Кулачковый насос для шоколада: когда это лучший выбор для кондитеров

Кулачковый насос для шоколада ищут технологи и главные инженеры, которые уже знают: шоколад — непростой продукт, и насос «общего назначения» с ним не справится. По опыту подбора насосов для кондитерских линий ответ такой: кулачковый насос — лучший выбор для шоколада не всегда, а во вполне конкретных случаях. Для чистой шоколадной массы без включений первым обычно рассматривают шестеренный насос внутреннего зацепления с обогревающей рубашкой. Кулачковый выигрывает там, где в массе есть орехи или кусочки, где продукт чувствителен к сдвигу, где часто меняют рецептуру и нужна быстрая очистка. Ниже — как отличить одну ситуацию от другой, сравнительная таблица по продуктам и на что смотреть в исполнении насоса.

Почему шоколад сложен для насоса

Вязкость шоколада сильно зависит от температуры. Стоит массе остыть на несколько градусов — она густеет, а при остановке может полностью застыть в насосе или трубе. Перегрев тоже вреден: у темперированного шоколада узкое температурное окно (для темного — ориентировочно 30–32 °C, для молочного и белого — ниже), и лишнее тепло от трения в насосе разрушает нужную кристаллическую структуру. К этому добавляются частицы сахара и какао, которые постепенно изнашивают детали, и то, что шоколадные линии не моют водой. Подробнее о поведении кондитерских масс — в статье насосы для кондитерской промышленности.

Когда кулачковый насос — лучший выбор

Кулачковый насос переносит продукт большими полостями между роторами, которые не касаются ни друг друга, ни корпуса. Отсюда его сильные стороны на шоколадных линиях:

• Шоколад с включениями. Целые или дробленые орехи, воздушный рис, кусочки печенья, вафель или сухофруктов проходят через насос без перетирания. Между шестернями шестеренного насоса крупные частицы либо измельчаются, либо заклинивают его.
• Аэрированные и чувствительные к сдвигу массы. Пористая шоколадная масса, взбитые начинки, кремы на шоколадной основе теряют объем и текстуру от интенсивного перемешивания. Кулачковый насос на низких оборотах перемещает их бережно.
• Начинки и смешанные массы. Шоколадно-сливочные начинки, ганаши, смеси шоколада с фруктовыми или ореховыми наполнителями неоднородны, часто содержат водную фазу и требуют гигиенической мойки.
• Частая смена продукта. Если на одной линии за смену проходит несколько рецептур, важно быстро освободить и очистить насос. Передняя крышка кулачкового насоса снимается без демонтажа насоса с линии, и роторы сразу доступны.
• Гигиеническая очистка CIP. Начинки с водной фазой моют растворами, и кулачковый насос в гигиеническом исполнении для этого хорошо подходит. Отдельные исполнения допускают и стерилизацию паром SIP.
• Реверс. Насос может вращаться в обратном направлении: так удобно вернуть продукт в емкость или освободить трубопровод перед сменой рецептуры.

Когда лучше шестеренный насос

Для чистого темного, молочного или белого шоколада без включений, для глазурей и какао-масла первым выбором обычно служит шестеренный насос внутреннего зацепления с обогревающей рубашкой. Причины практические:

• он уверенно держит давление на длинных трассах и перед фильтрами, теплообменниками, темперирующими машинами;
• подача ровнее, а внутренние перетечки меньше, особенно на менее вязких массах, например какао-масле;
• насос конструктивно проще и при одинаковой производительности обычно компактнее;
• для однородной массы без кусочков главное преимущество кулачкового насоса — большие полости — просто не нужно.

Скажем прямо: если на линии только однородный шоколад и ее промывают жиром, а не водой, кулачковый насос будет не самым рациональным выбором. Как устроен и работает шестеренный насос — в статье как работает шестеренный насос и почему его выбирают. Практический пример — кейс по перекачиванию шоколадной глазури на кондитерской фабрике, исполнения — в разделе шестеренные насосы.

Кулачковый или шестеренный: таблица по продуктам

Таблица — ориентир для первого выбора. Окончательное решение зависит от вязкости при рабочей и минимальной температуре, размера включений, давления в линии и способа очистки.

Что важно в исполнении кулачкового насоса для шоколада

Обогревающая рубашка и прогрев перед пуском. Корпус и переднюю крышку выполняют с рубашкой на горячей воде или теплоносителе, температура которого обычно до +120 °C. Это предел для теплоносителя, а не рабочая температура шоколада: для темперированной массы контур держат значительно ниже. Перед пуском насос прогревают, пока застывший внутри продукт не расплавится.

Низкие обороты и преобразователь частоты. Шоколад перекачивают на низкой скорости: меньше нагрев от трения, меньше сдвиг, медленнее износ. Преобразователь частоты позволяет плавно подстроить подачу под линию, а сам насос подбирают так, чтобы он работал в нижней части диапазона оборотов. Типичная производительность на кондитерских линиях — от 1 до 20 м³/ч.

Тип роторов. Для масс с кусочками выбирают двухкулачковые роторы с большими полостями — так включения меньше травмируются. Для однородных и аэрированных масс, где важна ровная подача с минимальной пульсацией, доступны винтовые роторы.

Зазоры под вязкость. Зазоры между роторами и корпусом подбирают под вязкость и температуру продукта с учетом теплового расширения деталей при обогреве. Слишком малые зазоры грозят заклиниванием, слишком большие дают обратные перетечки и потерю подачи.

Уплотнение вала. Для шоколада применяют сальниковую набивку или двойное торцевое уплотнение с промывкой. Промывка не дает массе застывать и кристаллизоваться на поверхностях трения.

Предохранительный клапан. Кулачковый насос объемный: против закрытой задвижки или забитого фильтра давление будет расти, пока что-то не сломается. Предохранительный клапан можно встроить в переднюю крышку как опцию, альтернатива — байпас на линии.

Очистка без воды. Шоколадные линии промывают какао-маслом или свежей массой: вода вызывает загустевание шоколада и ухудшает качество продукта. Для осмотра и ручной очистки достаточно снять переднюю крышку, не демонтируя насос с линии.

О принципе работы, преимуществах и ограничениях этого типа насосов — в статье что такое кулачковый насос и как он работает. Исполнения и размеры — в разделе кулачковые насосы.

Типичные ошибки

• Пуск «на холодную». Застывший в насосе шоколад работает как клин: пуск без прогрева может повредить вал и роторы или перегрузить привод.
• Необогреваемая всасывающая линия. Насос прогрет, а труба перед ним — нет. Масса густеет именно там, где насосу труднее всего ее всосать, и подача падает. Обогревать нужно всю трассу: трубопроводы, арматуру, фильтры, а всасывающую линию делать короткой и достаточного диаметра.
• Маленький насос на высоких оборотах. Экономия на типоразмере оборачивается перегревом массы от трения, разрушением включений и аэрированной структуры, ускоренным износом роторов и уплотнений.
• Нет предохранительного клапана. Закрытая задвижка или застывший фильтр на нагнетании — и давление в линии быстро растет. Без клапана или байпаса итог — поврежденный насос, привод или трубопровод.

Подбор насоса для шоколадной линии

Если не уверены, что нужно именно вам — кулачковый или шестеренный насос, — отправьте параметры через форму запроса на подбор: продукт и рецептуру, размер включений, вязкость при рабочей и минимальной температуре, производительность, схему линии и способ очистки. По этим данным инженеры Vaterpass предложат тип и размер насоса, роторы, уплотнение, обогрев и привод.