Машины для формовки изделий с начинкой

В настоящее время при производстве равиоли, пельменей, вареников и других подобных продуктов применяется одна из двух известных схем формования изделий: формование непрерывных двухслойных (фарштесто) трубочек с последующим штампованием из них пельменей (формование под действием высокого давления — коэкструзия) и имитация ручной лепки (формование из предварительно раскатанного тестового пласта — штамповка). Второй способ предпочтительнее, поскольку тесто, полученное при прохождении через раскаточное устройство, не теряет своих физических свойств (упругость, растяжимость и эластичность), не изменяются его внутренняя и макроструктура, в пласте теста происходит релаксация, т. е. уменьшение и выравнивание внутренних напряжений, что в конечном счете заметно снижает процент «развариваемости» пельменей при их приготовлении и качественно влияет на вкусовые характеристики. Кроме того, формование изделий из раскатанной тестовой ленты позволяет получать более широкий ассортимент геометрических форм готовых изделий. Также используется способ коэкструзии, при котором экструдированная тестовая оболочка наполняется начинкой с последующим штампованием. Метод штамповки реализуется также не при раскатанном тестовом пласте, а экструдированном и разрезанном с разверткой в полосу или из двух экструдированных пластов теста. Для качественного изготовления изделий с начинкой решающее значение имеют исходные продукты и правильная технология приготовления теста и фарша (начинки).

Агрегат для приготовления пельменей и вареников Л5-ФАП производства объединения «Темп» (Украина) является машиной периодического действия, в которой при ручной загрузке теста и начинки в бункеры происходит автоматическая штамповка пельменей и вареников. В качестве начинки используется фарш из мяса, картофеля, творога.

Агрегат (рис. 12.12, а, б) состоит из станины 1 с приводом 9, ленточного конвейера 14, штампующего барабана 3, формующей головки 8, мукопосыпающего устройства и пульта управления 13.

Рис. 12.12. Агрегат для приготовления пельменей и вареников Л5-ФАП:

а — общий вид автомата; б — вид сверху: 1 — станина; 2 — крышка;

• 3 — барабан штампующий; 4 — винт натяжной; 5 — винт регулировочный;
• 6 — ролик опорный; 7 — бункер для муки; 8 — головка формующая; 9 — привод; 10 — шнек тестовый; 11 — устройство мукопосыпающее; 12 — бункер для теста;
• 13 — пульт управления; 14 — конвейер ленточный; 15 — ролик натяжной;
• 16 — шнеки фаршевые; 17 — бункер для фарша; в — устройство штампующее:
• 1 — рычаг; 2 — барабан штампующий; 3 — лоток; 4 — ролик опорный; 5 — лента транспортера; г — головка формующая: 1 — корпус; 2 — лопасть; 3 — канал подачи фарша; 4 — канал подачи теста

В станине размещены спаренные бункеры: для теста 12 и фарша 17. На дне бункеров размещены два фаршевых шнека 16 с правым и левым направлением навивки и тестовый шнек 10. Шнеки подают тесто и фарш в соответствующие камеры формующей головки, откуда тесто в виде овальной трубки поступает на лотки, непрерывно укладываемые вручную на ленту конвейера 14. Одновременно из фаршевой камеры подается фарш, образуя начинку тестовой трубки. При движении конвейерной ленты штампующий барабан 3, прижатый к ленте, вращается за счет сил трения, и, прокатываясь по начиненной фаршем тестовой трубке, штампует пельмени или вареники.

Штампующее устройство (рис. 12.12, в) состоит из рычага 1, закрепленного на станине конвейера, барабана 2 и опорного ролика 4. Давление барабана на лотки, необходимое для штамповки пельменей и вареников, создается подпружиненным рычагом. Для подъема и опускания штампующего барабана служит регулировочный винт 5 (рис. 12.12, а). Штампующий барабан с помощью резинового кольца вращает ворошитель мукопосыпающего устройства 7.

Формующая головка (рис. 12.12, г) состоит из корпуса, в котором расположены канал подачи фарша 3, представляющий собой трубку овальной формы, канал для теста 4 и лопастной вытеснитель 2.

Производительность агрегата Л5-ФАП — 60 кг/ч; масса одного пельменя — 12 ± 2,5 г, одного вареника — 12 ± 3,0 г; габаритные размеры — 1000×480×470 мм; мощность электродвигателя — 0,37 кВт.

Настольный пельменный автомат НПА-1М-02 производства ООО «Воплощение» (Россия) предназначен для изготовления пельменей и вареников с различными видами начинки: мясным фаршем, картофелем, творогом и т. п. Конструктивно и по принципу действия он аналогичен агрегату Л5-ФАП. Основное отличие заключается в том, что подача теста — шнековая с пластинчатым дозатором, имеются различия и в технических характеристиках.

Производительность автомата НПА-1М-02 — 60 кг/ч; масса одного изделия — 14 ± 2,5 г; габаритные размеры — 850×300×700 мм; установленная мощность — 0,75 кВт.

Автомат пельменный АП-50 производства ООО «Агрохолодмаш-компрессор» (Россия) также имеет конструкцию характерную для машин данного класса. Особенностью является использование лопастного насоса с бункером для фарша (начинки).

Производительность автомата АП-50 — 50 кг/ч; габаритные размеры — 830×445×565 мм; установленная мощность — 0,37 кВт.

Многофункциональный формующий автомат МАК-1 производства ООО «Воплощение» предназначен для изготовления кулинарных и кондитерских изделий из теста с различными наполнителями, так и без них (пельмени, вареники, булочки, трубочки, пряники, печенья, хлебные и сдобные палочки). Автомат непрерывного действия с ручной загрузкой в соответствующие бункера теста и наполнителя (фарша, картофеля, творога, повидла и др.). Формование, рифление, панировка выполняются автоматически.

В зависимости от вида получаемой продукции используются соответствующие устройства автомата (рис. 12.13).

При изготовлении пельменей и вареников загружаются два основных бункера: тестовый 8 — тестом, приготовленным по соответствующей рецептуре, фаршевый 9 — мясным фаршем или другими начинками.

Кроме того, при изготовлении пельменей и вареников используется бункер мучной 15, в который засыпают просеянную муку. Этой мукой посыпается тестовая трубка, выходящая из сопла. Съем готовой продукции с барабана производиться на поддоны для транспортирования полуфабрикатов к месту приготовления или хранения.

Рис. 12.13. Многофункциональный формующий автомат МАК-1:

а — общий вид: 1 — рама; 2 — вилка; 3 — барабан транспортирующий;

• 4 — скребок; 5 — пружины; 6 — барабан формующий; 7 — сопло тестовое;
• 8 — бункер тестовый; 9 — бункер фаршевый; 10 — ручка; 11 — опора;
• 12 — привод; 13 — пост управления; 14 — кран тестовый; 15 — бункер

мучной; 16 — цепь приводная; 17 — устройство откидное; 18 — редуктор привода барабанов; б — головка формующая: I — для изготовления пельменей и вареников: 1 — ограждение; 2 — бункер тестовый; 3 — головка; 4 — шнек;

5 — фланец; 6 — сопло тестовое; 7 — сопло фаршевое; 8 — кран тестовый;

II — для изготовления кондитерских изделий: 1 — головка; 2 — шнек;

3 — фланец; 4 — втулка; 5 — фильера; 6 — сопло; 7 — кран тестовый При изготовлении пельменей и вареников толщина тестовой трубки в готовом изделии регулируется вращением сопла тестового 6 (см. рис. 12.13, б, I). Скорость выхода тестовой трубки регулируется поворотом рукоятки тестового крана 14. Количество наполнителя в готовом продукте можно регулировать на включенном автомате поворотом ручки 10, причем в крайнем положении, на уменьшение, подача фарша практически прекращается. Регулировка подачи теста и наполнителя позволяет добиться необходимого веса изделия и соотношения их в нем.

Количество муки для посыпки регулируется, при необходимости, наклоном мучного бункера.

При изготовлении пряников с начинкой и булочек с начинкой загружаются два бункера: тестовый 8 — тестом, приготовленным по соответствующей рецептуре и фаршевый 9 — повидлом или другой начинкой. С помощью шнеков и фаршевого насоса тесто и начинка подаются во втулку 4 и сопло 6 (см. рис. 12.13, б, II), где за счет непрерывного выдавливания через фильеру 5, установленную во втулке, происходит формование тестовой трубки с начинкой. Форма трубки зависит от вида фильеры. Далее тестовая трубка с начинкой попадает (см. рис. 12.13, а) на транспортирующий барабан 3, протягивающий ее под формующий барабан 6, который своими лопатками делит трубку на части, формуя готовую продукцию — пряники, булочки. При изготовлении булок из дрожжевого теста поверхности барабанов смазываются растительным маслом с помощью пенополиуретановой пластины, устанавливаемой под скребком 4 автомата и в устройстве 17. При применении пресного теста пенополиуретановая пластина под скребком не ставится.

Готовая продукция снимается с барабана вручную и укладывается на жаровочные противни, которые далее загружают в шкафы для выпечки.

При изготовлении печенья, пряников и палочек без начинки загружается только тестовый бункер. Разбирается фаршевый насос и заглушается сопло подачи начинки. При изготовлении палочек применяют формующий барабан с шестью или тремя лопатками, в зависимости от требуемой длины формуемых изделий. Формующий барабан с тремя лопатками получают из формующего барабана с шестью лопатками, вытащив три лопатки (через одну). Вес и размеры получаемых изделий регулируются тестовым краном.

В остальном порядок приготовления изделий без начинки тот же, что и порядок приготовления пряников и булочек с начинкой.

Производительность автомата МАК-1: пельмени, вареники массой 12 ± 3 г — до 80 кг/ч, пряники, булочки без начинки массой 29—38 г/ шт. — до 75 кг/ч, пряники, булочки с начинкой массой 35−45 г/шт. — до 85 кг/ч; габаритные размеры — 850×350×700 мм; установленная мощность — 0,75 кВт.

Пельменный аппарат JGL-135 производства фирмы «Harbin Commercial Machine General Factory» (КНР) предназначен для изготовления пельменей, вареников, пирожков практически с любой начинкой (мясной, овощной, творожной, грибной, фруктовой и т. д.). Аппараты применяются в пельменных цехах, ресторанах, фабриках-кухнях и т. п. Заменяя формующие головки, можно производить пельмени самой различной формы. Толщина тестовой трубки, размер пельменей и количество начинки регулируются.

Машина для изготовления пельменей (рис. 12.14) состоит из сварного основания 2, на котором смонтированы все узлы машины: корпус 1, редуктор 24 и электродвигатель, узел подачи и регулирования количества фарша; узел подачи теста и формирования тестовой оболочки; сменная формующая головка 8; вибролоток 4 для транспортировки готовой продукции.

Рис. 12.14. Пельменный аппарат JGL-135:

• 1 — корпус; 2 — основание; 3 — колеса; 4 — вибролоток; 5 — виброштанга; б — сборник муки; 7 — сопла; 8 — головка формующая; 9 — болт прижимной;
• 10 — бункер мучной; 11 — гайка регулировочная; 12 — заслонка;
• 13, 14, 17, 23 — гайки; 15 — экструдер; 16 — бункер тестовый;
• 18 — фаршепровод; 19 — крышка; 20 — бункер фаршевый; 21 — нагнетатель; 22 — регулятор подачи фарша; 24 — редуктор; 25 — рукоятка муфты сцепления;
• 26 — пост управления

Узел подачи и регулирования количества фарша осуществляет его нагнетание из фаршевого бункера 20 в фаршепровод 18 и обеспечивает начинку пельменей посредством шнека и лопастного ротора. Регулятором 22 обеспечивается регулирование количества подачи фарша, а рукояткой 25 — включение и останов привода подачи фарша посредством муфты сцепления.

Узел подачи теста и формирования тестовой оболочки включает в себя тестовый бункер 16 и экструдер 15. Загруженное в тестовый бункер 16 тесто захватывается витками шнека и поступает в головку экструдера 15, в которой установлены внутренняя и наружная форсунки. На выходе из щелевого зазора между форсунками образуется полая тестовая оболочка, толщина и диаметр которой регулируются вращением гайки 11. Вращение шнеков подачи фарша и теста осуществляется от электродвигателя через конический редуктор 24.

Формующая головка 8 состоит из корпуса, в котором установлены вальцы протяжки тестовой оболочки, начиненной фаршем, и резки ее на пельмени установленного размера. На корпусе закреплен также мучной бункер 10 с ворошителем. Расход муки при посыпке регулируется заслонкой 12.

Прижимные болты 9 регулируют положение вальцов при неполной резке пельменей.

Процесс изготовления пельменей происходит следующим образом. Поданное из тестового бункера тесто формуется в экструдере в тестовую оболочку. Начинка нагнетается двухступенчатым лопастным нагнетателем внутрь тестовой оболочки. После прохода через формирующие вальцы, протяжки и резки заполненной фаршем тестовой оболочки формуются пельмени.

Транспортирование готовых пельменей в приемную емкость осуществляется виброситом.

Производительность пельменного аппарата JGL-135 по пельменям — 7200 кг/ч; диапазон регулирования пельменей по массе — 13—20 г; габаритные размеры — 990×470×1150 мм; установленная мощность — 1,5 кВт.

Машины для формования изделий с начинкой методом штамповки выпускаются в различном исполнении: с ручным или механическим приводом; настольные и напольные; агрегатированные и автономные.

Простым техническим решением по реализации метода штамповки из раскатанного тестового пласта является ручное формующее устройство SPM-45 производства компании «Somerset Industries, Inc» (США), предназначенное для изготовления чебуреков, самсы, пельменей, вареников с различной начинкой, закрытой пиццы и других продуктов.

Устройство представляет собой (рис. 12.15, а) две боковины 4 и 7, соединенные стяжками 5. Внутри боковин установлены опоры сменных формующих роликов 1 и передаточный механизм. Фиксация роликов осуществляется стопорами 3, а их вращение — рукояткой 2. В зависимости от устанавливаемых формующих роликов возможно получение продукта различных формы и размера.

Рис. 12.15. Ручное формующее устройство SPM-45:

a — общий вид: 1 — формующие ролики; 2 — рукоятка; 3 — стопор; 4,7 — боковины; 5 — стяжка; 6 — ножка; б — последовательность формования Устройство работает следующим образом (рис. 12.15, б). Предварительно выделенная из тестового пласта заготовка укладывается на формующие ролики (поз. I), в нее закладывается начинка, соответствующая виду формуемого изделия, и вручную делается пол-оборота рукояткой (поз. II). По окончании поворота формующих роликов отформованный продукт извлекается из рабочей зоны (поз. III).

Производительность устройства составляет от 500 до 800 кг/ч при массе тестовых заготовок 0,03—0,2 кг.

Компоновка агрегата для производства изделий с начинкой из раскатанного пласта теста представлена на рис. 12.16. Агрегат включает в себя тестораскаточную и формовочную машины. В смеситель теста 1 подаются мука и вода или предварительно заготовленное тесто. При повороте дежи смесителя тесто перегружается в нижний бункер тестораскатки 2, где оно проходит через зазор между формующими валками и выводится в виде непрерывной тестовой ленты 4 толщиной 7 мм отводящим транспортером 10. Подающий транспортер 9 направляет тестовый пласт в узел калибровки 5 формующей машины, имеющий две пары валков из нержавеющей стали. На выходе пласт имеет толщину 0,2—0,5 мм. Узел калибровки имеет общий привод управляемый частотным преобразователем. Каждая пара валков регулируется маховиком с микрометрическим шагом. Откалиброванный тестовый пласт поступает затем в формовочную матрицу 7, где из него вырубается заготовка, в которую закладывается начинка.

Рис. 12.16. Схема агрегата с тестораскаткой:

1 — смеситель теста; 2 — бункер тестораскатки; 3 — фотодатчик; 4 — лента тестовая; 5 — узел калибровки; б — бункер фаршевый; 7 — матрица формовочная; 8 — лотки; 9 — транспортер подающий; 10 — транспортер отводящий Узел непрерывной подачи начинки имеет независимый привод, скорость подачи может регулироваться в процессе работы. Соотношение «фарш — тесто» может регулироваться: 40:60, 50:50, 60:40. На заключительном этапе происходит окончательное формирование пельменей методом сворачивания. Форма пельменей зависит от используемых штампов, которые взаимозаменяемы. На фронтальной части машины установлен узел сбора обрезков с независимым приводом, управляемый частотным преобразователем, обеспечивающий непрерывный сбор излишков теста. Готовые пельмени поступают в приемные лотки 8 или на отводящий транспортер. Перед замораживанием отштампованные пельмени не должны находиться при плюсовой температуре более 20 мин.

Работа тестораскаточной и формовочной машин синхронизируется фотодатчиком 3, который в зависимости от натяжения тестового пласта дает сигнал для изменения скорости выхода пласта из тестораскатки. Управление работой агрегата может осуществляться автоматически или вручную с пульта. Агрегаты такого типа имеет довольно широкий диапазон производительности. Например, агрегаты фирмы «Dominioni Punto & Pasta» (Италия) имеют производительность от 40—60 кг/ч и выше (до 800 кг/ч), агрегат фирмы «LB Italia» (Италия) на базе формовочной машины LB 250 Evolution — 150—160 кг/ч.

Схема агрегата с экструдером D250N производства фирмы «Dominioni Punto & Pasta» показана на рис. 12.17. Экструдер 2 оснащен тестораскаткой 1, в которой обеспечивается непрерывный замес теста из загруженных компонентов. Далее тесто перегружается в бункер экструдера 2. В шнековой камере экструдера тесто прессуется под высоким давлением и выдавливается через формующую матрицу, установленную в формующей головке 3. На выходе получается высокопластичная полоса теста, направляемая в формовочную машину. Дальнейший процесс получения готовых изделий аналогичен описанному в предыдущем агрегате.

Рис. 12.17. Схема агрегата D250N:

1 — смеситель теста; 2 — экструдер; 3 — головка формующая; 4 — полоса тестовая; 5 — узел калибровки; 6 — бункер фаршевый; 7 — матрица формовочная; 8 — лотки; 9 — фотодатчик Экструдер данной линии имеет производительность 100 кг/ч при мощности электродвигателя 5,0 кВт.

Формование из раскатанной тестовой ленты происходит непрерывно, в несколько этапов: раскатка тестовых лент (нижней и верхней); дозирование фарша на нижнюю тестовую ленту; накрытие нижней ленты с фаршем верхней; штампование из трехслойной движущейся ленты и отделение друг от друга штучных формованных изделий.

Пельменный аппарат АП 07 производства ОАО Компания «Партнер» (Россия) — машина непрерывного действия с ручной загрузкой теста и фарша, предназначенная для изготовления изделий из теста с различными видами мясных фаршей и начинок методом штамповки.

Машина имеет (рис. 12.18) две группы раскатки, состоящие из двух пар валков 13 с постоянной скоростью вращения и возможностью изменения зазора между валками в парах для регулировки толщины тестовой ленты.

Подготовленное тесто (сформированные из теста полосы, жгуты и т. п.) с приемного лотка 12 подается вручную на валки 13 раскаточного устройства. После раскатки на два листа между тестовыми листами непрерывно, посредством созданного фаршевым насосом 4 давления, через фаршепровод 5 подается начинка. Затем производится формовка, путем сдавливания двух листов теста с начинкой формовочными барабанами 7, имеющими фигурные вырезы для получения изделий необходимой формы. Готовые изделия удаляются из барабанов толкателями на отводящий транспортер 9.

Рис. 12.18. Пельменный аппарат модели АП 07:

1 — бункер фаршевый; 2 — привод насоса фаршевого; 3 — основание; 4 — насос фаршевый; 5 — фаршепровод; 6 — опора; 7 — барабаны формующие; 8 — борт; 9 — транспортер; 10 — устройство натяжное; 11 — мотор-редуктор привода валков; 12 — лоток; 13 — валки; 14 — скребок; 15 — мотор-редуктор привода барабанов; 16 — пульт управления В пельменном аппарате применяются сменные барабаны для формовки продукции различных формы и конфигурации, которая формуется и выводится одновременно в два, четыре, пять или восемь рядов.

(в зависимости от конструкции формовочных барабанов) с минимальным отходом теста и возможностью его вторичного использования.

Каждый узел пельменного аппарата АП 07 приводится в движение от отдельного мотор-редуктора 11, 15 с частотным преобразователем для плавной подстройки его скорости вращения. Это дает возможность настроить пельменный аппарат и синхронизировать все механизмы при изменении производительности, при смене начинки, теста или формы изделий и производить плавный пуск механизмов, что снижает их износ. Привод фаршевого насоса 2 также подключен через частотный преобразователь, что позволяет производить точную дозировку начинки. В зависимости от консистенции и состава пельменных или вареничных начинок пельменный аппарат может быть укомплектован насосами лопастного или героторного типа.

Ввод и коррекция параметров производится на панели оператора выносного блока управления и отображается на жидкокристаллическом графическом дисплее.

Пельменный аппарат АП 07 имеет три модели: АП 07 и АП 07-М — настольное исполнение, АП 07−2М — напольное.

Производительность пельменного аппарата модели АП 07 (в зависимости от формующего барабана) — 50—120 кг/ч; количество рядов формовки — 2; масса изделия — 2—10 г; габаритные размеры — 700×600×700 мм; потребляемая мощность (основной блок + фаршнасос) — 1,5 + 0,55 кВт.

Пельменный аппарат ПА-250 производства ВПК «Сигнал-Пак» (Россия) аналогичен по устройству и принципу действия описанному выше. Имеются некоторые конструктивные различия и различия в технических характеристиках. Пельменный аппарат выполнен в напольном исполнении и является цельным изделием, собранным на едином каркасе. Наличие у каркаса колесных самоустанавливающихся опор позволяет легко и быстро перемещать аппарат внутри производственного помещения.

Пельменный аппарат, в зависимости от консистенции и состава пельменных (или вареничных) начинок может быть укомплектован различными насосами (роторным, винтовым или лопастным).

Производительность пельменного аппарата ПА-250 — до 250 кг/ч; масса изделия — 5—15 г; точность формовки — ± 1 г; количество рядов формовки — 4; габаритные размеры — 840×760×650 мм; установленная мощность — 3,1 кВт.

Производительность М пельменного автомата:

• штучная.

где z — количество штамповочных гнезд на окружности штампующего барабана, шт.; v₀ — окружная скорость штампующего барабана, м/с; L — длина окружности штампующего барабана, м;

• массовая (при одном штампующем барабане).

где п — частота вращения штампующего барабана, об/с; q — масса одного пельменя, кг, обычно q = 0,012 кг.

Следует иметь в виду, что М = М_т + Мф (М_т — производительность питателя для теста, кг/ч; Мф — производительность питателя для фарша, кг/ч). Иными словами, зная соотношение масс теста и фарша в пельмени, можно определить производительность каждого из питателей.

Расходы теста М_т и фарша Мф, необходимые для нормальной работы автомата, рассчитываются по формуле.

где t — шаг шнека, м; п_ш — частота вращения шнека, об/мин; D — наружный диаметр шнека, м; d — диаметр вала шнека, м; ф — коэффициент заполнения шнека тестом или фаршем в поперечном сечении, Ф = 0,95—0,98; р_т — плотность теста, кг/м³, для пельменного теста р_т = 900 кг/м³; Рф — плотность фарша, кг/м³, для мясного фарша Рф = = 1000—1100 кг/м³.

Формула (12.13) позволяет при принятых размерах шнека рассчитать минимальную частоту вращения шнеков.

Окружная скорость v₀ определяется по формуле.

где D₆ — диаметр штампующего барабана, м.

Частота вращения п штампующего барабана.

где v_T — скорость движения конвейерной ленты, м/с,.

где D_p — диаметр приводного ролика конвейера, м; п_р — частота вращения приводного ролика, об/мин.

Технологическая мощность N привода пельменного автомата коэкструзионного типа.

где Nj — мощность привода питателя для теста, кВт; N₂ — мощность привода питателя для фарша, кВт; N₃ — мощность привода транспортера, кВт.

Мощности Ы_г и N₂ определяются по общей формуле.

где Р_т — давление нагнетания теста, Н/м², Р_т = 100−10⁵ Н/м²; Рф — давление нагнетания фарша, Н/м², Рф = 80−10⁵ Н/м².

Мощность N₃ привода транспортера рассчитывается по формуле.

где А_т — тяговое усилие транспортера, Н.

Тяговое усилие транспортера А_т определяется методом обхода контура с учетом максимальной нагрузки. Ориентировочно тяговое усилие равно.

где q₀ — масса полезной нагрузки (отформованных пельменей и лотков) на 1 м транспортера, кг; L_p — длина рабочей ветви транспортера, м; q_T — масса 1 м транспортера без груза, кг; L — длина транспортера, м.