Кондитерская промышленность

Оборудование для формования жгутов и корпусов конфет выпрессовыванием и отсадкой

Значительное количество конфетных масс (пралине, кремовые и т. п.) обладает высокой вязкостью, поэтому они не могут формоваться методом отливки. Изделия из таких масс формуются выпрессовыванием. Под вы­прессовыванием подразумевается процесс непрерывного или периодического выдавливания профилированных изделий бесконечной или ограниченной длины через формующую матрицу определенного сечения. Формование конфет выпрессовыванием имеет ряд преимуществ: более высокая произ­водительность, возможность создания поточно-механизированных линий, универсальность, экономичность, автоматизация процесса.

По типу нагнетателя формующие машины, применяемые в конфетном производстве, делятся на шнековые, шестеренные и валковые. Машины со шнековыми нагнетателями делятся на одношнековые, многошнековые, с одним или несколькими цилиндрами. Нагнетатели шнекового типа обладают непре­рывностью подачи, возможностью создания необходимого для выпрессовывания массы давления, простотой загрузки материала и т. д.

Шестеренные нагнетатели в качестве основных рабочих органов име­ют прямозубые или спиральные, зацепляющиеся между собой шестерни, вращающиеся в неподвижном корпусе. Нагнетатель работает по принци­пу шестеренного насоса, обеспечивая подачу конфетной массы по объем­ному принципу.

Под отсадкой понимают процесс формования штучных изделий выдавливанием конфетной массы через профилирующие насадки на приемную поверхность при циклическом взаимодействии рабочих ор­ганов.

Отсадочные машины характеризуются либо периодическим движением нагнетателя, либо золотниковым отсекателем (отсекающая планка, пробко­вый золотник и т. п.).

На кондитерских предприятиях наиболее широкое распространение получили формующие машины МФБ-1, ШПФ (непрерывное выпрессовывание жгутов), ШОК, «Унимат» (периодическое отделение порции от конфетной массы) и др.

Машина МФБ-1 со шнековым нагнетателем

Машина предназначена для формования батончиков и корпусов конфет (прямоугольного или круг­лого сечения) из масс пралине путем выпрессовывания жгутов; применя­ется преимущественно на кондитерских предприятиях средней и малой мощности.

Рисунок 1 - Машина МФБ-1 со шнековым нагнетателем
Рисунок 1 — Машина МФБ-1 со шнековым нагнетателем

Машина (рисунок 1) состоит из станины 1 с кронштейном 13, смонти­рованной на чугунной плите 16, привода с червячным редуктором 14 и электродвигателем 15, корпуса 4 с вращающимся шнеком 3 и формующей матрицей 2, головки 7 со смонтированными внутри двумя коническими шестернями 8 и загрузочной воронки 5 со спиралью 11.

Смонтированный внутри чугунного корпуса 4 стальной сварной шнек 3 соединен со средним горизонтальным валом. Для восприятия осе­вого усилия, возникающего в результате нагнетания массы шнеком, пре­дусмотрен упорный шарикоподшипник. На горизонтальном валу насажена двухрядная звездочка 12 для привода шнека.

Внутри головки 7 вращается верхний горизонтальный вал 9 с кониче­ской шестерней и звездочкой 10, а также вертикальный вал 6 с конической шестерней и спиралью. Спираль 11 служит для подачи конфетной массы в корпус машины 4 со шнеком 3 и непрерывного перемешивания ее в загру­зочной воронке 5.

Шнек 3, вращаясь, пере­мещает массу и выпрессовывает ее через формующие каналы матрицы 2 в виде пяти беско­нечных жгутов.

При отсутствии производ­ственных площадей для установ­ки охлаждающего транспортера с закрытой камерой в линию жгуты вручную разрезают на от­резки длиной до 800 мм, которые укладывают на фанерные лотки. Отрезки жгутов подвергаются охлаждению и выстойке.

Охлажденные отформован­ные заготовки для батончиков поступают на резку и завертку.

При установке сменной матрицы с каналами прямоуголь­ного сечения на этой машине можно формовать полосы с по­следующей резкой на корпуса конфет, имеющих форму параллелепипеда.

Машины со шнековым нагнетанием имеют недостатки, связанные с неравномерностью давления по длине матрицы. Вследствие различных давлений у отверстий матрицы скорость выхода жгутов из отверстий неоди­накова.

Машина ШПФ с шестеренным нагнетателем

Назначение машины ШПФ то же, что и МФБ-1, но производительность ее значительно выше. Выдавливание жгутов осуществляется нагнетателем, состоящим из двух шестеренных роторов.

Формующая часть машины (рисунок 2) монтируется на станине 2. Конфетная масса загружается в воронку 15 и захватывается шнеком 12. Из цилиндрической камеры 13 масса нагнетается шнеком через щель 14 в ка­меру 18, где она захватывается зубьями вращающихся шестеренных рото­ров 11. Роторы нагнетают массу в камеру сменной матрицы 21, закрепленной в рамке 20. Привод шнека 12 осуществляется от электро­двигателя 6, через редуктор 5, цепную передачу 9 и звездочку 10. Привод одного из роторов осуществляется от электродвигателя 1, через редуктор 3 со звездочкой 7 и зубчатую пару 8. Второй ротор получает вращение за счет зацепления первым и через цепную передачу 4.

Шнек 12 можно вынуть из камеры 13, предварительно сняв торцевую крышку 16 камеры.

Жгуты 23, выходящие из каналов матрицы 21, ложатся на конвейер­ную ленту 22 и обдуваются воздухом из диффузора. Вследствие этого на поверхности жгутов образуется несколько затвердевшая пленка, предотвращающая прилипание жгутов к ленте конвейера и устраняющая ее за­грязнение. Конвейерная лента 22 со жгутами 23 поступает на сетчатый конвейер 24, принадлежащий холодильной камере, в которой жгуты за­твердевают.

Камера 18 нагнетающих роторов снабжена водяной рубашкой 17 для поддержания необходимой температуры формуемой массы. Вода в рубаш­ку поступает через штуцер 19.

При длине нагнетательных роторов 500 мм матрица может иметь 18—19 каналов диаметром 21 мм.

Нагнетательный механизм шестеренного типа может быть использо­ван для выпрессовывания конфетного пласта на размазном конвейере вме­сто кареток. В этом случае матрица должна иметь не ряд каналов, а одну щель, ширина которой должна быть равна толщине пласта.

Рисунок 2 - Машина ШПФ с шестеренным нагнетателем
Рисунок 2 — Машина ШПФ с шестеренным нагнетателем

Машина с валковым нагнетателем

Предназначена для формования жгутов из конфетных масс или отдельных изделий (в зависимости от кон­струкции ротора). Отличительной особенностью этой машины является то, что формование осуществляется в условиях интенсивных механиче­ских колебаний (вибраций) формующей части машины с регулируемыми параметрами по частоте, амплитуде и форме колебаний.

В условиях вибрации в тончайшем поверхностном слое при одновре­менном понижении в этом слое вязкости повышается подвижность час­тиц, и они располагаются более компактно в пристенном слое. Благодаря этому происходит выравнивание шероховатостей на поверхности жгута, заполнение возможных разрывов, в результате чего поверхность жгутов получается гладкой и глянцевой. Для подачи массы в условиях вибрации требуется значительно меньшее давление в зоне формования, обеспечива­ющее полное заполнение сечения формующего устройства, благодаря чему можно вообще отказаться от нагнетательных приспособлений. Сни­жение или полное отсутствие дополнительного давления перед формующим устройством и значительное снижение давления в процессе формования уменьшают влияние ряда факторов: рецептурного состава конфетной массы, способа ее получения и длительности технологическо­го процесса обработки массы перед формованием, а также физико-хими­ческих и структурно-механических свойств массы. Регулировкой интенсивности механических колебаний (изменением амплитуды и час­тоты колебаний) достигается возможность получения жгутов с заранее за­данными размерами, которые определяются только геометрическими размерами сечения формующего устройства, необходимое объемное раз­рушение конфетных масс и за счет этого — требуемая степень заполнения сечения формующего устройства.

Отказ от необходимости использования нагнетательных приспособ­лений для создания дополнительного давления перед формующим устройством позволяет значительно упростить конструкцию формующей машины и облегчить ее санитарную обработку. Вместе с тем возможность формования при понижении вязкости только в поверхностном слое по­зволяет сохранить в объеме жгута необходимый уровень прочности. Это дает возможность отказаться от охлаждения жгутов перед резкой или зна­чительно уменьшить его продолжительность. Благодаря этому сокраща­ются габаритные размеры всей технологической линии. Формующая машина (рисунок  3) состоит из вибробункера 2, опирающегося на пружи­ны 1 и получающего регулируемую по частоте и амплитуде круговую виб­рацию, формующего 5 и прижимного 3 валков и конвейерной ленты 7.

С помощью вибробункера 2 формуемая масса поступает в зону фор­мования без принудительного давления. Пазы формующего валка 5 изго­товлены из фторопласта и выполнены в виде поочередно расположенных углублений по форме сечения изделий. Между формующим 5 и прижим­ным 3 валками пропущена конвейерная лента 7, которая имеет шерохова­тую поверхность, что улучшает адгезию (прилипание) к ней конфетной массы. Гладкий валок 3 служит для прижатия ленты 7 к формующему вал­ку 5. Для упорядочения движения конфетной массы в конце вибробунке­ра установлены перегородки 4.

Валок 5 и лента 7 образуют формующий элемент — подвижную мат­рицу, с помощью которой формуются и калибруются жгуты. Сечение формующего элемента, а следовательно, и жгута 8 образовано тремя сторона­ми формующего валка 5; четвертой стороной является конвейерная лента 7. Длина подвижной матрицы регулируется изменением зоны прижатия лен­ты 7 к валку 5 путем изменения высоты ее подъема. Нож 6 жест ко укрепленна станине машины и отделяет отформованный жгут от валка 5. Вместо канавок на формующем валке 5 могут быть выгравированы ячейки раз­личной формы (чаще всего куполообразной). В этом случае на ленту 7 формуются отдельные изделия.

Машина работает следующим образом. В вибробункер 2 загружается конфетная масса. После включения конвейерной ленты 7, от которой приводятся во вращение валки 3 и 5, включается вибробункер 2. На выхо­де из матрицы отформованные жгуты с помощью ножа 6 отделяются от валка 5. Частота колебаний вибробункера — до 50 Гц, амплитуда колеба­ний — до 1 мм.

Рисунок 3 - Схема машины с вибрационным валковым нагнетателем
Рисунок 3 — Схема машины с вибрационным валковым нагнетателем

Отсадочная машина ШОК со шнековым нагнетателем

Предназначена для формования отсадкой конфет куполообразной формы, например «Трюфели», «Красная Москва» и др. Конфетные массы, предназначенные для производства таких конфет, при температуре формования обладают сравни­тельно небольшой вязкостью и, соответственно, большей текучестью.

Машина (рисунок 4) состоит из приемной воронки, камеры нагнета­ния с четырьмя шнеками, предматричной камеры с отсекателем и насад­ками, привода рабочих органов и станины 15.

Формуемая масса поступает в воронку 11 машины и в камере нагнета­ния б распределяется по четырем шнекам 10. Шнеки получают вращение от главного распределительного вала 1, цепной передачи с ведущей звез­дочкой 2, горизонтального вала 8, конической передачи 9 и зубчатых пере­дач 7. Камера нагнетания для термостатирования конфетной массы снабжена водяной рубашкой.

Шнеки непрерывно нагнетают конфетную массу в предматричную камеру 12, в дне которой расположена матрица 13 с двенадцатью отверсти­ями, снабженными насадками. Отверстия перекрываются подвижной планкой 5 с таким же количеством отверстий. Планка получает возврат­но-поступательное движение от главного распределительного вала 1 через кривошипно-шатунный механизм 3 и кулачок 4. Во время движения планки ее отверстия совпадают с отверстиями в матрице и формуемая конфетная масса из предматричной камеры вытекает на конвейерную ленту 14, которая в этот момент останавливается. Периодическое движе­ние лента 14 получает от храпового механизма.

Рисунок 4 - Отсадочная машина ШОК со шнековым нагнетателем
Рисунок 4 — Отсадочная машина ШОК со шнековым нагнетателем

В начале процесса отсадки конфет остановившаяся лента перемеща­ется в вертикальном направлении подъемным столиком, который приво­дится в движение от кулачково-рычажного механизма 16. Затем столик
резко опускается и прилипшие к ленте изделия отрываются от формую­щих насадок матрицы. Далее конвейер перемещает ряд конфет в следую­щую позицию.

Рассмотренная машина не обеспечивает стабильной массы каждого вида изделий в одном ряду и между соседними рядами. Это объясняется неравномерностью истечения массы из разных отверстий матрицы вслед­ствие неравномерного распределения давления в общей предматричной камере, сочетания непрерывной работы нагнетательных шнеков с периодической работой отсекателя, что вызывает повышение давления в массе в тот момент, когда формующие отверстия матрицы перекрыты.

Конструкторами кондитерской фабрики «Красный Октябрь» для устранения перечисленных недостатков в предматричную камеру маши­ны ШОК введено устройство, которое состоит из 12 цилиндров (по числу отверстий), снабженных поршнями. Формуемая масса заполняет внут­ренний объем цилиндра, величина которого соответствует предусмотрен­ной по рецептуре массе изделия, а в момент совпадения отверстий отсекающей планки и матрицы поршни выталкивают отмеренную порцию через насадки на ленту конвейера. Привод цилиндров и поршней осуще­ствляется от главного вала машины кулачково-рычажным механизмом.

Машина производит 18 отсадок в 1 мин, т. е. ее производительность равна 216 шт/мин, установленная мощность электродвигателя 1,1 кВт. Габарит­ные размеры машины 1500x700x340 мм.

Отсадочная машина с шестеренно-роторным нагнетателем

Предназна­чена для отсадки конфет «Сливочная помадка». Машина (рисунок 5, а) со­ стоит из следующих основных сборочных единиц: станины 1 сварной конструкции, нагнетательной головки 3 с приемной воронкой 5; подъем­но-опускного столика 2 (закрыт ограждением), магазина 4 для поддонов, цепного конвейера 6 периодического действия и привода, установленного внутри станины машины.

Магазин (рисунок 5, б) представляет собой четыре установленные на станине стойки 3, в пространство между которыми закладывается стопка поддонов 4. Нагнетательная головка состоит из загрузочной воронки 8, корпуса 6, имеющего полость 5 для темперирующей воды, вставляемой в корпус пары рифленых незацепляющихся валков 7 и 9, выполняющих роль питателя, пары зацепляющихся зубчатых роторов 10 — дозирующего и нагнетающего органа — и сменной матрицы 11. Цапфы валков соедине­ны с цапфами роторов зубчатыми передачами. Валки и роторы приводят­ся в реверсивное (прямой и обратный ход) вращательное движение от кривошипно-коромыслового и храпового механизмов.

Отсадочная машина с шестеренно-роторным нагнетателем
Рисунок 5 — Отсадочная машина с шестеренно-роторным нагнетателем: а — устройство; б — схема

Под нагнетательной отсадочной головкой установлен подъем­но-опускной столик 12, который перемещается в вертикальных направля­ющих при помощи кулачка 13. На столике предусмотрено устройство для фиксирования и удержания поддона в процессе отсадки.

Транспортер 2 выполнен в виде двух параллельных ролико-втулочных цепей с закрепленными на них гонками 1.

В загрузочную воронку закладывается конфетная масса, а в мага­зин — поддоны. Транспортер выталкивает гонками нижний поддон из ма­газина, который при периодическом движении гонков устанавливается над столиком. Поднимающийся столик захватывает поддон и подносит его к формующим насадкам матрицы. В тот момент, когда столик займет крайнее верхнее положение, приводятся во вращение подающие валки и нагнетающие роторы и через насадки начинает выдавливаться масса. По­сле некоторого выстоя столик опускается, а выдавленная масса образует корпус, прилипший к поддону. Одновременно с движением столика вниз валки и роторы получают обратный ход. При этом движении нагнетатель­ных органов в конфетной массе, находящейся в предматричной камере и в насадках матрицы, снимается давление. Сочетание обратного хода нагне­тательных органов и резкого движения столика вниз приводит к отрыву конфеты от массы, находящейся в насадке. Поддон с отсаженными на него конфетами опускается на направляющие и гонками транспортера пе­ремещается в следующую позицию. После установки очередного пустого поддона в позиции под формующими насадками цикл повторяется.

При отсадке конфет «Сливочная помадка с цукатом», «Машенька» или «Колокольчик» на один поддон отсаживается 15 конфет общей мас­ сой 200 г. Число отсадок в минуту 5—27, мощность электродвигателя 0,6 кВт. Габаритные размеры машины 1700x600x1400 мм, масса 500 кг.

Отсадочная машина «Унимат» с поршневым нагнетателем

Предназна­чена для формования корпусов конфет куполообразной формы и наложе­ния на вершину корпуса целого ядра ореха. Машина (рисунок 6) состоит из бункера 3 с автоматической системой темперирования воды в рубаш­ке 2, дозирующего механизма двойного действия с поршнями 4, отсекаю­щего устройства 19 со струной 16, вакуумного барабана 6 и дозатора оре­хов, состоящего из бункера 11 и вибролотка 13.

Отсадочная машина расположена над конвейерной лентой 1. Конфет­ная масса загружается в бункер 3, снабженный водяной рубашкой 2. С бунке­ром соединяется дозирующий механизм, состоящий из 15 поршней 4 и такого же количества насадок 18. Поршни совершают возвратно-поступатель­ное движение в вертикальной плоскости. Между поршнями 4и насадками 18 расположена золотниковая планка 5, которая соединяет бункер с поршня­ми или поршни с насадками. При движении поршней вверх происходит за­полнение пространства под ними конфетной массой, а при движении вниз часть конфетной массы выдавливается через насадки 18 на ленту 1. Что­ бы обеспечить отрыв изделия 17, находящегося на ленте, от массы в насадке, поршни 4 поднимаются с большей скоростью. Кроме того, под насадкой рас­полагается отсекающее устройство 19, на конце которого закреплена стру­на 16, отсекающая массу, которая вытекает из насадки.

Для предотвращения размазывания конфетной массы по ленте кон­вейера бункер 3 вместе с дозирующим механизмом совершает возврат­но-поступательное движение в горизонтальной плоскости таким образом, чтобы в момент отсадки горизонтальные скорости бункера и ленты совпа­дали по величине и направлению.

Отсаженные изделия лентой 1 подаются под вращающийся полый ба­рабан 6, который осуществляет наложение на корпус целого ядра ореха.

Заранее откалиброванные орехи засыпаются в бункер 11, дно которого за­крывает вибролоток 13. Вибролоток имеет перегородку 12, которая ориен­тирует часть орехов в один ряд; то же самое выполняет регулируемая заслонка 10. На вибролотке 13 установлены бортики, разделяющие орехи на 15 потоков, по которым они вступают в соприкосновение с поверхностью барабана 6. На барабане, по его образующей, расположены ячейки с отверстиями 7, через которые внутрь барабана вентилятором засасывается воздух. Воздух проходит через отверстие 9 цилиндра 8 и по центральному отверстию поступает в вентилятор. Поэтому в полости барабана 6 создается разрежение, благодаря которому орехи присасываются к ячейкам на поверхности барабана. Линейная скорость вращающегося барабана син­хронна скорости ленты конвейера 1, а шаг отверстий соответствует шагу поперечных рядов изделий. Когда ряд с корпусами оказывается под бара­баном, орехи 14, расположенные в ячейках на нижней образующей бара­бана, накладываются на корпуса и слегка в них вдавливаются.

Рисунок 6 - Отсадочная машина «Унимат» с поршневым нагнетателем
Рисунок 6 — Отсадочная машина «Унимат» с поршневым нагнетателем

При дальнейшем вращении барабана ячейка перекрывается неподвиж­ной планкой 15, благодаря которой в нижнем ряду ячеек ликвидируется раз­режение, и орехи остаются на изделиях. Машина обеспечивает формование 500 корпусов в минуту, производительность составляет 2,3 т в смену.