Оборудование для тепловой обработки смесей мороженого.
После приготовления смесей по заданной рецептуре их пастеризуют и охлаждают. Пастеризация смесей в зависимости от принятой технологической схемы, объема производства, ассортимента выпускаемой продукции осуществляется в аппаратах непрерывного или циклического действия.
Непрерывная пастеризация, например, в комбинированных пластинчатых аппаратах (установках) наиболее совершенна, так как обработка смеси ведется в закрытом тонкослойном потоке, может совмещаться с ее охлаждением и обеспечивается рекуперация тепла. Пластинчатая установка может включать и гомогенизатор, что делает ее более компактной. Кроме того, в этих установках процесс обработки смеси автоматизирован.
Применяемые на многих фабриках мороженого пастеризационные аппараты периодического (циклического) действия, в том числе и змеевикового типа, рассчитаны на длительную пастеризацию и занимают значительные производственные площади.
Автоматизированные пластинчатые пастеризационно-охладительные установки.
В установку смесь подают из заготовительной (смесительной) ванны при температуре 45-50° С после тщательного перемешивания насосом через фильтр в уравнительный бачок.
Смесь в течение всего времени подачи ее в установку необходимо тщательно перемешивать, особенно при обработке высокожирных смесей, смесей с применением сливочного масла и с наполнителями. В противном случае последние порции, содержащие повышенное количество жира, будут застывать в секциях охлаждения аппарата, что приводит к выходу его из строя.
Из уравнительного бачка смесь насосом подается последовательно в секции регенерации и пастеризации, далее в гомогенизатор, выдерживатель проточного типа, затем в секции водяного и рассольного охлаждения и далее в резервуар для временного хранения до фризерования.
При нарушении режима тепловой обработки смесь с помощью автоматического перепускного клапана может быть возвращена в уравнительный бачок на повторную обработку.
Установки данного типа обеспечивают высокую эффективность пастеризации смесей - погибает 99,96-99,99% микроорганизмов от их общего количества.
Змеевиковый пастеризатор состоит из ванны с теплоизоляцией, змеевиковой трубчатой мешалки с приводом и бачка для подогрева воды.
Конструкция аппарата обеспечивает более интенсивное перемешивание, лучшую теплопередачу по сравнению с ранее широко применявшимися ваннами длительной пастеризации типа. В результате сокращается цикл работы.
Ванну заполняют приготовленной смесью на 1/3. Затем включают привод мешалки, горячую воду подают в нагреватель, а ванну заполняют смесью до тех пор, пока смесь покроет змеевиковую мешалку. Нагревание и выдержку смеси производят в соответствии с требованиями технологической инструкции.
Вода в бачке подогревается паром. Пароводяная смесь из бачка заполняет межстенное пространство ванны, а избыток конденсата сливается.
Пластинчатый охладитель для смеси мороженого.
Охлаждение смесей мороженого на оросительных охладителях малоэффективно, так как они предназначены для охлаждения молока, а не для охлаждения высоковязких смесей.
Нельзя также считать целесообразным использование трубчатых (кожухотрубных) пастеризаторов для охлаждения смесей мороженого при неизбежной неоднократной циркуляции продукта. Наиболее эффективными для этих целей являются пластинчатые охладители.
Пластинчатый охладитель представляет собой двухсекционный аппарат. В секцию водяного охлаждения смесь мороженого поступает с температурой пастеризации (85° С), охлаждается до 15-20° С и проходит в секцию рассольного охлаждения.
Конечная температура охлаждения зависит от вида смеси. Опыт эксплуатации охладителя показал, что он может быть применен для охлаждения смесей сливочных, сливочно-шоколадных, сливочных крем-брюле, а также шоколадного пломбира до заданных температур.
Фильтр представляет собой устройство, разработанное специально для фильтрования смесей мороженого: молочных, сливочных, пломбирных с различными наполнителями, плодово-ягодных.
Фильтр горизонтальный, сдвоенный, выполнен из нержавеющей стали. Основные узлы фильтра: распределительное устройство, работающее по принципу трехходового крана; поворачивающаяся пробка, фиксируемая гайкой специальным ключом; два корпуса с ручками, фильтровальные сетки. Место и режим работы фильтра зависят от схемы, в которую он включен. Смесь мороженого подается насосом в верхний патрубок корпуса распределительного устройства, затем через верхнее отверстие в корпусе поступает в стакан, обтекает сверху сетку и выходит через патрубок фильтровального цилиндра.
Отфильтрованная смесь поступает в нижнее отверстие корпуса и через нижний патрубок распределительного трубопровода - в систему трубопровода. В связи с потерей напора в фильтре отфильтрованная смесь может поступать в промежуточный бачок и затем подаваться насосом на дальнейшую обработку.
Гомогенизатор предназначен для дробления жировых шариков до размеров, примерно в 8-12 раз меньших исходных. Гомогенизированная смесь мороженого имеет повышенную питательную ценность, поскольку более тонкое измельчение жира и соответственное увеличение поверхности жировой фазы облегчают усвоение продукта организмом человека.
Кроме того, процесс отстаивания жира в гомогенизированной смеси значительно замедляется по сравнению с негомогенизированной. Происходит замедление всплывания жировых шариков в связи с уменьшением их размеров, вызываемым гомогенизацией.
Гомогенизированные смеси придают мороженому лучшие консистенцию и вкус, а также повышают взбитость продукта.
Фризеры.
Во фризере осуществляется частичное замораживание, а также взбивание смеси, т. е. насыщение ее мельчайшими, равномерно распределенными пузырьками воздуха. При фризеровании превращается в лед 25-60% воды, содержащейся в смеси, и ее объем увеличивается в 1,2-2 раза.
На криоскопическую температуру и количество вымороженной воды влияет в основном содержание сахара в смеси, а на среднюю величину кристаллов льда - скорость замораживания и интенсивность перемешивания.
Чем ниже температура фризерования и чем интенсивнее перемешивание смеси в цилиндре фризера (в принятых пределах), тем быстрее проходит кристаллообразование и мельче кристаллы льда.
При хорошей работе фризера в смеси образуются мелкие и равномерно распределенные кристаллы льда, легко регулируется количество вводимого в мороженое воздуха. В таком фризере имеется возможность получить мороженое с желаемой взбитостью и эластичной консистенцией.
По принципу действия фризеры подразделяются на фризеры периодического (ФПД) и непрерывного действия (ФНД).
Цикл работы фризера периодического действия (ФПД) состоит из последовательно выполняемых операций наполнения смесью, фризерования и выпуска готового мороженого.
Во фризерах непрерывного действия (ФНД) все эти операции осуществляются непрерывно и одновременно.
Различают фризеры с рассольным и с непосредственным охлаждением рубашки рабочего цилиндра. Обе системы охлаждения применимы в ФПД и ФНД, хотя рассольное охлаждение в последнее время используют только во фризерах периодического действия.
Во фризерах с непосредственным охлаждением применяется так называемая затопленная система или принудительная циркуляция холодильного агента. При этом циркуляция осуществляется с помощью инжектора или насоса.
Технологическая схема фризера периодического действия (ФПД). В таких фризерах порция смеси в количестве 40-50% полной вместимости цилиндра через воронку заливается в последний. Здесь она перемешивается мешалкой и взбивается. Циркулирующий в рубашке рассол или кипящий холодильный агент отводит тепло от смеси, которая намерзает тонким слоем на стенке цилиндра.
К мешалке подвешены шарнирно ножи, которые под действием центробежной силы прижимаются при вращении мешалки к стенке цилиндра, удаляя намерзающий слой. Обнаженная поверхность вновь покрывается слоем смеси.
Имеющиеся в мешалке ФПД винтовые ребра ускоряют разгрузку готового мороженого из фризера.
Во фризерах непрерывного действия (ФНД) смесь мороженого и воздух одновременно подаются в цилиндр насосами. Во ФНД мешалка занимает значительную часть объема и полезная емкость, образуемая кольцевым зазором, невелика (2-4 л), что существенно повышает интенсивность замораживания.
Фризеры непрерывного действия работают с подсосом воздуха и с нагнетанием воздуха.
Фризер непрерывного действия ОФИ относится к фризерам с подсосом воздуха и циркуляционной системой охлаждения и является наиболее распространенным на отечественных фабриках мороженого. Фризер состоит из цилиндрового блока, включающего рабочий цилиндр и аммиачную рубашку, двух насосов, приводного механизма и приборов автоматизации и контроля.
Смесь поступает в приемный бачок, в котором с помощью поплавкового регулятора поддерживается ее постоянный уровень. Затем смесь сначала подается в первый насос, а затем во второй. Производительность первого насоса, например, в три раза меньше, чем второго. Во второй насос вместе со смесью подсасывается через регулирующий клапан воздух. Смесь и воздух в подводящем трубопроводе от насоса поступают под давлением 300-400 кПа. Давление в цилиндре фризера в процессе фризерования регулируется при помощи клапана противодавления. При необходимости давление во фризере можно повышать клапаном противодавления до 500 кПа и более, что вызывает соответствующее повышение давления и после насоса в подводящем трубопроводе. Применение клапана позволяет заполнять весь кольцевой канал цилиндра фризера смесью и регулировать продолжительность обработки ее. При использовании клапана противодавления мороженое находится в кольцевом канале в сжатом состоянии. По выходе из фризера продукт расширяется.
С помощью вариатора скорости регулируется частота вращения насоса, а следовательно, производительность фризера.
В нашей стране и за рубежом разрабатывают и выпускают так называемые низкотемпературные фризеры. Они предназначены для получения мороженого температурой от -9 до -11° С в виде сплошной ленты - бруса, который режут затем на блоки.
Такое мороженое не используется для наполнения гильз или стаканчиков. При применении низкотемпературных фризеров улучшается структура мороженого, существенно сокращается продолжительность закаливания, а следовательно, уменьшаются размеры морозильных аппаратов.
Поточные линии выработки мороженого в мелкой расфасовке предназначены для производства мороженого в виде брикетов на вафлях, в вафельных и бумажных стаканчиках, коробочках, рожках и тортов из мороженого.
Линии комплектуются фризерами соответствующей производительности и состоят из автомата для расфасовки и морозильного аппарата.
Возможно доукомплектование линий автоматами групповой укладки порций закаленного мороженого.
Линия производства мороженого в брикетах на вафлях работает совместно с фризером. Автомат формует и дозирует мороженое, поступающее из фризера; отрезает этикетки от рулона, обкладывает брикеты вафлями; завертывает брикеты с вафлями в бумажную этикетку и подает на загрузочный конвейер. Порции мороженого подаются на закалочный конвейер морозильного аппарата; после интенсивного закаливания брикеты поступают на укладку в короба.
Линия производства мороженого в вафельных и бумажных стаканчиках осуществляет следующие операции: отделение стаканчиков из стопки, подачу их под дозатор, дозирование смеси в стаканчики, накладывание крышек из подпергамента, замораживание наполненных стаканчиков в морозильной камере и выдачу замороженных стаканчиков с продуктом из морозильной камеры. Линия работает с фризером производительностью 450 кг/ч и состоит из расфасовочного автомата и морозильной камеры.
Оборудование для закаливания мороженого.
Мороженое, поступающее из фризера, закаливают до температуры в диапазоне от -12 до -15° С с целью придания ему большей твердости и стойкости при последующем хранении.
Закаливание осуществляется при перемещении форм с мороженым, погруженных в рассол температурой не выше -25° С (в генераторах рассольного типа), или при продвижении мелкофасованного мороженого в морозильных аппаратах с воздушным охлаждением при температуре воздуха от -26 до -35° С, работающих отдельно или в составе линий.
Закаливание в рассольных генераторах ведут до температуры в центральных слоях порций мороженого не выше -12° С, а дальнейшее закаливание (дозакаливание) производят в закалочных камерах до температуры не выше -18° С.
Генераторы рассольного типа, в том числе и механизированные, менее совершенны, чем аппараты с воздушным охлаждением (высокие затраты ручного труда, возможность попадания рассола в продукт, коррозия и быстрый износ форм).
В рассольных генераторах карусельного типа все процессы выработки эскимо механизированы и состоят из дозировки мороженого на порции, вставки палочек, закаливания, оттайки и покрытия поверхности эскимо шоколадной глазурью.
При укомплектовании механизированного генератора фризером и заверточным автоматом создается линия производства эскимо.
Основные узлы карусельного эскимогенератора составляют закалочная форма, дозатор, механизм для вставки палочек, съемно-глазировочная карусель, глазировочное устройство, системы рассольного охлаждения и приводной механизм.
В карусельных эскимогенераторах определяющим показателем является количество ячеек для порций мороженого и соответственно число концентрических рядов ячеек.
Карусельные эскимогенераторы позволяют поддерживать требуемые санитарные условия изготовления мороженого и незначительные отклонения массы порций при регулировке фризера непрерывного действия, обслуживающего генератор, на постоянную взбитость (70-80%).
Недостатком эскимогенераторов является попеременное охлаждение и отепление большой массы металла (форм, поддонов) и изоляции. Кроме того, отмечается невозможность наполнения без пустот ячеек мороженым при температуре фризерования (от -4 до -5° С), поэтому в бункере генератора температуру мороженого за счет выдержки повышают до -3,5° С, что наряду с лишними энергозатратами ухудшает структуру закаленного мороженого.
Кроме эскимогенераторов карусельного типа применяют механизированные генераторы линейного типа с рассольным охлаждением, циклограммы работы которых и основные узлы в целом аналогичны вышеописанным.
