Камера для тепловой обработки продуктов

 

Использование: тепловая обработка мяса и мясных продуктов, копчение рыбы и других пищквых продуктов. Сущность изобретения: камера для тепловой обработки продуктов содержит дымогенератор, термоизолированный корпус с блоком вентиляции и блоком удаления отработанной рабочей смеси, включающим вентилятор с приводом и выхлопной канал с заслонкой, блок вентиляции расположен в верхней части корпуса. Дымогенератор размещен внутри термоизолированного корпуса и выполнен с циркуляционными каналами, системой загрузки и системой защиты от образующихся отходов, выполненной в виде наклонного поддона с отверстиями для образования каналов поступления и отвода дыма и расположенных над ними экранов с козырьками, а в стенке камеры установлен сливной патрубок. Блок вентиляции совмещен с блоком удаления отработанной рабочей смеси и содержит проточный корпус, частично размещенный в полости камеры, причем вентилятор расположен в нижней части проточного корпуса, в стенке проточного корпуса, размещенной в полости камеры, установлен первый обратный клапан, а над ним внутри проточного корпуса размещен второй обратный клапан. Камера содержит несколько блоков вентиляции, причем валы вентиляторов связаны общим приводом. Система загрузки дымогенератора выполнена в виде приемного двухкамерного бункера, шнекового транспортера реверсивного действия, разгрузочного двухкамерного бункера и бункера для сбора и удаления золы. Камера снабжена охладителем, расположенным над дымогенератором, по меньшей мере в одном из каналов поступления или отвода дыма. 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке пищевых продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности, в частности в технике копчения рыбы, мяса и мясных продуктов.

Известна камера для тепловой обработки продуктов (коптильное устройство), содержащая корпус с расположенным в нем конвейером устройством для размещения обрабатываемых продуктов, а также загрузочный и разгрузочный люки. Камера также содержит вытяжной вентилятор, жалюзи и дымогенератор с термоэлектронагревателями, причем дымогенератор с термоэлектронагревателями прикреплен к днищу камеры [1] Эта камера недостаточно универсальна, поскольку вентиляция в ней обеспечивается только за счет естественной конвекции. Дымогенератор находится под днищем камеры, в камере отсутствует возможность циркуляции дыма, нет принудительного возврата остывшего дыма к дымогенератору (это существенный недостаток), кроме того имеют место большие потери тепла и рабочей среды из-за непрерывного входа и выхода обрабатываемого продукта (нет полной герметичности). Камера не имеет термоизолированного корпуса и, следовательно, не предназначена для работы при низких температурах окружающей среды. Здесь, также как и в предыдущем случае, не решен вопрос удаления золы и смены опилок.

Ближайшим аналогом предлагаемой камеры для тепловой обработки продуктов является камера (устройство для копчения и сушки пищевых продуктов), содержащая термоизолированный корпус с блоком вентиляции (поэтажно расположенные вентиляторы) и блоком удаления, снабженным вентилятором с приводом и выхлопным каналом с заслонкой, а также дымогенератор [2] Эта камера недостаточно универсальна в виду того, что дымогенератор находится за пределами термоизолированного корпуса, отсутствует возможность рециркуляции остывшего дыма к дымогенератору, что приводит к излишним теплопотерям и непроизводительному расходу источника дыма опилок.

Кроме того, эффективность работы реверсивных вентиляторов при поэтажном их расположении недостаточно высока, и, как результат, крайние клети камеры (устройства) лучше обслуживаются вентиляторами, нежели средние. Еще одним показателем недостаточной универсальности камеры является отсутствие функциональной связи между регулирующей заслонкой и вентилятором для выброса отработанной рабочей смеси. Это приводит к тому, что каждый из них должен иметь самостоятельный привод. Наконец, невозможно удалить отходы из камеры, возникающие непосредственно при копчении рыбы, например, рыбий жир, без разгерметизации камеры.

Таким образом, известные камеры не обладают универсальностью.

Изобретение позволяет повысить универсальность камеры для тепловой обработки продуктов за счет обеспечения возможности ее эксплуатации, как мобильной и автономной, работающей надежно в условиях средних широт и в морском климате при температуре окружающей среды от -15 до +40^оС.

Универсальность и, как следствие, автономность камеры обеспечиваются таким конструктивным выполнением ее узлов в термоизолированном корпусе, которое позволяет получить высококачественные, экологически чистые продукты, с максимальным удалением из камеры отходов (вторичного продукта) образующихся в процессе ее работы.

Технический результат достигается за счет того, что в камере, содержащей дымогенератор, термоизолированный корпус с блоком вентиляции и блоком удаления отработанной рабочей смеси, включающим вентилятор с приводом и выхлопной канал с заслонкой, блок вентиляции расположен в верхней части корпуса, а дымогенератор размещен внутри термоизолированного корпуса и выполнен с циркуляционными каналами, системой загрузки и системой защиты от образующихся отходов, выполненной в виде наклонного поддона с отверстиями для образования каналов поступления и отвода дыма и расположенных над ними экранов с козырьками, а в стенке камеры установлен сливной патрубок.

Технический результат достигается также за счет того, что блок вентиляции совмещен с блоком удаления отработанной рабочей смеси и содержит проточный корпус, частично размещенный в полости камеры, причем вентилятор расположен в нижней части проточного корпуса, в стенке проточного корпуса, размещенной в полости камеры, установлен первый обратный клапан, а над ним внутри проточного корпуса размещен второй обратный клапан.

Технический результат достигается и за счет того, что камера содержит несколько блоков вентиляции, причем валы вентиляторов связаны общим приводом.

Технический результат достигается, кроме того, тем, что система загрузки дымогенератора выполнена в виде приемного двухкамерного бункера, шнекового транспортера реверсивного действия, разгрузочного двухкамерного бункера и бункера для сбора и удаления золы.

Технический результат, наконец, достигается и за счет того, что камера снабжена охладителем, расположенным над дымогенератором, по меньшей мере, в одном из каналов поступления или отвода дыма.

На фиг. 1 и 2 представлена камера для тепловой обработки продуктов (вариант первый); на фиг.3 и 4 то же (вариант второй).

На фиг. 1 представлен разрез А-А (вариант первый); на фиг.2 разрез Б-Б (вариант первый); на фиг.3 разрез А-А (вариант второй); на фиг.4 разрез Б-Б (вариант второй). Камера показана в рабочем состоянии.

Камера для тепловой обработки продуктов содержит термоизолированный корпус 1 с блоком вентиляции, состоящим из вентиляторов 2, каждый со своим приводом 3, и блока удаления выхлопной канал 4 с заслонкой 5 со своим приводом (привод может быть ручной или механический). Камера содержит также дымогенератор 6, куда входят теплоэнергонагреватели (ТЭНы) 7 и лоток 8 (с опилками). Дымогенератор 6 снабжен циркуляционными каналами 9, над ним установлена система защиты от образующихся отходов, выполненная в виде наклонного поддона 10, экранов 11 и козырьков 12. Между поддоном, экранами и козырьками образованы каналы для поступления 13 и отвода 14 и 15 дыма. Над дымогенератором установлен фильтр 16 для фильтрации дыма. Камера имеет люк 17 для удобного обслуживания камеры и дымогенератора 6 и направляющие 18 для перемещения лотка 8 (с опилками). Для сбора отходов переработки продуктов с поддона 10 используется сливной патрубок 19. Для отслеживания температурного режима в камере установлены датчики температуры 20 с выводом на щит управления 21, туда же выведен кабель 22, идущий от ТЭНов (термоэлектронагревателей) 7 и дымогенератора 6.

Камера также снабжена откидным секционным полом 23. Для удобства обслуживания откидной секционный пол 23 выполнен решетчатым. На нем смонтированы рельсы 24, на которых устанавливаются контейнер-тележки 25. Камера для удобства обслуживания имеет откидной трап 26. Для транспортировки камеры используются захваты 27. Кроме того (по варианту второму), в камере система загрузки дымогенератора 6 выполнена в виде двухкамерного 28 и 29 приемного бункера шнекового транспортера 30 реверсивного действия (переходник с оптимальным углом подъема и спуска может быть выполнен в виде желоба закрытого типа и не показан) и разгрузочного двухкамерного бункера 31 и 32, а также бункера с сеткой 33 для сбора и удаления золы (образующихся отходов). Шнековый транспортер 30 состоит, как минимум, из двух шнеков. Причем шестерня 34, сидящая на валу одного из шнеков, входит в зацепление с аналогичной шестерней, сидящей на валу другого из шнеков, связанного с приводом. В камере по варианту второму блок вентиляции конструктивно совмещен с блоком удаления и имеет проточный корпус 35, частично погруженный в ее полость. В проточном корпусе 35 над вентилятором 2 установлен первый обратный клапан 36, а выше него, внутри корпуса, расположен второй обратный клапан 37. Валы вентиляторов 2 механически связаны между собой общим реверсивным приводом 38. Камера по варианту второму также снабжена охладителем 39, расположенным непосредственно над дымогенератором 6, по крайней мере, в одном из каналов 13 поступления дыма.

Кроме того, камера имеет герметичные двери 40, через которые в камеру вкатывают контейнер-тележки 25. Камера также может быть снабжена колесами 41 (фиг.1 и 2) и дышлом 42 для удобства транспортировки.

Камера работает следующим образом.

Процесс копчения рыбы состоит из следующих этапов: подсушка, собственно копчение и пропекание. Рыба, предварительно засоленная, размещается (подвешивается) в контейнер-тележках 25. С помощью откидного трапа 26, вручную или подъемником (не показан), контейнер-тележки 25 по рельсам 24 завозят в камеру, на корпусе 1 которой есть захваты 27 для транспортировки. На фиг.1 и 2 показаны контейнер-тележки, установленные на рельсах 24 откидного секционного пола 23. Закрываются герметичные двери 40, щит управления 21 подключается к электросети, включаются термоэлектронагреватели 7, а также вентиляторы 2, с помощью приводов 3, для принудительного массообмена воздуха. Органы управления приводы 3 и электронагреватели 7 выведены посредством кабеля 22 на щит управления 21. Открывается люк 17 для притока воздуха извне в камеру, и в выхлопном канале 4 заслонка 5 ставится в положение "открыто" с помощью ручного или механического привода. Идет процесс подсушки рыбы с постоянным обменом воздуха. Причем, с помощью датчиков температуры 20 постоянно контролируется, как температура внизу камеры, так и температура вверху камеры, и, при необходимости, или отключается часть ТЭНов, или меняется режим работы вентиляторов. При исполнении камеры по варианту второму во время процесса подсушки рыбы с помощью реверсивного двигателя 38 включаются в работу вентиляторы 2, установленные в проточных корпусах 35. Из-за перепада давления воздуха, отсасываемого из камеры, открываются клапаны 37 и идет интенсивный массообмен воздуха. При этом также открыт люк 17 (как и в варианте первом). Отходы (рыбий жир и т.д.) стекают на наклонный поддон 10, причем от загрязнения термоэлектронагреватели (ТЭНы) 7 защищает система защиты, выполненная в виде экранов 11 и козырьков 12. Из камеры отходы удаляются через сливной патрубок 19. Для наблюдения за процессами, происходящими в камере, также предусмотрено окошко визуального наблюдения (не показано).

Итак, процесс подсушки продукта (рыбы) происходит за счет тепло- и влагообмена между продуктом и окружающей средой.

После окончания процесса подсушки наступает второй этап собственно копчение рыбы.

На этом этапе люк 17 закрыт, заслонка 5 в положении "закрыто", клапаны 37 (по варианту второму) также в положении "закрыто". В работу включается дымогенератор 6, куда входят теплоэнергонагреватели (ТЭНы) 7 и лоток 8 с опилками (по варианту первому, при перемещении которого используются направляющие 18), или шнековый транспортер 30 реверсивного действия, размещенный в лотке 8 с опилками (по варианту второму). Причем, загрузка опилками дымогенератора 6, его лотка 8 (по варианту второму) осуществляется в целях пожарной безопасности через двухкамерный 28 и 29 приемный бункер, а выгрузка, по мере сгорания опилок, через разгрузный двухкамерный бункер 31 и 32. Шнековый транспортер 30 задействован через шестерню 34, ведущий вал его связан с приводом. Зола поступает из лотка 8 в бункер с сеткой 33 для сбора и удаления золы.

Дымогенератор 6 вырабатывает дым. Признано, что наилучшим является коптильный дым, полученный из древесины лиственных пород (бук, дуб, ольха, береза без коры, клен и т.д.).

Температурный режим в камере в процессе копчения контролируется с помощью датчиков температуры 20, выведенных на щит управления 21.

Практическая температура сжигания опилок Т=280-350^оС. Древесные опилки должны быть сухими.

Размещение дымогенератора в термоизолированной камере обуславливается энергоэкономичность. В процессе образования дыма при тлении опилок происходит тепловыделение за счет собственного из тления, при этом терморегуляторы отключают ТЭНы и выделяемое на нагрев камеры тепло поступает только за счет тления опилок. Если тепла недостаточно, автоматически при снижении температуры включаются ТЭНы и процесс опять возобновляется.

Оптимальная температура получения дыма 300^оС. Коптильный дым обладает бактерицидными свойствами. В зависимости от требуемой густоты дыма меняется расход опилок от 0,45 до 1,85 кг/ч (из практики эксплуатации коптильных камер).

Коптильный дым за счет естественной конвекции поступает из дымогенератора 6, проходя фильтр 16, в камеру через каналы 13. Включены вентиляторы 2. В варианте втором в этом случае клапаны 36 в положении "открыто". С помощью вентилятора 2 осуществляется равномерное распределение коптильной среды по своей зоне копчения. Вентилятор, как правило, прогоняет дым вокруг рыбы со скоростью 0,3 м³/с (Курко В.И. Физико-химические и химические основы копчения. М. Пищепромиздат, 1960, с. 146-149).

Теплый коптильный дым поступает в верх камеры, перемешивается и, охлаждаясь, направляется вентиляторами 2 через каналы отвода дыма 14 и 15, находящимися под козырьками, в зону термоэлектронагревателей (ТЭНов) 7. Причем, дым омывает дымогенератор 6, проходя циркуляционный канал 9, и, нагреваясь, снова поступает в камеру.

Над дымогенератором 6 по варианту второму расположен охладитель 39. Он представляет из себя теплообменник, который может работать на оборотной воде и влиять на температуру дыма, поступающего в камеру.

Теплообменник, установленный над дымогенератором, снижает "тепловой удар" в случае воспламенения опилок, предупреждая тем самым нарушение теплового режима и, как следствие этого, технология обработки со снижением вкусовых свойств продукта, иными словами, теплообменник играет роль пламегасителя и теплового демпфера.

Применяемый в камере теплообменник трубчато-щелевой конструкции позволяет получить эффективное снижение температуры проходящего дыма по щелевым каналам в межтрубном пространстве (вследствие развитой поверхности теплообмена) и невозможности горения в ограниченном (щелевом) пространстве, исключающем доступ кислорода для поддержания горения смеси газов. Сочетание этих факторов развитой площади теплообмена и ограниченного объема щели позволяет получить вышеуказанные свойства огнепреградителя (пламегасителя) и теплового демпфера (причем отношение ширины щели к ее глубине не менее 1:10).

Длительность этапа, собственно копчения рыбы, может изменяться в зависимости от избранной технологии. По завершении этапа копчения рыбы наступает последний этап: пропекание, заключающийся в выдерживании закопченной рыбы определенное время при заданной температуре.

По окончании тепловой обработки рыбы дверь 40 камеры открывается, контейнер-тележки 25 с рыбой вывозятся для доставки на склад готовой продукции и производится профилактика камеры перед следующей загрузкой. При транспортировке камеры (по варианту первому) используются колеса 41 и дышло 42 для связи с транспортным средством.

Камера для тепловой обработки продуктов обладает большей универсальностью в эксплуатации, мобильностью и автономностью, способна работать в условиях средних широт и в морском климате при температурах окружающей среды от -15 до +40^оС.

Формула изобретения

1. КАМЕРА ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ, содержащая дымогенератор, термоизолированный корпус с блоком вентиляции и блоком удаления отработанной рабочей смеси, включающим вентилятор с приводом и выхлопной канал с заслонкой, отличающаяся тем, что блок вентиляции расположен в верхней части корпуса, а дымогенератор размещен внутри термоизолированного корпуса и выполнен с циркуляционными каналами, системой загрузки и системой защиты от образующихся отходов, выполненной в виде наклонного поддона с отверстиями для образования каналов поступления и отвода дыма и распложенных над ними экранов с козырьками, а в стенке камеры установлен сливной патрубок.

2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что блок вентиляции совмещен с блоком удаления отработанной рабочей смеси и содержит проточный корпус, частично размещенный в полости камеры, причем вентилятор расположен в нижней части проточного корпуса, в стенке проточного корпуса, размещенной в полости камеры, установлен первый обратный клапан, а над ним внутри проточного корпуса размещен второй обратный клапан.

3. Камера по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит несколько блоков вентиляции, причем валы вентиляторов связаны с общим приводом.

4. Камера по п.1, отличающаяся тем, что система загрузки дымогененатора выполнена в виде приемного двухкамерного бункера, шнекового транспортера реверсивного действия, разгрузочного двухкамерного бункера и бункера для сбора и удаления золы.

5. Камера по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена охладителем, расположенным над дымогенератором, по меньшей мере в одном из каналов поступления или отвода дыма.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4