническая характеристика аппарата КТП-2

Темперирующие сборники

Темперирующие сборники бывают вертикальными вместимостью до 3,0 т и горизонтальными — до 10,0 т.

Техническая характеристика темперирующих сборников приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Техническая характеристика темперирующих сборников
Таблица 2 — Техническая характеристика темперирующих сборников

Вертикальный темперирующий сборник

Вертикальный темперирующий сборник показан на рисунке 3. Какао тертое или шоколадная масса загружается в цилиндрический резервуар 19 с водяной рубашкой 18, покрытый изоляцией 16. Обогрев сборника термосифонный. Управление обогревом осуществляется с пульта кнопками 6.

Рисунок 3 - Вертикальный темперирующий сборник
Рисунок 3 — Вертикальный темперирующий сборник

Термометр 8 регистрирует температуру воды, а термометр 5 показывает температуру массы. Контрольная лампа 9 указывает, что сборник работает.

Сверху сборник закрыт крышкой 4. Крышка открывается с помощью рукоятки 11, при ее повороте кулачок 12 выключателем 13 выключает электродвигатель 1 мешалки. Он через редуктор 2 вращает планетарную мешалку 10 с частотой вращения 30 об/мин. Резервуар освещается лампой 3, установленной на крышке.

Для циркуляции массы и загрузки сборника служит насос 14 с подачей 50 дм3/мин. При помощи трехходового крана 15 можно массу от насоса направить по обогреваемому трубопроводу 17 на грибок 7 в сборник для рециркуляции или перекачать в другую емкость.

В темперирующем сборнике других фирм трехходовой кран располагается вверху трубы 17. Есть сборники с комбинированным обогревом — паровым и электрическим.

Варочные котлы (реакторы)

Варочные котлы (реакторы) предназначены для перемешивания с подогревом вязких и жидких пищевых продуктов из нескольких компонентов. В зависимости от вместимости реакторы выпускают различных типов.

Техническая характеристика открытых варочных котлов приведена в таблице 3.

Таблица 3 - Техническая характеристика открытых варочных котлов
Таблица 3 — Техническая характеристика открытых варочных котлов

Реактор типа МЗ — 2С

Реактор типа МЗ — 2С (рисунок 4) имеет две стойки 1, две цапфы 2, паровую рубашку 3, корпус 4, мешалку 5 и электрооборудование. В нижней части паровой рубашки 3 имеется краник для спуска воздуха и конденсата. После заполнения реактора продуктом в рубашку подается пар и начинается процесс перемешивания с подогревом. Мешалка 5 представляет собой вал с лопастями. Реактор имеет два окна для осмотра внутренней полости, а также люк для периодического осмотра, очистки и ремонта.

Рисунок 4 - Реактор типа МЗ - 2С
Рисунок 4 — Реактор типа МЗ — 2С

Варочные котлы бывают со стационарной и опрокидываемой чашей, открытые (без крышки) и закрытые. На рисунке 5 показан закрытый варочный котел с опрокидываемой чашей. Внутренняя чаша 10 изготовлена из меди или нержавеющей стали.

Рисунок 5 - Варочный котел
Рисунок 5 — Варочный котел

При помощи стального кольца 17, прокладки, болтов и отбортовки она соединяется со стальной паровой рубашкой 7. Полость между чашей и рубашкой образует паровое пространство, в которое подается пар. На подводящей линии установлен манометр 3, предохранительный клапан 4 и запорный вентиль 5. Конденсат отводится из наинизшей точки парового пространства 13. При пуске и в процессе работы воздух из рубашки периодически выпускают через кран 18, расположенный в наивысшей точке парового пространства.

После загрузки котла массой закрывают люк крышкой 15, открывают воздушный кран 18, продувочный кран на конденсато-отводчике или обводной линии и пускают пар, открыв вентиль 5. Продувку парового пространства производят до тех пор, пока из кранов не пойдет сухой пар. После этого закрывают продувочные краны, включают конденсато-отводчик и увеличивают поступление пара.

В процессе нагревания наблюдают по манометру 3 за давлением греющего пара и по манометрическому термометру 2 за температурой массы.

Подогретая масса выгружается через штуцер 12, для чего рукояткой 1 поднимают клапан 11. Котлы снабжаются мешалками 9 для увеличения равномерности прогрева вязких веществ. Приводной электродвигатель 8 шарнирно соединен со станиной 19 и своим весом создает необходимое натяжение ремней с помощью устройства 6. Иногда натяжение увеличивается дополнительными грузами и пружинами. Крышка 14 котла имеет трубу 16 для отвода пара.

Варочный котел может быть и открытым, т. е. без крышки. При шарнирном соединении котла со станиной нагретую массу выгружают через борт поворотом котла вокруг горизонтальной пустотелой оси при помощи маховика. Подвод пара и отвод конденсата у таких котлов производится через пустотелые оси. В рубашке таких котлов от пустотелой оси к наинизшей точке опускается трубка, по которой паром выдавливается конденсат.

Открытые варочные котлы могут применяться и для уваривания в тех случаях, когда длительная выдержка увариваемого вещества при высокой температуре не ухудшает качества продукта.

Аппарат ВА-800М  для варки круп

Аппарат ВА-800М предназначен для варки круп (рисунок 6), состоит из барабана 3, бункера 6, передней 1 и задней 8 стоек, переднего 2 и заднего 4 патрубков, привода 7 и электрооборудования.

Рисунок 6 - Варочный аппарат ВА-800М
Рисунок 6 — Варочный аппарат ВА-800М

Барабан представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами. К днищам барабана крепятся передний патрубок, предназначенный для ввода в аппарат пара, и задний — для выпуска излишка пара. Полые чугунные патрубки аппарата соединены между собой трубой, расположенной на оси барабана. Концы трубы вварены в днища барабана. С внутренним пространством барабана полые патрубки сообщаются через отверстия в днищах барабана.

Отверстия закрыты решетками, предотвращающими попадание крупы в полые патрубки. Эти отверстия способствуют равномерному распределению пара внутри барабана.

На переднем патрубке аппарата установлены манометр и предохранительный клапан. Для обеспечения периодической загрузки и выгрузки крупы на боковой поверхности бункера имеется люк 5 с герметически закрывающейся съемной крышкой. В целях облегчения обслуживания люка на бункере предусмотрено устройство. В этом устройстве закрепляется крышка люка перед выгрузкой крупы из бункера.

Для лучшего перемешивания крупы в процессе варки к внутренней поверхности цилиндрической части барабана приварены спиральные лопасти. Отбор проб из барабана осуществляется через пробный кран, укрепленный на его цилиндрической части.

Горизонтальное положение барабана обеспечивается установкой его на четырех роликах посредством двух бандажей, закрепленных на полых патрубках передней и задней стоек. Каждая пара роликов крепится к передней и задней стойкам. Для удержания аппарата от осевых перемещений бандаж переднего патрубка имеет реборду. Привод аппарата включает электродвигатель, клиноременную передачу и редуктор. На выходной вал редуктора насажена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом, которое прикреплено к переднему патрубку барабана. На одной плите с редуктором установлен колодочный тормоз переменного тока, предназначенный для остановки и фиксации барабана в трех положениях: для загрузки, снятия крышки люка и выгрузки продукта.

В аппарат через люк загружают крупу и подают воду. Затем люк герметически закрывают и подают пар, после чего аппарат приводят во вращение. В процессе варки крупа и вода непрерывно перемешиваются. Время окончания варки устанавливают путем периодического взятия проб через пробный краник аппарата. Температурный режим варки регулируется путем изменения расхода и давления пара. По окончании варки подвод пара прекращается, аппарат останавливается и с помощью тормоза фиксируется в наклонном положении для снятия крышки люка. Соединением пробного краника барабана с атмосферой снимают давление в аппарате. После этого открывают крышку люка, закрепляют ее в устройстве на бункере и выгружают сваренную крупу в бункер. Затем включают привод и проворачивают несколько раз аппарат с открытым люком до полной выгрузки крупы из него.

Варку мясопродуктов в воде проводят в котлах различной конструкции с загрузкой и выгрузкой вручную и специальными устройствами с опрокидывающимся и неопрокидывающимся резервуаром.

Техническая характеристика таких варочных котлов приведена в таблице 4.

Таблица 4 - Техническая характеристика варочного аппарата ВА-800 М
Таблица 4 — Техническая характеристика варочного аппарата ВА-800 М

Котел Г2-ФВА

Котел Г2-ФВА (рисунок 7, а) с опрокидывающимся резервуаром 1 и рубашкой 7 опирается через цапфы 2, 13, лежащие в подшипниках 3, 12, на стойки 5, 9. К цапфам присоединены трубы 11 для подвода пара в рубашку и отвода конденсата 4, поступающего по трубе 6. На цапфу надето червячное колесо 14, вращением которого при помощи маховика 8 и червяка 10 поворачивают резервуар 1.

Котел типа «Вулкан»

Котел типа «Вулкан» (рисунок 7, б) имеет резервуар 1 с коническим днищем 3 и рубашку 5. Сверху он закрыт крышкой 6, уравновешенной противовесом 8. Рубашка опирается на стойки 2. Пар в рубашку поступает через вентиль 10, а содержимое котла сливается через кран 4. Вода поступает в резервуар через трубу 9, конденсат отводится через конденсатную трубу 11. Для снижения давления в котле служит патрубок 7, отводящий пар. Рубашка котла имеет клапаны для продувки и предохранительный, а резервуар — предохранительный клапан, исключающий образование внутри вакуума.

Котел К7-ФВЗ-Е

Котел К7-ФВЗ-Е (рисунок 7, в) предназначен для варки и бланшировки субпродуктов и варки окороков в двух корзинах 9 из нержавеющей стали. Он представляет собой бескаркасную прямоугольную металлоконструкцию (резервуар 2), под которой расположен слой теплоизоляции толщиной 50 мм. Днище 1 и крышка 3 двухстворчатой конструкции изоляции не имеют. Посередине котла на вертикальных внутренних стенках закреплена перегородка 4, разделяющая его на две части и служащая направляющей для корзин 9. Крышка 3 открывается и закрывается с помощью рычажно-винтовой системы 5, смонтированной с правой стороны котла. Сборник бульона 6 — цилиндрическая емкость с крышкой, выполненная из листовой нержавеющей стали. Для наполнения бульоном и его слива в корпусе сборника предусмотрены отверстия с патрубками.

В котел электроталью 7 и захватным устройством 8 устанавливают корзины 9 с субпродуктами, затем заливают воду и подают пар через барботер. При достижении заданной температуры внутри котла начинается варка. После ее окончания бульон с жиром частично сливают в сборник, открывая вентиль на сливном трубопроводе.

а — котел Г2-ФВА, 6 — котел типа «Вулкан», в — котел К7-ФВЗ-Е Рисунок 7 - Котлы варочные
а — котел Г2-ФВА, 6 — котел типа «Вулкан», в — котел К7-ФВЗ-Е
Рисунок 7 — Котлы варочные

Котел К7-ФВ2А для тепловой обработки мясопродуктов и субпродуктов.

Котел К7-ФВ2А предназначен для тепловой обработки мясопродуктов и субпродуктов. Устройство и принцип работы этого котла аналогичны описанным выше.

Техническая характеристика варочных котлов приведена в таблице 5.

Таблица 5 - Техническая характеристика варочных котлов
Таблица 5 — Техническая характеристика варочных котлов