Устройство для термообработки пищевых продуктов, преимущественно дефростации

Устройство для термообработки пищевых продуктов, преимущественно дефростации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области пищевой промышленности и предназначено для термической обработки различных продуктов.

Известно устройство для термообработки мясных продуктов, которое представляет собой термоизолированную камеру, разделенную посредством ложного потолка (экрана) на сообщающиеся с двух сторон секции, верхняя из которых предназначена для создания потока охлаждающего воздуха и снабжена соответствующим оборудованием в виде вентиляторов с источниками холода, а нижняя - для размещения мясных туш. При этом в нижней секции между средствами крепления мясных туш на экране смонтированы направляющие поворотные пластины, образующие совместно с пристенной направляющей аэродинамический аппарат для организации потока охлаждающего воздуха на мясные туши. В разные моменты процесса термообработки путем изменения угла поворота направляющих лопаток в нижней секции камеры обеспечивается равномерность охлаждения туш и необходимые температурные параметры [А.С. СССР №1400586, кл. А23В 4/06].

Узкая технологическая направленность описанного выше устройства является основным его недостатком. Последний обусловлен тем, что устройство предназначено только для процесса охлаждения специфического круга пищевых объектов, каковыми являются мясные туши, однако известно, что подавляющая масса индустриально производимого мясного продукта, предназначенного для пищевой промышленности и розничных продаж, разделывается, а затем сохраняется и транспортируется в виде объектов, имеющих геометрические формы, например прямоугольных брикетов. Это позволяет оптимально с учетом законов логистики организовать перемещение значительных масс пищевого продукта на большие расстояния, а также провести погрузочно-разгрузочные работы. Брикетирование пищевого продукта экономит рабочее пространство транспортных средств и складских помещений. Описанное устройство в какой-то мере способно осуществить лишь операцию охлаждения мясного продукта в виде брикетов. Однако наличие в нижней секции элементов аэродинамического аппарата усложняет задачу размещения контейнеров, несущих мясные брикеты, при этом усложняется организация потока охлаждающего воздуха в связи с изменением структуры внутреннего пространства нижней секции, заполненной не тушами, а контейнерами, что непременно скажется на ухудшении качества основного процесса.

Известно устройство для термообработки пищевых продуктов, которое содержит термоизолированную камеру, разделенную посредством установленного с возможностью перемещения в вертикальном направлении экрана на сообщающиеся между собой с двух сторон секции, верхняя из которых предназначена для организации потока теплоносителя и в ней поперечно боковым стенкам размещен ряд вентиляторов, перекрывающих поперечное сечение секции и сопряженных с генераторами тепла и холода. Нижняя секция устройства предназначена для размещения контейнеров, несущих брикеты из пищевых продуктов, подлежащих термообработке [http://www.kometos.ru/catalog.aspx?cat=2,3.].

Описанное устройство-прототип предназначено преимущественно для дефростации, а также применяется для размораживания брикетов, в частности, из рыбного мяса перед его последующим использованием для приготовления рыбных консервов. В этом случае работают все вентиляторы на прокачку воздуха через нижнюю секцию, заполненную предварительно контейнерами с замороженными брикетами из рыбного мяса. Для нагрева воздуха включены генераторы тепла, сопряженные с вентиляторами. Как указано выше, последние, снабженные генераторами тепла, составляют лишь часть всей вентиляционной системы, перекрывающей поперечное сечение верхней секции. Поэтому поток теплого воздуха, направляемый в нижнюю секцию, имеет неодинаковую по своему сечению температуру на входе в эту секцию. При типовой конструкции устройства оно имеет в камере 1 четыре вентилятора 2 (см. фиг.1), перекрывающих сечение верхней секции. Два средних вентилятора снабжены генераторами тепла 3, а один из крайних имеет на входе генератор холода 4. При работе устройства в режиме дефростации поток воздуха имеет эпюру распределения температуры перед входом в нижнюю секцию, изображенную на фиг.2. Согласно изображенному закону распределения боковые части потока несут значительно меньшее количество тепловой энергии, так как боковые вентиляторы в этом режиме работают как обычные нагнетатели воздуха. Естественно, что в этом случае генератор холода отключен. Процесс конвективного теплообмена между центральной нагретой частью потока воздуха и боковыми его частями (см. фиг.1) отличается малой интенсивностью ввиду ламинарного характера течения потока и малым временем контакта. Отмеченное обстоятельство приводит к тому, что пищевой продукт, находящийся в нижней секции, подвергается дефростации неравномерно: у боковых стенок - медленнее, а в центре - быстрее. Необходимость в реальных условиях выравнивания температуры приводит, во первых, к снижению производительности устройства, так как требуется дополнительное время и, к тому же, дополнительные энергозатраты, а во-вторых, затяжка процесса сказывается на качестве процесса термообработки, причем настолько, что подчас требуется охлаждение воздуха, для чего предусмотрен вентилятор с генератором холода.

Таким образом, задачей изобретения является повышение качества процесса термообработки за счет выравнивания температуры потока воздуха, подаваемого в нижнюю секцию устройства, содержащую контейнеры с брикетами замороженного пищевого продукта.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для термообработки пищевых продуктов, состоящем из термоизолированной камеры, разделенной посредством установленного с возможностью перемещения в вертикальном направлении экрана на сообщающиеся между собой с двух сторон секции, верхняя из которых предназначена для организации потока теплоносителя и в ней поперечно боковым стенкам размещен ряд вентиляторов, сопряженных с генераторами тепла и холода, а нижняя - для размещения контейнеров с пищевыми продуктами, при этом вентиляторы, сопряженные с генераторами тепла, расположены в средней части ряда, а холода - с одного края. На экране в полости верхней секции смонтировано устройство для турбулизации потока теплоносителя, предназначенного для выравнивания по всему поперечному сечению температуры теплоносителя, подаваемого с вентиляторов. При этом устройство турбулизации выполнено в виде жалюзи, перекрывающих поперечное сечение верхней секции, каждая из пластин которых снабжена автономным ручным приводом поворота вокруг продольной оси, расположенным со стороны нижней секции. Решению поставленной задачи способствует и то, что каждая из пластин выполнена из по меньшей мере двух шарнирно сочлененных подпружиненных частей, верхняя из которых снабжена опорой качения, например, в виде ролика, взаимодействующего с потолком камеры, а нижняя часть снабжена средством фиксации положения пластины относительно экрана. Кроме того, пластины могут выполняться из упругоэластичного материала, например полиэтилена.

Техническая сущность изобретения состоит в том, что индивидуальная и предварительная установка пластин под различными углами по отношению к направлению потока воздуха, подаваемого с вентиляторов, сопряженных с генераторами тепла и холода, позволит обеспечить такой уровень его турбулизации, который придаст этому потоку более равномерную температуру по всему поперечному сечению перед подачей в нижнюю секцию. На чертежах, прилагаемых к описанию, изображены:

на фиг.1 - вид сверху на верхнюю секцию теплоизолированной камеры устройства-прототипа;

на фиг.2 - график изменения температуры рабочего потока воздуха, направляемого в нижнюю секцию, в устройстве-прототипе;

на фиг.3 - вид сбоку на предлагаемое устройство с условно удаленной боковой стенкой;

на фиг.4 - вид сверху на верхнюю секцию теплоизолированной камеры предлагаемого устройства;

на фиг.5 - схематическое изображение пластины, смонтированной на экране;

на фиг.6 - график изменения температуры рабочего потока воздуха, направляемого в нижнюю секцию, в предлагаемом устройстве.

Устройство состоит из теплоизолированной камеры 1 (см. фиг.3 и 4), на потолке которой поперечно боковым стенкам смонтированы в один ряд четыре однотипных вентилятора 2, при этом пара средних вентиляторов укомплектована генераторами тепла 3 воздуха, а один из крайних - генератором холода 4. Камера 1 снабжена затвором 5 и между ее полом и потолком на гибком тросе 6, связанном с лебедкой 7, подвешен экран 8, разделяющий полость камеры на две секции - верхнюю 9 и нижнюю 10. Таким образом, экран 8 имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении, изменяя объемы секций 9 и 10. Экран 8 в зоне крепления вентиляторов 2 к потолку камеры 1 снабжен гибким фартуком 11, исключающим переток воздуха из нижней секции в верхнюю секцию помимо вентиляторов 2. Перед последними в верхней секции 9 на экране 8 располагаются жалюзи, образованные не связанными друг с другом вертикальными пластинами 12, каждая из которых имеет ось вращения 13 (см. фиг.5), пропущенную через экран 8 в нижнюю секцию 10 и снабженную ручным приводом поворота пластин 12, представленным рукояткой 14 с фиксатором 15. Экран 8 может занимать два крайних положения по вертикали: первое - на максимальной высоте в период проведения загрузочно-разгрузочных работ, т.е. в период манипулирования контейнерами 16 с брикетами пищевого продукта, и второе - на минимальной высоте, когда экран 8 практически лежит на контейнерах 16, что соответствует началу рабочего процесса термообработки. Переменность расстояния между потолком камеры 1 и экраном 8 предполагают у конструкции пластин 12 способность изменять свою высоту. Для этого, например, каждая пластина 12 может быть выполнена из двух шарнирно сочлененных частей, связанных дополнительно с помощью плоской пружины 17 (см. фиг.5). Соотношение длин обеих частей таково, что максимальному расстоянию между потолком камеры 1 и экраном 8 соответствует сумма длин обеих частей, а минимальному расстоянию соответствует длина нижней части. На конце верхней части пластин 12 для уменьшения сил трения при ее взаимодействии с потолком смонтирована опора качения в виде ролика 18. Наконец, для упрощения конструкции пластины 12 могут быть выполнены из упругоэластичного материала, например полиэтилена, способного изогнуться при взаимодействии с потолком при подъеме экрана 8 вверх.

Устройство работает следующим образом.

В качестве примера работы устройства выбран процесс размораживания пищевого продукта, представляющего собой брикеты замороженного рыбного мяса.

Предварительно с помощью датчиков температуры (на чертежах не показаны), которые могут быть установлены временно или на постоянной основе в верхней секции 9 в конце экрана 8, т.е. в месте перехода потока нагретого воздуха из секции 9 в секцию 10, осуществляют исследование температурного поля в выбранном сечении. Для этого закрывают затвор 5 и опускают экран 8 в рабочее положение, а затем включают в работу все вентиляторы 2 и генераторы тепла 3. При обнаружении неравномерности температурного поля, т.е. резких перепадов температуры потока нагретого воздуха в центре и на периферийных участках, осуществляют манипулирование пластинами 12, изменяя их угол поворота по отношению к продольной оси камеры 1. Для этого снимают с фиксатора 15 рукоятки 14 и, воздействуя на последние, поворачивают пластины 12 на осях 13. В конечном итоге добиваются выравнивания температуры по сечению секции 9, например, в соответствии с законом, графически изображенным на фиг.6, где S - ширина камеры 1. В выбранном положении пластины 12 закрепляются с помощью фиксаторов 15. Таким образом, потоки теплого воздуха с вентиляторов 2, снабженных генераторами тепла 3, перемешиваются с потоками относительно прохладного воздуха с двух вентиляторов 2, расположенных по краям камеры 1. Пластины 12, образующие жалюзи, являются в совокупности своей средством активной турбулизации всего потока воздуха, проходящего по секции 9. Этот процесс схематически изображен на фиг.4. После завершения коррекции температурного поля вся вентиляционная система выключается из работы, затвор 5 поднимается вверх, как и экран 8, с помощью лебедки 7 за трос 6. Таким образом, камера 1 подготовлена для работы. После этого в свободное пространство нижней секции 10 закатывают контейнеры 6, заполненные брикетами из рыбного мяса, устанавливая их плотными рядами так, что щели между полками контейнеров 16 образуют продольные канала по всей длине нижней секции 10, создавая условия рециркуляции нагретого воздуха между обеим секциям 9 и 10. После загрузки камеры 1 закрывают затвор 5 и включают в работу вентиляционную систему в рабочем режиме.

Следует отметить, что настройку жалюзи на рабочий режим осуществляют периодически по результатам регулярного мониторинга состояния температурного режима в избранном сечении верхней секции 9.

1. Устройство для термообработки пищевых продуктов, содержащее термоизолированную камеру, разделенную посредством установленного с возможностью перемещения в вертикальном направлении экрана на сообщенные между собой с двух сторон секции, верхняя из которых предназначена для организации потока теплоносителя и в ней поперечно боковым стенкам размещен ряд вентиляторов, сопряженных с генераторами тепла и холода, а нижняя - для размещения контейнеров с пищевыми продуктами, отличающееся тем, что вентиляторы, сопряженные с генераторами тепла, расположены в средней части ряда, а с генераторами холода - с одного края, при этом на экране в полости верхней секции для выравнивания по всему поперечному сечению температуры теплоносителя, подаваемого с вентиляторов, смонтировано устройство для турбулизации потока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство для турбулизации содержит жалюзи, перекрывающие поперечное сечение верхней секции, каждая из пластин которых снабжена автономным ручным приводом ее поворота вокруг продольной оси, расположенным со стороны нижней секции.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что каждая из пластин выполнена, по меньшей мере, из двух шарнирно сочлененных подпружиненных частей, верхняя из которых снабжена опорой качения, например, в виде ролика, а нижняя часть снабжена средством фиксации положения пластины относительно экрана, расположенным в зоне ее ручного привода.

4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что пластины выполнены из упругоэластичного материала, например полиэтилена.