Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Макароны — кулинарный полуфабрикат из высушенного пресного пшеничного теста, который перед употреблением в пищу подвергается варке. Ассортимент макаронных изделий подразделяют на типы и виды: трубчатые (длинные, короткорезанные, рожки, перья), нитеобразные (вермишель), ленточные (лапша), фигурные (ракушки, суповые засыпки) и др.
Основным сырьем для производства макарон является пшеничная мука, а также питьевая вода. Для повышения пищевой ценности макарон иногда используют дополнительное сырье: яйцепродукты, белковые смеси и другие пищевые добавки-обогатители. Применяется мука из твердой (дурум) и мягкой стекловидной пшеницы в виде крупки или полукрупки. Некоторые виды макаронных изделий изготовляют из хлебопекарной муки. Дополнительное сырье преобразуют в жидкие промежуточные полуфабрикаты.
Макаронное тесто состоит в основном из муки и воды, разрыхлители отсутствуют. Оно содержит меньше влаги, чем хлебопекарное тесто, и перед подачей в макаронный пресс представляет собой рыхлую массу из крошек и небольших комочков. Отформованные мягкие сырые тестовые заготовки после высушивания превращаются в твердые прочные макаронные изделия.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Массовые виды макаронных изделий вырабатывают на четырех типах поточных линий. Короткие изделия производят на линиях с конвейерными или барабанными сушилками. Для производства длинных изделий применяют линии с сушкой в цилиндрических кассетах либо с сушкой на бастунах — тонких металлических трубках.
Взаимодействие химических соединений муки и воды является решающим фактором производства и потребления макаронных изделий. При приготовлении теста в макаронную муку влажностью 15 % добавляют такое количество воды, чтобы влажность смеси стала 29,5. 31,0 %. Этот диапазон влажности соответствует применяемому наиболее часто среднему замесу макаронного теста. На первом этапе замеса производится предварительное смешивание компонентов до образования крошкообразной массы. В процессе замеса происходит диффузия воды во внутрь частиц муки, растворение водорастворимых веществ, набухание белков и углеводов, входящих в состав муки. Для протекания этих процессов необходим определенный промежуток времени — выдержка теста. На следующем этапе замеса проходит пластикация сухих, твердых химических соединений муки и образование коллоидной системы — теста. Оно является, по существу, твердо-жидким телом, обладает одновременно упругоэластичными и пластично-вязкими свойствами. Для проведения такого сложного преобразования рецептурной смеси в готовое тесто требуются значительные механические воздействия. В условиях механизированного производства макарон второй этап замеса осуществляется шнеками макаронного пресса за счет интенсивного сдвига слоев теста.
Следующая стадия взаимодействия химических соединений муки и воды происходит при сушке отформованных тестовых заготовок макаронных изделий. Непосредственно на выходе из матрицы макаронного пресса пряди заготовок обдувают воздухом для быстрой подсушки поверхности, что снижает пластичность заготовок и придает им упругость и устойчивость к деформациям, слипанию и искривлению. Затем заготовки в течение 0,5. 2 ч подвергают предварительной сушке и удаляют от одной трети до половины влаги от того количества, которое должно быть удалено из заготовок. Такое интенсивное обезвоживание за сравнительно короткое время возможно только на первом этапе сушки, когда заготовки еще пластичны и не возникает опасности растрескивания. В результате предварительной сушки происходит стабилизация формы заготовок, предотвращается их закисание, плесневение и вытягивание.
На последующих этапах сушки тестовые заготовки приобретают свойства твердо-образных тел и находятся в области упругих деформаций. Чтобы избежать растрескивания и искривления заготовок, требуется более длительный период сушки, снижение скорости испарения влаги с поверхности заготовок до скорости ее диффузии из внутренних слоев к наружным.
При охлаждении высушенных тестовых заготовок условием сохранения их правильной формы являются продолжительные процессы перераспределения температуры и влаги в их объеме. Для этого применяют операции выстаивания или стабилизации макаронных изделий в соответствующих устройствах.
Готовые макаронные изделия очень гигроскопичны и обладают повышенной адсорбционной активностью. Изделия, предназначенные для длительного хранения, не должны иметь влажность выше 11 %. Влажность выше 16 % уже становится опасной в отношении плесневения. Поэтому при хранении макарон требуется соблюдение определенных климатических условий. При них упакованные изделия могут храниться в течение года.
Взаимодействие между составными веществами макарон и водой происходит также при их кулинарной обработке — варке. Поведение при варке — важнейший показатель качества макаронных изделий. Он характеризуется увеличением объема и сохранностью сухих веществ. Увеличение объема должно быть не менее двукратного. Чем меньше экстрактивных веществ переходит в варочную воду, тем выше ценятся макаронные изделия. Мука из твердой пшеницы меньше набухает и лучше удерживает экстрактивные вещества, чем мука из мягкой пшеницы.
Стадии технологического процесса. Производство макаронных изделий включает следующие основные стадии и операции:
— подготовка сырья к производству — хранение, смешивание, просеивание и дозирование муки; приготовление воды и добавок-обогатителей;
— дозирование и смешивание рецептурных компонентов; вакуумирование крошкообразной смеси;
— замес и прессование теста; формование и резка сырых тестовых заготовок;
— сушка, стабилизация и охлаждение тестовых заготовок;
— подготовка макаронных изделий к упаковке; упаковывание изделий в потребительскую и торговую тару.
Характеристика комплексов оборудования. Начальные стадии производства макаронных изделий выполняются при помощи комплексов оборудования для хранения, транспортирования и подготовки к производству муки, воды и добавок-обогатителей. Для хранения сырья используют мешки, металлические емкости и бункера. На небольших предприятиях применяют механическое транспортирование мешков с мукой погрузчиками, нориями, а муки — нориями, цепными и винтовыми конвейерами. На крупных предприятиях используют системы пневматического транспорта муки, жидкие полуфабрикаты перекачивают насосами. Подготовку сырья осуществляют при помощи просеивателей, смесителей, магнитных уловителей, фильтров и вспомогательного оборудования.
Ведущий комплекс линии состоит из оборудования для дозирования, смешивания и вакуумирования рецептурных компонентов, макаронного пресса, режущего и обдувочного устройств.
Завершающие стадии производства выполняют при помощи сушильных аппаратов, накопителей-стабилизаторов, машин для фасования и групповой упаковки макаронных изделий.
На рис. приведена машинно-аппаратурная схема линии производства короткорезанных макаронных изделий.
Рис. Машинно-аппаратурная схема линии производства макаронных изделий
Устройство и принцип действия линии. Автомуковоз подключают к мукоприемному щитку 6 и загружают муку в один из силосов 5 для ее хранения. С помощью шнековых питателей 4 муку выгружают из различных силосов 5 в нужных пропорциях и смешивают винтовым конвейером 3. После контрольного просеивания в центробежном просеивателе 2 мука через роторный питатель подается воздуходувкой 1 в тестомесильное отделение. Мука отделяется от транспортирующего воздуха в циклоне 7.
Часть воды и добавки-обогатители через дозаторы 28 загружают в смеситель 2 7 и приготовляют концентрированную эмульсию. Насосом 26 ее вместе с оставшейся частью воды дозируют в расходный бак 21, снабженный терморегулирующей рубашкой. Из этого бака готовая эмульсия подается насосом 19 в тестомесильное отделение.
Муку и эмульсию дозаторами 8 непрерывно подают в тестосмеситель 17. Он имеет три отдельные камеры, через которые последовательно проходит обрабатываемая смесь, что позволяет увеличить продолжительность замеса до 20 мин. На завершающем этапе замеса в последней камере смесь подвергается вакуумированию при помощи вакуум-насоса. Благодаря этому получается более плотная структура макаронного теста без воздушных включений, а также в дальнейшем высушенные изделия с равнопрочной структурой без раковин.
Затем смесь поступает в шнеки макаронного пресса 9. В начальной части шнековой зоны смесь подвергается интенсивному перемешиванию, передвигаясь по шнековому каналу к формующим отверстиям матрицы, она превращается в плотную связанную пластифицированную массу — макаронное тесто. В предматричной камере пресса создается давление 6. 12 МПа, под действием которого через матрицу 10 выпрессовываются сырые пряди теста.
Ножи 11, вращаясь в плоскости выходных отверстий матриц, отрезают от тестового потока необходимые по длине тестовые заготовки, которые обдуваются воздухом из кольцевого сопла 12.
Сырые заготовки макаронных изделий направляются в секции вибрационного подсушивателя 13. В секции продукт проходит сверху вниз по пяти вибрирующим ситам 14, обдувается воздухом от вентилятора 15 и подсушивается. Затем поток подсушенных тестовых заготовок объединяется в вибролотке 16 и элеватором 18 транспортируются к устройству 20, которое распределяет их равномерным по толщине слоем по всей площади верхнего яруса 23 сушилки 22. Тестовые заготовки, проходя сверху вниз ленточные конвейеры, высушиваются. В зависимости от ассортимента и производительности линии в ее состав включают две или три ленточные конвейерные сушилки, установленные последовательно. В них тестовые заготовки проходят предварительную и окончательную сушку.
После сушки нагретые заготовки элеватором 24 и подвижным ленточным конвейером 25 направляются в бункера 29 накопителя-стабилизатора. В них заготовки постепенно остывают до температуры помещения цеха, в них происходит выравнивание влагосодержания.
Готовые изделия системой конвейеров 30 подают в фасовочную машину 31 и упаковывают в коробки из картона или пакеты из полимерной пленки. В машине 32 пакеты упаковывают в торговую тару и отправляют на склад.
2.1 Оборудование для замеса теста, формования
И РАЗДЕЛКИ СЫРЫХ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Конструкции шнековых прессов
Шнековые макаронные прессы непрерывного действия предназначены для приготовления теста и формования из него сырых макаронных изделий. Основными узлами современных прессов являются дозатор муки и воды, тестосмеситель, прессующий корпус с головкой и матрица. Каждый пресс оборудован системой вакуумирования.
Прессы различаются конструкцией дозатора, числом камер тестосмесителя и их расположением, количеством прессующих шнеков, конструкцией прессующих головок, формой матриц и местом вакуумирования.
Классификация макаронных прессов представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Классификация шнековых макаронных прессов
Макаронный пресс ЛПЛ-2М
Конструкция. Шнековый макаронный пресс ЛПЛ-2М (рис.2) состоит из следующих основных узлов: дозировочного устройства, тестосмесителя, прессующего корпуса, прессующей головки, обдувочного устройства, механизма резки.
Дозировочное устройство расположено над тестосмесителем и имеет шнековый дозатор муки, роторный дозатор воды, привод и специальный червячный редуктор.
Шнековый дозатор заключён в цилиндрический корпус 1 с загрузочным патрубком 4 и направляющим лотком 2 для поступления муки в тестосмеситель. Внутри корпуса установлен однозаходный шнек 3.
Роторный дозатор воды имеет бачок 10, внутри которого на валу вращается крыльчатка с карманами 11. Карман при вращении крыльчатки захватывает определённое количество воды, которая через отверстия вала 12 сливается в отсек бачка 14.Отсюда через отвод вода по трубе 13 направляется в тестосмеситель пресса.
Тестосмеситель имеет однокамерную ёмкость 15 длинной 1500мм из листовой нержавеющей стали. Внутри установлены вал 17 диаметром 60 мм с укреплёнными на нём рабочими органами; нож 22 для очистки торцевой стенки камеры от налипающего теста; одиннадцать пальцев 18 и пять лопаток 16 для обеспечения необходимого уровня теста в камере, его переработки и перемещения внутри камеры; толкатель 21 для обеспечения поступления теста в прессующий корпус.
Лопатки на валу тестосмесителя устанавливают под определённым углом, который выбирается при пуске пресса. Оптимальный угол наклона плоскости первых двух лопаток (от места загрузки) к оси вала 60 о С, следующих трёх – 40 о С.
Количество теста, поступающего из месильной камеры в прессующий корпус, регулируется с помощью заслонки 20, движение которой осуществляется при помощи винта с маховичком 26.
Тестосмеситель закрывается решётчатой крышкой 19, сблокированной с кулачковой муфтой вала тестосмесителя. Открыть крышку можно после выключения электродвигателя привода или разъединения муфты.
Вращение вала тестосмесителя осуществляется от электродвигателя 23 с частотой вращения 1450 об/мин, клиноремённой передачи, трёхступенчатого цилиндрического редуктора. Вал тестосмесителя соединён с валом редуктора главного привода кулачковой муфтой 24 с блокировкой.
Прессующий корпус 27 представляет собой цилиндрическую трубу с двумя фланцами на концах. Одним фланцем корпус крепится к редуктору главного привода, вторым – к прессующей головке. Внутри корпуса установлен однозаходный прессующий шнек 28 длинной 1400 мм, диаметром 120 мм, с шагом витка 100 мм с трёхзаходным звеном 32 на конце. В средней части шнек имеет разрыв винтовой лопасти, в котором встроена шайба 29, обеспечивающая движение теста по перепускному каналу 30, из которого через вакуумный клапан с помощью вакуумного насоса отсасывается воздух из проходящего теста. На внутренней стороне прессующего корпуса по всей его длине расположены канавки 33, уменьшающие проворачивание теста. В конце прессующего корпуса установлена сварная водяная рубашка 31, по которой циркулирует водопроводная вода.
Прессующая головка 36 предназначена для установки круглой матрицы 37 и представляет собой литую конструкцию куполообразной формы. На торцевой верхней части головки имеется отверстие, закрытое фланцем 34, которое служит для выемки шнека из прессующего корпуса без снятия головки. На головке установлен манометр 35 для контроля давления прессования.
Обдувочное устройство 38 служит для предварительной подсушки макаронных изделий, выходящих из фильер матрицы. Устройство состоит из центробежного вентилятора с электродвигателем, обдувочного кольца с отверстиями диаметром 8мм. для прохода воздуха по его внутренней части. Обдувочное кольцо устанавливают под матрицей. В зависимости от скорости прессования продолжительность нахождения изделий в зоне обдувки при подвесном способе резки 5-6 с. За это время на поверхности изделий успевает образовываться подсушенная корочка, которая предотвращает склеивание макаронных изделий при их дальнейшей резке или транспортировке. Обдувка воздухом макаронных прядей может осуществляться двумя способами: нагнетанием и всасыванием воздуха через отверстия в кольцевом сопле.
Рис. 2. Шнековый макаронный пресс ЛПЛ-2М:
1- корпус дозатора; 2- лоток; 3,28 — шнеки; 4- патрубок; 5 — электродвигатель; 6-храповое колесо; 7- рукоятка; 8- двуплечий рычаг; 9- полукольцо; 10,14 — бачки; 11- карманы крыльчатки; 12,17 — валы; 13 — труба; 15 – однокамерная ёмкость; 16 — лопатка; 18- палец; 19- крышка; 20 — заслонка; 21 — толкатель; 22- нож; 23- электродвигатель; 24 -муфта; 25- звёздочки; 26- маховичок; 27- прессующий корпус; 29- шайба; 30- перепускной канал; 31- водяная рубашка;32- трёхзаходное звено;33- канавки; 34- фланец; 35- манометр; 36-прессующая головка;37- матрица, 38 — обдувочное устройство.
Принцип работы. Мука самотеком непрерывно из бункера поступает в дозатор, из которого вращающимся шнеком подается в корыто тестосмесителя. Одновременно подогретая вода температурой 40—60°С из дозатора по трубе поступает в тестосмеситель туда, где подается мука. В зависимости от влажности муки расход воды составляет 80—90 л/ч. При нормальной работе пресса тесто должно заполнять 2 /з объема корыта и иметь небольшой уклон по направлению к выходному отверстию.
Необходимый уровень заполнения корыта тестом достигается регулированием наклона плоскости концов лопаток к оси вала, которые отбрасывают определенную часть комочков теста в направлении от выходного отверстия к дозаторам. Отбрасывание теста в обратном направлении в оптимальных размерах необходимо для обеспечения нормальной циркуляции теста, что способствует набуханию клейковины и лучшей проработке теста лопатками и пальцами.
Замешенная в виде комочков и крупинок тестообразная масса из корыта смесителя через отверстие в нижней части направляется в прессующий корпус. При этом, регулируя заслонкой размер выходного отверстия, можно изменять количество теста, подаваемого в прессующий корпус, и тем самым изменять производительность пресса. В прессующем корпусе тесто поступает в перепускной канал, где из него через вакуум-клапан удаляются воздух и пары воды. Из перепускного канала тесто проходит сквозь решётку в прессующий корпус, захватывается витками шнека, нагнетается в головку и затем продавливается через формующие отверстия матрицы. Выходящие из матрицы отформованные макаронные изделия проходят обдувочное устройство, при этом они имеют температуру, равную температуре прессованного теста (45—50 °С).
В прессовом отделении значительно меньшая температура окружающего воздуха, в результате для изделий, выходящих из матрицы, создается температурный перепад, величина которого зависит от разности температур прессования и окружающей среды. Чем больше эта разность, тем выше температурный перепад и, следовательно, более интенсивное испарение влаги с поверхности изделия. Этот процесс происходит до тех пор, пока температура изделия и окружающей среды не выровняется, после чего на поверхности изделия возникает защитная корочка, которая препятствует слипанию изделий в процессе их дальнейшей раскладки и сушки.
При изготовлении длинных макаронных изделий выходящие из матрицы пряди принимаются на специальный стол, раскладываются в кассеты, режутся и в кассетах транспортируются в сушильные камеры.
Короткорезаные изделия поступают насыпью к сушильным установкам.
Макаронный пресс Б6-ЛПШ -500
Конструкция. Основными узлами шнекового макаронного пресса Б6-ЛПШ-500 являются дозировочное устройство, трехкамерный тестомеситель с приводом, прессующий корпус с приводом, прессующая головка для круглой матрицы, механизм смены матриц, обдувочное устройство. Все перечисленные узлы закреплены на металлической станине, установленной на четырех опорах. Схема пресса Б6-ЛПШ представлена на рисунке 3.
Дозатор муки в его верхней части имеет приемный патрубок 14 для загрузки муки, на противоположном конце — отверстие 10 для выхода муки.
Рис. 3. Шнековый макаронный пресс Б6-ЛПШ-500:
1- фильтр; 2 – вакуумметр;3- роторный питатель; 4- вакуумный затвор; 5- окно; 6,39 – валы месильные; 7,38 – месильные лопатки; 8,40,44- месильные камеры; 9 — крышка; 10 – отверстие в корпусе дозатора; 11 – полый вал; 12 – корпус дозатора; 13,42- шнеки; 14- приёмный патрубок; 15 – цепная передача; 16 — крыльчатка; 17 — вентиль; 18 — прорезь; 19- рукоятка; 20 — муфта кулачковая; 21,33- электродвигатели; 22- пробка; 23- манометр; 24, 43- фланцы; 25 — прессующая головка; 26 – предохранительная сетка; 27 — матрица; 28 — кольцо; 29 — траверса; 30- направляющая; 31 — винт;32 червячный редуктор;34 – охлаждающая рубашка; 35 — зажимы;36, 41 — окна;37-крышка из органического стекла; 45,48 – патрубки; 46- корпус фильтра; 47 –фильтрующая поверхность.
Роторный дозатор установлен с противоположной стороны полой трубы. На корпусе дозатора размещены два вентиля 17 для подачи холодной и горячей воды и крыльчатка 16 специального профиля, подающая при вращении воду в пазы полого вала.
Тестосмеситель пресса трёхкамерный. Габаритные размеры камер: первой 1400х206х293 мм, второй и третьей 1400х328х424 мм. Первая месильная камера 8 расположена над второй 44 и третьей 40 и закрыта сверху решётчатой крышкой 9 с блокировкой. В этой камере замешивается тесто с помощью месильных лопаток 7, установленных на месильном валу 6. Через окно 5 в боковой стенке камеры тесто направляется в вакуумный затвор 4, который обеспечивает необходимое остаточное давление воздуха при передаче теста во вторую и третью месильные камеры. Вакуумный затвор имеет роторный питатель 3 с двумя карманами объёмом по 750 см 3 . Привод ротора осуществляется от вала первого тестосмесителя через зубчатую передачу.
Вторая и третья камеры тестосмесителя соединены между собой по потоку теста перегрузочным окном 36. Внутри камер так же, как и в первой, расположены месильные валы 39 с установленными на них в определённой последовательности лопатками и пальцами 38. Крышки 37 обеих камер выполнены из прозрачного органического стекла, что даёт возможность наблюдать за ходом процесса.
Привод всех трёх валов тестосмесителя осуществляется от электродвигателя 21 через клиноремённую передачу, редуктор и систему цепных передач.
Паровоздушная смесь, образующаяся при замесе теста во второй 44 и третьей 40 камерах, через фильтр 1 откачивается водокольцевым вакуум-насосом ВВН-1,5.Фильтр состоит из корпуса 46 цилиндрической формы и двух фильтрующих поверхностей 47, размещённых внутри корпуса. Первая поверхность осуществляет грубую очистку паровоздушной смеси от мелких крошек теста, вторая — от частиц муки.
Прессующий корпус выполнен цельным из трубы Ст.20 длиной 1989 и диаметром 166мм, в противоположной части которого имеется окно 41 для поступления теста из третьей камеры тестосмесителя. Внутри корпуса установлен однозаходный прессующий шнек 42. Прессующая головка 25 куполообразной формы для одной круглой матрицы диаметром 350 мм. Головка снабжена механизмом смены матриц, механизмом резки и обдувочным устройством.
Обдувочное устройство аналогично конструкции пресса ЛПЛ-2М.
Принцип работы. К дозатору мучной системы подается мука, а из баков постоянного уровня — горячая и холодная вода. Температура воды, поступающей в тестосмеситель, 55-65 о С. Контроль температуры воды, поступающей на замес, осуществляется на входе в тестосмеситель и регулируется двумя вентилями на дозаторе вручную, путем изменения соотношения холодной и горячей воды. Тесто замешивается в трехкамерном смесителе.
В первой камере смесителя происходит интенсивный предварительный замес теста в течение 6-8 мин и подача его через вакуумный затвор во второй и третий тестосмесители, которые работают под вакуумом. Общая продолжительность процесса замеса не менее 20 мин, за это время обеспечивается необходимый промес теста до получения рыхлой, однородного цвета, без следов муки мелкокомковатой массы с размером комка в поперечнике от 2 до 10 мм.
За счет вакуумирования теста в процессе его приготовления образуется более плотная структура макаронного теста с большей механической прочностью готовых изделий.
Из последней камеры тесто поступает в шнековую камеру, откуда шнеком подается в прессующую головку и затем формуется через матрицу.
Давление формования на прессах данной конструкции почти в 2 раза выше, чем в прессах ЛПЛ-2М, и составляет 9—12 МПа.
Установлено, что высокая скорость прессования позволяет улучшить качество готовых изделий, в частности один из основных его показателей — прочность.
Макаронный пресс Б6-ЛПШ-1000
Конструкция. Пресс состоит из основных узлов: дозировочного устройства, трехкамерного тестосмесителя с двумя приводными узлами для первых двух камер и вакуумной камеры, двух прессующих корпусов с индивидуальными приводами, установки для вакуумирования. Схема пресса Б6-ЛПШ- 1000 представлена на рисунке 4.
Пресс может комплектоваться двумя прессующими головками для круглых матриц с механизмами их замены, обдувочным устройством и механизмом резки для каждой головки или тубусом для двух прямоугольных матриц с механизмом их замены и обдувочным устройством.
Конструкция дозирующего устройства 3 аналогична соответствующему устройству в прессе Б6-ЛПШ-500.Тестосмеситель имеет три камеры 24,19,8.
Прессующие головки пресса для круглых матриц имеют цилиндрическую часть с пробкой 15, закрываемой крышкой 21, и сферическую 20, в которой устанавливается круглая матрица 16 диаметром 350 мм.
Рис. 4. Шнековый макаронный пресс Б6- ЛПШ -1000:
1,9,18 – месильные валы; 2 — палец; 3 – дозирующее устройство; 4,5 — муфты; 6 — клиноремённая передача;7,27 — электродвигатели; 8,19,24 – месильные камеры;10- крышка; 11- шнек; 12- водяная рубашка; 13 – трёхзаходное звено; 14- канавки; 15 – пробка; 16 — матрица; 17 — нож; 20 – сферическая часть прессующей головки; 22,25 — окна; 21 – прессующее устройство; 26 – роторный питатель
Обдувочные устройства и механизмы резки соответствуют аналогичным устройствам на прессах Б6-ЛПШ-500.
Принцип работы. Тесто готовится в трехкамерном тестосмесителе в течение 18-20 мин. Мука и вода в необходимом соотношении поступают в первую камеру 24, в которой с помощью вращающегося вала с лопатками предварительно смешиваются ингредиенты. Через окно 22, расположенное в конце первой камеры, тесто поступает в нижний двухвальный тестосмеситель 19, где навстречу друг другу вращаются два вала с лопатками 18. Лопатки установлены в определенном порядке, обеспечивающем перемешивание теста до необходимой консистенции и перемещение его к выгрузочному окну 25. Каждая камера имеет решетчатую крышку, механически сблокированную с рычагом включения муфты сцепления привода вала тестосмесителя. Схема блокировки устроена так, что не позволяет открыть крышку, не включив муфту, и при открытой крышке невозможно включить муфту. Выход теста из второй камеры в третий вакуумный смеситель осуществляется через вакуумный затвор.
Основные правила безопасной работы шнековых прессов
Для безопасной работы шнековых прессов необходимо:
— ежедневно проверять исправность механизмов блокировки открывания крышек камер;
— не производить при работе пресса какой бы то ни было ремонт, смазку или очистку движущихся механизмов, не снимать ограждения и детали, не касаться движущихся частей;
— пресс должен быть надежно заземлен, все пусковые электроприборы и проводка должны находиться в исправном состоянии;
— производить осмотр и ремонт электродвигателей, пусковой аппаратуры и электропроводки только при выключенном питании;
— все защитные ограждения и кожухи пресса всегда должны быть на своих местах и в исправном состоянии.
В процессе эксплуатации пресса необходимо проводить текущий ремонт не реже одного раза в 6 месяцев, капитальный ремонт один раз в 3 года и постоянно, согласно установленному графику, проводить межремонтный осмотр.
Производство любого вида макаронной продукции всегда состоит из перечисленных выше стадий, однако вид вырабатываемых изделий, а также наличие на фабрике того или иного оборудования определяют технологическую схему производства этих изделий на какой-либо конкретной фабрике. Макаронные фабрики в настоящее время изготавливают длинные изделия по трем схемам, а короткие — по двум. Каковы же отличительные особенности каждой из этих пяти схем?
Схема производства макарон с сушкой в лотковых кассетах. По этой схеме (рис. 1) вырабатывают макароны любого диаметра длиной 20—25 см.
Выходящую из матрицы пресса 1 прядь сырых макарон с помощью катающегося стола 2 укладывают в лотковые кассеты и разрезают. На многих предприятиях эта операция механизирована, ее выполняют раскладочно-резательные машины.
Рисунок 1. Схема производства макарон с сушкой в лотковых кассетах
Заполненные сырыми изделиями кассеты перекладывают на вагонетки 5 или тележки и перевозят в сушильное отделение. Здесь установлены бескалориферные сушильные шкафы 4, к которым плотно подставляют вагонетки с заполненными кассетами, либо вручную перекладывают кассеты из тележки в сушильный шкаф. Сушка заключается в том, что поток воздуха из вентилятора сушильного аппарата проходит через макароны, уложенные в кассеты. По окончании сушки готовые изделия в вагонетках или на тележках поступают в упаковочное отделение, где изделия после остывания и отбраковки фасуют вручную или укладывают в крупную тару насыпью. Пустые кассеты в вагонетках или на тележках подают к прессу, где процесс повторяется снова.
Основные недостатки кассетного способа производства макарон состоят в том, что затрачивается много ручного труда и макароны всегда получаются искривленными. Однако до сих пор по такой схеме в нашей стране вырабатывают основную массу макарон. Объясняется это тем, что кассетный способ не требует сложного и дорогого оборудования (сушильные шкафы, вагонетки и тележки изготавливают в мастерских макаронных предприятий) и больших площадей.
В последние годы с целью доведения ручного труда до минимума при кассетном способе производства макарон на ряде предприятий созданы механизированные поточные линии. На рис. 2 приведена схема одной из таких линий.
Рисунок 2. Механизированная поточная линия для производства макарон с сушкой в лотковых кассетах
Выпрессовываемая шнековым прессом 1 прядь макарон поступает в раскладочно-резательную машину 2, где происходят механическая укладка и резка макарон в лотковые кассеты 3. Заполненные кассеты укладывают вручную стопками на два цепных транспортера 5, проходящих по обеим сторонам сушилки. Сушилка представляет собой несколько шкафных сушильных аппаратов, установленных в ряд. При медленном перемещении стопок кассет транспортерами происходит высушивание макарон. Сухие макароны вынимают из кассет на упаковочном столе 6, а пустые кассеты подают к раекладочно-резательной машине для очередного заполнения сырыми изделиями.
Схема производства длинных макаронных изделий на автоматизированных поточных линиях с сушкой подвесным способом. По этой схеме в нашей стране пока изготавливают сравнительно небольшое количество макаронных изделий. Однако благодаря высокой степени механизации и автоматизации всех технологических процессов, осуществляемых непрерывнодействующими машинами и агрегатами, входящими в состав линий, этот способ производства высококачественных макаронных изделий (макарон особых и соломка, вермишели и лапши) получает все большее распространение у нас в стране. В настоящее время по этой схеме в макаронной промышленности работают линии итальянской фирмы «Брайбанти» и подобные им отечественные линии Б6-ЛМГ, Б6-ЛМВ и ЛМБ.
На рис. 3 изображена схема линии Б6-ЛМВ. Непрерывно-действующий пресс 2 выпрессовывает через прямоугольную матрицу пряди, которые специальным автоматом (саморазвесом) 1 развешиваются на бастуны. В таком состоянии они поступают на сушку. Сначала пряди макарон проходят сушку в предварительной сушилке 5, где интенсивно удаляется влага из полуфабриката, а затем в окончательной сушилке 4, в которой влага медленно удаляется из изделий. В сушилках бастуны с изделиями перемещаются транспортерами, расположенными в несколько ярусов. Высушенные изделия на бастунах поступают в стабилизатор-накопитель 5, а затем машиной б снимаются с бастунов и поступают на упаковку. Порожние бастуны цепным транспортером подаются к саморазвесу. Обычно линии укомплектовывают фасовочными машинами для упаковки продукции в коробочки.
Рисунок 3. Автоматизированная поточная линия Б6-ЛМВ для производства длинных макаронных изделий
Схема производства длинных изделий на автоматизированных поточных линиях с предварительной сушкой на рамках и окончательной сушкой в цилиндрических кассетах. По этой схеме изготавливают длинные макаронные изделия на автоматизированных поточных линиях французской фирмы «Бассано». В нашей стране работают две такие линии. Линия включает в себя макаронный пресс, расстилочную машину, предварительную и окончательную сушилки, стабилизатор-накопитель и группу упаковочных машин. Основные преимущества этой схемы—отсутствие сухих отходов и получение абсолютно прямых изделий одинаковой длины. Достигается это тем, что разрезанные на отрезки одинаковой длины макаронные изделия после предварительной сушки на рамках проходят окончательную сушку внутри вращающихся цилиндрических кассет. Таким образом, изделия высушиваются в процессе непрерывного перекатывания по внутренней поверхности цилиндрических кассет, что делает их абсолютно прямыми.
Схема производства короткореэаных изделий на комплекс но-механиэированных поточных линиях. Линия (рис. 4) состоиг из двух основных элементов: шнекового макаронного пресса 1 и сушилки непрерывного действия 2.
Выпрессовываемые изделия непрерывно нарезаются каким-либо механизмом для резки коротких изделий и подаются на верхнюю ленту паровой конвейерной сушилки. Постепенно пересыпаясь с верхней ленты на нижележащую, изделия обдуваются нагретым сушильным воздухом.
Рис. 4. Схема комплексно-механизированной поточной линии для производства короткорезаных изделий
Высушенные изделия охлаждаются чаще всего в виброохладителях 5 или просто на ленточных транспортерах достаточной длины, подающих их в упаковочное отделение.
Высокая степень механизации, гибкость схемы, большая производительность дали ей широкое распространение в нашей стране в послевоенные годы.
Схема производства коротких изделий на автоматизированных поточных линиях. Выработка макаронных изделий по этой схеме отличается от производства по предыдущей более высокой степенью механизации и автоматизации процессов, более высоким качеством получаемых изделий в связи с использованием более продолжительной сушки, осуществляемой в три этапа—предварительная подсушка, предварительная и окончательная сушка.
Помимо матриц и режущих механизмов для получения короткорезаных изделий линии обычно укомплектовывают щелевидными матрицами для получения ленты теста и штампмашинами, что позволяет вырабатывать на них также штампованные изделия.
Линия (рис. 5) состоит из шнекового макаронного пресса 1, установки для предварительной подсушки 2, предварительной 5 и окончательной б сушилок, стабилизатора-накопителя 11, а также вспомогательных и транспортирующих устройств: ковшовых элеваторов 3, б и 9, раскладчиков изделий 4 и 7 и ленточных транспортеров 10 и 12.
Рисунок 5. Автоматизированная поточная линия фирмы «Брайбанти» для производства коротких изделий
Основные агрегаты макаронного производства — прессующее устройство и матрицы
Шнековые прессы классифицируют по числу корыт тестосмесителя (одно-, двух-, трех- и четырехкорытные), по числу прессующих устройств или прессующих шнеков (одно-, двух- и четырехшнековые), по наличию и месту вакуумирования теста (в тестосмесителе или в шнековой камере), по форме матрицы и по конструкции тубуса.
В настоящее время на наших макаронных предприятиях эксплуатируются отечественные макаронные прессы ЛПЛ-1М, ЛПЛ-2М и ЛМБ. Последние установлены в автоматизированных поточных линиях ЛМБ, а также автоматизированные поточные линии итальянской фирмы «Брайбанти», а французской фирмы «Бассано»—пресс ВВК 140/4.
Ростовский-на-Дону машиностроительный завод приступил к выпуску прессов серии Б6-ЛПШ производительностью 500,. 750 и 1000 кг/ч готовых изделий.
Для того чтобы понять принцип работы пресса и назначение отдельных его узлов рассмотрим технологическую схему одно-корытного одношнекового макаронного пресса с круглой матрицей, представленного на рис. 6
Технологическими узлами пресса являются дозаторы муки 1 и воды 2, тестосмеситель, состоящий из корыта 3 и вала 4 с лопатками, прессующее устройство, включающее шнековый цилиндр с водяной рубашкой 6 и шнек 7, прессовая головка, сменная матрица 10, режущий механизм 11 и обдувочное устройство 12. Вращение валов тестосмесителя и шнека обычно осуществляется от единого привода 5.
МАТРИЦЫ Замес теста, уплотнение полученной крошковатой массы и формование сырых изделий осуществляются в настоящее время в едином агрегате—в шнековом макаронном прессе непрерывного действия, основным рабочим органом которого является матрица. Форма отверстий матрицы определяет вид выпрессовываемых изделий. Меняя матрицы, можно на одном и том же прессе получать практически любой вид макаронных изделий. Таким образом, прессы и матрицы являются основным оборудованием для замеса и прессования макаронного теста.
Кроме этого оборудования в тестоформовочных отделениях макаронных фабрик используются различные машины и механизмы для резки сырых изделий (на них мы остановимся в следующей главе), а также ряд вспомогательных машин, которые мы рассмотрим в этой главе.
Матрица наряду с прессующим устройством является основным рабочим органом макаронного пресса. Она обусловливает производительность пресса, вид изделий (форму и размеры поперечного сечения), в значительной мере влияет на качество продукта (степень шероховатости поверхности, прочность склеивания макаронных трубок и т. д.). Матрицы изготавливают из металлов, не поддающихся коррозии, обладающих достаточной прочностью и износостойкостью, с малой адгезионной способностью. Такими металлами являются бронза, латунь, нержавеющая сталь.
Матрицы бывают двух типов — круглые (дисковые) и прямоугольные. При помощи круглых матриц формуют все виды длинных и короткорезаных изделий, а также тестовые ленты для изготовления из них штампованных изделий. Прямоугольные матрицы используют для формования длинных макаронных изделий (макароны, вермишель, лапша разных видов), вырабатываемых на автоматизированных поточных линиях.
Круглые матрицы (рис. 7). Матрицы в зависимости от толщины используют без опорных устройств или с опорными устройствами—колосниками. В матрицах с подкладными колосниками оставляют полосы, которые находятся над ребрами колосников, а в матрицах с накладными (подвесными) колосниками центральную часть занимает болт, с помощью которого крепится ребро колосника. В связи с этим на колосниковых матрицах меньше отверстий, чем на бесколосниковых.
Диаметр матрицы зависит от производительности пресса. В прессах ЛПЛ производительностью около 400 кг/ч используются матрицы диаметром 298 мм. В прессах ЛПШ устанавливают матрицы диаметром 350 мм.
Толщина матрицы должна отвечать условиям прочности. В шнековых макаронных прессах на каждый сантиметр площади поверхности матрицы тесто давит с силой до 100 кг и более. Матрицы диаметром 298 мм, имеющие толщину менее 60 мм, используются с опорными колосниками.
Подкладной колосник и состоит из обечайки 1 из полосовой стали с приваренными к ней стальными ребрами 2. Такие колосники чаще всего бывают двух- и четырехреберными. Наружный диаметр обечайки равен диаметру матрицы. Колосник устанавливают на кольцевую опору матрицедержателя, на который укладывают матрицу.
Рисунок 7. Круглые матрицы: а — бесколосниковая; б, в — колосниковые
Матрицы с подкладными колосниками (рис.8) позволяют формовать изделия, которые режутся в подвесном состоянии—макароны, перья, вермишель, лапшу.
Накладной (подвесной) колосник состоит из стального ребра 1, вставленного в прорезь болта 2. Болт вставляют в отверстие матрицы 4 и прикрепляют к ней снизу гайкой 5. В этом случае матрицу устанавливают на кольцевую опору матрицедержателя пресса (как и бесколосниковую).
Матрицы с накладными колосниками позволяют формовать все виды как короткорезаных, так и длинных изделий.
Прямоугольные матрицы (рис. 9). Бывают однополосными и двухполосными. Однополосные матрицы используются в прессах автоматизированных поточных линий фирмы «Бассано», в которых выпрессовываемые изделия образуют одну прядь. Двухполосные матрицы применяются в прессах автоматизированных поточных линий с подвесной сушкой для получения двух прядей, развешиваемых одновременно на два бастуна.
В каждой полосе формующие отверстия размещены в несколько рядов с таким расчетом, чтобы на бастунах или на рольганговом столе они располагались в один слой. Число рядов в матрице зависит от размера поперечного сечения изделий: в матрицах для макарон особых и лапши широкой в каждой полосе отверстия размещены в два ряда, для макарон соломка—в три, для вермишели тонкой — в семь рядов.
Прямоугольные матрицы для автоматизированных поточных линий выпускают длиной 995 и шириной 100 мм. Толщина матрицы может быть от 31 до 50 мм.
Рисунок 9. Прямоугольные матрицы: а — однополосная; б — двухполосная
Профили формующих отверстий. Формующие отверстия матриц бывают трех видов: с вкладышами для формования трубчатых и некоторых видов фигурных изделий; без вкладышей для формования всех видов изделий, кроме трубчатых и штампованных, и щелевидные для формования тестовой ленты, предназначенной для изготовления из нее штампованных изделий. Отверстия с вкладышами являются наиболее сложными по конструкции и состоят из двух основных элементов: формующего канала, просверленного в теле матрицы, и закрепленного в нем вкладыша.