Способ измельчения шоколадных масс Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Л 1993

ы слоя засчету : 0,9 с;

>,089 =

I слоем О-3 м, с; *2 = %, т.е.

I более

“СЛИ /2 ос уве-I столь-эсадка. трифу-мощью

|ая 1 и

адка w

1ЫСОТЫ

шасти. гь без

!нения >етиче-ш при по-ви-гвенно

1ЖНЫЙ

идрав-

йическое сопротивление дпижущемуся поверх неге фильтрующемуся осадку. Кроме того, увеличение толщины слоя осадка происходит, как видно из рисунка о, не по всей длине лопасти, а только вблизи порога. Увеличение толщины слоя осадка ведет также к его уплотнению и росту удельного гидравлического сопротивления.

ВЫВОДЫ

1. Уточнение математической модели процесса непрерывного центрифугирования расширяет диапазон ее применимости.

2. Анализ процесса центрифугирования с помощью математической модели и его экспериментальная проверка подтверждают, снижение влажности осадка при увеличений толщины слоя осадка на лопасти. .

СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

М.М. БЕЗЗУБЦЕВА

Санкт-Петербургский технологический институт холодильной промышленности

В производстве шоколада способ и условия процесса измельчения определяют вкус и качество готовых изделий* а также экономичность их приготовления. При проведении операций диспергирования необходимо стремиться к получению продуктов помола с ровным гранулометрическим составом и размером частиц твердой фазы в интервале от 10 до 30 мкм, что позволяет сократить содержание жира, не снижая регламентированного значения вязкости и вкусовых достоинств готового шоколада. Шоколадные массы, производимые в настоящее время традиционными способами по классическим схемам с использованием механических мельниц предварительных и тонких стадий диспергирования, не отвечают современным технологическим требованиям и имеют широкий диапазон дисперсности твердой фазы. Многостадий-ность операций диспергирования, осуществляемая с целью получения продукта с регламентированной стандартом степенью измельчения, приводит к переизмельченйю материала и перераспределению его гранулометрического состава в область мелкодисперсных фракций с размером частиц менее 10 мкм, на долю которых приходится 60—80%. Это вызывает рост вязкости шоколадных масс и нарушает условия дальнейших технологических операций в производстве шоколадных изделий. Снижение вязкости до регламентированных значений за счет добавления какао-масла увеличивает себестоимость готового продукта и приводит к нерациональному расходу импортного сырья — какао-бобов.

3. Технические решения, увеличивающие время центрифугирования и тем самым толщину слоя осадка в непрерывнодействующих центрифугах, теоретически и экспериментально обоснованы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Данилин С. В. Математическая модель процесса фильтрования в лопастной центрифуге // Химическое и нефтяное машиностроение. — 1990. — № 10. —» С.

2. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. — М>: Химия, 1973. — 750 с.

3. Патент 3948780 США, МКкГ В 04 В 33/02. Центрифуга для разделения суспензий / М.И. Ильин, Г.М. Чудаков, В.А. Трофимов, А.И. Бойцов, С.В. Данилин (СССР).

4. А.с. 403444 СССР, МИГ В 04 В 7/18. Центрифуга. — Опубл. в В.И. — 1973. — № 43.

Кафедра гидравлики и гидравлических машин

Поступила 28.06.93

663.915.1/.13

ШОКОЛАДНЫХ МАСС

Одним из направлений интенсификации процесса измельчения шоколадных масс, улучшения качества изделий и совершенствования технологических схем производства является разработка новых способов измельчения и создание устройств, основанных на нетрадиционных методах использования различных видов энергии, в том числе энергии постоянного по знаку электромагнитного поля. Электромагнитные измельчающие устройства постоянного тока ЭМИПТ представляют перспективный тип технологического оборудования и выгодно отличаются от применяемых в шоколадном производстве механических мельниц как по энергетическим и конструктивным показателям, так и по технологическому эффекту измельчения (1,2].

При изучении возможности одностадийного измельчения сырья в качестве основного оборудования использовалась модификация ЭМИПТ с организацией измельчающего усилия по способу «ноу-хау», разработанному в С.-Пб. технологическом институте холодильной промышленности [3]. Возможность использования ЭМИПТ в шоколадном производстве с совмещением предварительных и тонких стадий диспергирования рецептурных компонентов и их смесей обусловлена сочетанием в способе организации измельчающего усилия управляемых энергонапряженных ударно-истираю-щих нагрузок, которые равномерно распределены по объему аппарата, что позволяет создать условия обработки продукта, требуемые технологией производства шоколадных масс.

ЭМИПТ, принципиальная схема которого представлена на рис. 1, содержит емкость для размещения шоколадной массы / с загрузочным и разгрузочным патрубками 2 и <3, измельчающими

элементами 4 и снабжено двумя постоянными электромагнитами 5 и б с токовыми обмотками управления 7 и 8.

При подаче на токовые обмотки возникают электромагнитные силы, под действием которых ферромагнитные размольные элементы образуют пространственные построения, осуществляя механи-

индукции электромагнитного поля в рабочем объеме аппарата В (/ — 0,25; 2 — 0,4 Тл) представлена на рис. 2.

Установлено, что увеличение индукции способствует росту дисперсности продукта при одновременном повышении его однородности.

Зависимость степени измельчения продуктов помола от скоростного режима работы ЭМИПТ при величине индукции в рабочем объеме аппарата В (I - 0,2; 2 — 0.25; ^ — 0,3; 4 — 0,4 Тл)

м%

Рис. 1

ческую связь в виде ударов и трения между собой и поверхностями электромагнитов. Продукт, проходя через рабочий объем емкости, подвергается различным деформациям: сжатию, истиранию, сдвигу и удару. Величина индукции в рабочем зазоре между магнитами зависит от величины тока в обмотках и определяет степень воздействия измельчающих элементов на обрабатываемый продукт.

Исследования проводили на модельных рецептурных смесях, приготовленных непосредственно из сахарного песка и какао-крупки в соотношении 2:1 с органолептическим показателем я* = 2 (шоколад «Ванильный», «Спорт», без формования). Использовали полученную в производственных условиях какао-крупку с влажностью 2,8, содержанием жира 15,5 и примесью какао-веллы 1,5%.

Технологический эффект измельчения оценивали характеристиками дисперсности: гранулометрическим составом продуктов помола и степенью измельчения шоколадных масс по Реутову. Полный фракционный состав получали суммированием данных ситового и седиментационного анализов с погрешностью результатов 0,88% [4].

На основе производственных опытов установлено, что дисперсионные характеристики продуктов помола определяются режимно-конструктивными параметрами ЭМИПТ: величиной индукции в объеме обработки и частотой вращения ротора.Функ-ции распределения частиц шоколадной массы от

Рис. 2

представлена на рис. 3. Таким образом,.подтверждена возможность управления процессом диспергирования шоколадных масс путем регулирования скоростного режима работы устройства. Это позволило подчинить работу ЭМИПТ технологическим требованиям диспергирования и определить оптимальные режимы для получения продукта с рациональным гранулометрическим составом. Так, при величине индукции магнитного поля в рабочем объеме,аппарата В = 0,37 Тл, частоте вращения ротора п = 23,4 с” , диаметре сферической формы <1 = 4 мм и коэффициенте объемного заполнения ее размольными элементами кф = 0,35, достигается оптимальное соотношение между однородностью шоколадной массы а = 1,55 и степенью ее измельчения й = 97,2% по Реутову. При этом доля частиц в диапазоне от 10 до 30 мкм увеличивается по сравнению с традиционными способами измельчения примерно в 2 раза и составляет 66%, что приводит к экономии какао-масла в производстве готового шоколада до 2,5%.

Таким образом, установлена возможность получения на ЭМИПТ шоколадной массы порошкообразной сыпучей консистенции с жирностью Ж = 18,5% и стандартизованной степенью измельчения непосредственно из какао-крупки и сахарного' песка без предварительного их измельчения.

ЭтС Г 1**1’,О-1

■ГЖУ

Тягь^:

Ьъ

ЛЯП П перед)

ТИ

темпе хых и

цм

тематі ОЬ аппар лонос шая и вующ] речь і

мем:

о™

СЛЄД01

тогда

и.-І'МЗ

ІГ'Л гЛъ-Ь»“дртЯ іі-

килиб-

итюнрс-

І.тии іЮ-І7Т при маю Я

М Щ

З.ИГП'ер

>пиилніі

Р Г'ЗЗВО

Ірисе™ (гь ЙїШ-і; раии-

Щ] П^Н

рзбачск

и £ормъ1 ІіЦЄІЙЯ ■»ГлРТ^Я

|ТІГ0С^"ЬЮ

НаЙїіі.іі

І Чії ГИ и. отсй №

!;НЄЛНЧС-[%,' ЧТО

ОГТТ:- ГЬ>

■і. пііл:о Ш&13' ю н і^.-і,-1 Сїлі1~-УІСН кл

Рис. 3

Это позволит интенсифицировать классическую технологическую схему производства шоколадных

масс путем сокращения стадий диспергирования (сахарного песка до сахарной пудры и какао-крупки до какао тертого). Одностадийное диспергирование сокращает потери сырья (какао-продуктов и сахара) с 1,8 до 1,2%.

Предложенный способ измельчения шоколадных масс с использованием электромагнитного измельчающего устройства позволяет заменить импортное оборудование отечественным, способствует повышению выхода продукции, снижению ее себестоимости при улучшении качества.

ЛИТЕРАТУРА

1. Л е п и л и н В.Н.. Беззубцева М.М. Теоретическое исследование физико-механических процессов в рабочем объеме электромагнитного измельчающего устройства постоянного тока // Тез. докл. Всесоюз. научно-техн. конф. «Холод — народному хозяйству». — Л., 1991. — С. 353.

2. Беззубцева М.М. Диспергирование сахарного песка в аппарате с постоянным магнитным полем. — Деп. в АгроНИИТЭИПП. — 19М. — № 4. — С. 79.

3. А.с. 1457881 СССР, МКл А23 С 1/18. Электромеханическое устройство для обработки шоколадных масс. — Опубл. в Б.И. — 1989. — № 45.

1. К о у з о в П.А. Основы анализа дисперсного состава ■ промышленных пылей и измельченных материалов. — Л.: Химия, 1987. — 262 с.

К федра процессов и аппаратов пищевых производств Поступила 02.1132

66.045.2—944

СРАВНЕНИЕ ДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ ПРЯМОТОЧНЫХ И ПРОТИВОТОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

”ЖУ ПЭЙ-ЧЖЕНЬ. БАО ЧЖИ-ЦЮАНЬ Тянъцзинский институт легкой промышленности (КН£ ) '

В современной учебной литературе при сравнении прямотока и противотока в процессах теплопередачи бездоказательно утверждается, что противоток всегда дает большую среднюю разность температур, чем прямоток при одинаковых начальных и конечных температурах теплоносителей.

Цель нашей работы — с помощью простых математических выкладок обосновать это положение.

Обозначим температуры на входе и выходе из аппарата, соответственно: Г/, 7У— горячего теп лоносителя; //, /2 — холодного; дп. д/2 — большая и меньшая разность температур в соответствующих сечениях аппарата. Здесь и в дальнейшем речь идет только об одноходовых аппаратах. При-АП А І2 '

Отметим, что для прямотока Ті > 7г >/2 > *1, следовательно ап = 7"і-/і; А<2 = Гг-/ 2 и

‘тогда

мем: х=

(I)

ГфХМ

№

где хпрям — значение х для прямотока.

Для противотока дп = Т\- /2; А/2= 72-/1 или наоборот, но нами принято, что ап а А/2, следовательно 15 хпрот< * , (3)

где Хпрот — значение х для противотока.

Для прямолинейного характера изменения температур вдоль поверхности теплопередачи, как и для случая, когда х £ 2 при криволинейном изменении температур, их среднюю разность определяют как среднюю арифметическую:

А 1ар~

АП+ А/2

(4)

Заметим, что для случая прямотока и противотока д 1ар одинакова, так как

А

Т1+ 72- /2-/1

(5)

При криволинейном-характере изменения температур для случая х > 2 среднюю разность температур определяют как среднюю логарифмическую

Л Г лги’ =

А/1- Д/2

[п Д ?] / Л Гу