ТЕМА 17. Місильно-перемішувальне устаткування

5. Збивальні машини

Збивальні машини застосовуються в кондитерських цехах закладів ресторанного господарства для збивання вершків, яєць, кремів та інших продуктів.

Технологічний процес збивання можна поділити на три операції: – рівномірний розподіл компонентів у загальному обсязі; – розчинення окремих продуктів з утворенням однорідної маси; – насичення суміші повітрям.

Насичення рідкої суміші повітрям здійснюється головним чином за рахунок складного руху збивачів, що мають сильно розвинену поверхню і обтічну форму. Тривалість збивання залежить від технологічних вимог до готового продукту, а також від конструктивних і кінематичних параметрів збивача. Момент завершення процесу визначається органолептично або за настання стабілізації потрібної потужності електродвигуна. Різні кондитерські суміші – напівфабрикати – мають становити собою стійкі дрібнодисперсні піни, які характеризуються щільністю суміші та її в'язкістю.

При цьому необхідно зазначити, що щільність суміші та її в’язкість для одних і тих же напівфабрикатів або готових збитих продуктів можуть значно відрізнятися. Це пояснюється головним чином тим, що фізико-механічні властивості вихідної сировини також значно відрізняються. Тому якість збитої суміші тим вище, чим більше насиченість її повітрям.

Рисунок 6.5 – Класифікація збивальних машин

 Машини з вертикальним розташуванням робочого вала мають низку переваг порівняно з машинами, які мають горизонтальне розташування вала. Переваги таких машин полягають у такому: наявність змінних бачків різної ємності спрощує обслуговування, з’являється можливість їх швидкої заміни та можливість регулювати швидкість і взаємозамінювати збивачі різної конструкції. Машини з вертикальним розташуванням робочого вала поділяються на дві великі групи: машини з обертанням збивача навколо нерухомої осі і машини з  планетарним обертанням збивача. Машини з планетарним обертанням збивача здійснюють одночасне обертання навколо осі бачка і навколо власної осі. При цьому збивачі можуть мати дві і більше швидкості обертання (машини з коробками швидкостей) або безступінчасте регулювання швидкості в широкому діапазоні (машини з варіаторами швидкостей).

Достатня жорсткість конструкції і характер руху збивачів дозволяють збивати на цих машинах усі напівфабрикати. Для рівномірного впливу збивача на оброблювану масу передавальне відношення між сонячним колесом і шестернею-сателітом робочого вала підбирається у вигляді нескінченної дробі. Шестерня-сателіт робочого вала з сонячним колесом має або внутрішнє, або зовнішнє зачеплення. Якщо зачеплення зовнішнє, то точки збивача рухаються по подовженій епіциклоїді, якщо внутрішнє – по подовженій гіпоциклоїді. При русі по епіциклоїді найбільша швидкість точок збивача – у стінок бачка, при русі по гіпоциклоїді – ближче до центру бачка. При цьому воронка не утворюється і процес перебігає швидше. Робочою ємністю машин з планетарним рухом збивача служить нерухомий об'ємний бачок, що має форму вертикального циліндра з днищем у вигляді шарового сегмента. Така форма днища сприяє посиленню осьових потоків, що особливо важливо при збиванні високов'язких продуктів, оскільки забезпечується перемішування шарів, що збиваються по висоті.

Робочими органами  збивальних машин  служать легкознімні збивачі (рис.6.6).

На практиці широко використовуються збивачі у вигляді венчика, що складається з ряду прутків (1, 3, 7, 9, 11, 15). Венчики в основному використовуються для збивання найрідкіших сумішей. Кріплення прутків у різних збивачів здійснюється по-різному: в одних – верхні кінці прутків закріплені на носійному каркасі, що має форму кільця; в інших – прутки розташовані по гвинтовій лінії і закріплені на центральному стрижні тощо. Для забезпечення міцності прутки збивача скріплюються між собою кільцями, скобами та ін. Незважаючи на це, основним недоліком конструкції пруткових збивачів є мала міцність прутків, які в процесі експлуатації часто відриваються. Збивач 11, виконаний з одного прутка, застосовується для збивання рідких сумішей. Плоскорешітчасті збивачі 2, 4, 13, 14 і здвоєні плоскорешітчасті і фігурні 8, 10, 12 застосовуються в основному для збивання густих сумішей (крем вершковий, заварне тісто тощо). Крюкоподібний 5 і рамний 6 збивачі застосовуються для замішування крутого тіста. Лопатеві збивачі 16 використовуються для збивання густих сумішей (вершкового крему, сирного крему, напівфабрикату для пісочного тіста та ін.). Лопатевий збивач складається з основного стрижня, до якого приварені лопаті з постійним кроком. Крок між лопатями впливає на продуктивність машини. Збільшення кількості лопатей на збивачеві (зменшення кроку) збільшує продуктивність машини, але при цьому ускладнюється санітарна обробка збивача.

Рисунок   6.6   –   Збивачі  для   приготування  кондитерських  сумішей   до збивальних машин з вертикальною віссю обертання: 1, 3, 7, 9, 11, 15 – збивачі у вигляді віночків, які складаються з прутків; 2, 4, 13, 14 – збивачі плоскорешітчасті; 5 – збивач крюкоподібний; 6 – збивач рамний; 8, 10, 12 – збивачі здвоєні та фігурні

Механізм 7 регулювання швидкості обертання робочого органа складається з литої основи, на якій розміщений ходовий гвинт 5 з маховиком 6. На гвинті 5 знаходиться гайка, поєднана за допомогою пазів з вилкою. Вилка сухарями 4 з'єднана з обоймою веденого нижнього напівшківа 8. При переміщенні напівшківа вгору пас 10 переміщується до периферійної частини напівшківів 8, 9 й одночасно, стискаючи пружину 11, переміщується до осі напівшківів 12, 13. При цьому частота обертання вала і відповідно збивача 2 зменшується. При переміщенні напівшківа вниз пас 10 звільняється. Напівшківи 12, 13 під дією пружини 11 зближуються, а пас 10 переміщується до периферійної частини шківів й одночасно до осі напівшківів 8, 6. Частота обертання вала і відповідно збивача 2 збільшується. При обертанні гвинта 5, що знаходиться в зачепленні з шестернею, повертається зубчастий диск зі шкалою. Положення шкали, на якій вказана частота обертання збивача (у цифровому вираженні), визначається за рискою покажчика. Планетарний механізм встановлюється в розточення головки 3 і кріпиться за допомогою шпильок і гайок. Механізм складається з кришки, до якої запресована порожниста опора.

На опорі на двох радіальних підшипниках установлено литий корпус водила 24. Причому нижній підшипник поміщений у стакан. Водило 24 закріплено на опорі у вісному напрямі різьбовою втулкою, яка через проміжну втулку замикає внутрішні обойми підшипників. Усередині опори на двох радіальних підшипниках 30 із захисною шайбою встановлений вал 31. На шліцьових кінцях вала знаходяться: на нижньому – шестерня 29, на верхньому – верхній ведений полушків 9 і нижній ведений полушків 8 з обоймою і радіальним підшипником із захисною шайбою. У порожнину напівшківа 8 через олійницю подається мастило. До водила 24 болтами і штифтом приєднана лита алюмінієва кришка 28. У кришці і водилі є спільне розточування, в якому на двох радіальних підшипниках установлений вихідний робочий вал 27, причому нижній підшипник знаходиться в стакані. На валу 27 змонтовані: на верхньому шлицьовому кінці – сателіт 23, у середині вала 27 на шпонці – зубчасте колесо 25 і на нижньому кінці за допомогою штифта – гільза 26. Від вісного переміщення вал 27 утримує кришка, в якій встановлена гумова манжета. Манжета разом із пластмасовим ковпаком служить для захисту від витікання мастила. Зубчасте колесо 25 знаходиться в зачепленні з шестернею 29, а сателіт 23 – з сонячним колесом 22, що кріпиться до нижнього торця кришки болтами і штифтом. Для захисту від витікання мастила із зубчастої передачі служить піддон, який закріплений на водилі 24 гвинтами. Для врівноваження планетарного механізму на водилі закріплено противагу.

Рисунок 6.7 – Машина МВ-35: а – вигляд загальний; б – схема кінематична; 1 – бачок; 2 – збивач; 3 – головка; 4 – сухарі; 5 – гвинт ходовий; 6 – маховик; 7 – механізм регулювання швидкості обертання робочого органа; 8 – напівшків нижній ведений; 9 – напівшків верхній ведений; 10 – пас; 11 – пружина; 12 – напівшків верхній провідний; 13 – напівшків нижній повідний; 14 – електродвигун; 15 – головка; 16 – станина; 17 – основа; 18 – конічна зубчаста передача; 19 – рукоятка; 20 – ходовий гвинт; 21 – гайка; 22 – сонячне колесо; 23 – сателіт; 24 – водило; 25 – зубчасте колесо; 26 – гільза; 27 – вал; 28 – кришка алюмінієва; 29 – шестерня; 30 – підшипник; 31 – вал

Машина повинна бути встановлена так, щоб навколо неї був вільний простір. У разі пробуксовки варіаторного паса через потрапляння мастила на поверхню шківів або пас або через послаблення натягу пасу внаслідок його подовження вимикають електродвигун, знімають кришку, видаляють мастило і протирають шківи і пас або замінюють його запасним. При сильному шумі в передавальному механізмі і надмірному нагріванні корпусу редуктора, що може статися через відсутність мастила в передавальному механізмі або підшипниках, виконують змащування відповідно до інструкції.