Устройство для тепловой обработки паром пищевых продуктов

 

О П И С А Н И Е (>929048

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕДЬСТВУ

Сотоэ Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 08. 04. 80 (21) 29 08291/28-1 3 (51 ) Я. Кд.

А 47 ) 27/04 с присоелинением заявки Рй

30вудэрстаеынык кямктвт

СССР (23) 0риорнтет по делам ваобретекий и вткрытк»

Опубликовано 23 .05. 82. Бюллетень йв 19 (53) УДК 664. .8.036(088.8) Дата опубликования описания 25. 05. 82 (72) Авторы изобретения

Л.M. Пекло, В.Е. Шваков и И.Б. Тарелкина

Государственный проектно-конструкторский и рыбопромыслового флота (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПАРОМ

ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к тепловому оборудованию для пищевых производств, а именно к оборудованию периодического действия для варки на пару пищевых продуктов.

Известно устройство для тепловой обработки паров пищевых продуктов, включающее камеру, с расположенными внутри ее соплами, рольгангом для ввода и вывода стеллажа с противнями, 10 емкость для сбора конденсата и бульона, аппарат для генерации пара в камере, приспособление для регулирования пара в камере, защитные и .сигнализирующие приспособления.

В варочной камере этого аппарата пар циркулирует по круговой направляющей. Циркуляция обеспечивается с помощью сопел, направленных под углом друг к другу. В камере поддерживается "нулевое" давление с помощью "диф" ференциального генератора давления", представляющего собой канал, в который через форсунку впрыскивается.хо2 родная вода для конденсации пара.

Разность давлений между камерой и полостью "дифференциального генератора давления" создается при инжекции пара и воздуха струей жидкости и при конденсации пара в этой струе 11.

Недостатками устройства являются низкий коэффициент использования объема варочной камеры из-за большого пространства над противнем и под ним, которое необходимо для обеспе.чения круговой циркуляции пара, невысокий коэффициент полезного. действия по использованию тепла, так как во время варки продуктов из камеры непрерывно отсасывается пар с помощью дифференциального генератора давления. Кроме того, сравнительно сложная конструкция аппарата, которая имеет несколько клапанов (клапаны для впуска пара, предохранительный клапан .на водяной магистрали), "регулятор потоков" и дифференциальный;

929048

А=О, 18-0,2850 где d

П

K=

3 генератор давления, форсунку для впрыска жидкости и др.

Цель изобретения - улучшение качества обработки и повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для тепловой обработки паром пищевых продуктов, преимущественно рыбы, содержащем камеру, с расположенными внутри ее соп- 10 лами, рольганг для ввода и вывода стеллажа с противнями, емкость для сбора конденсата и бульона, аппарат для генерации пара в камере, приспособление для регулирования давления is пара в камере, защитные и сигнализи рующие приспособления, аппарат для генерации пара состоит из раух сообщающихся сосудов, один из которых выполнен Г-образным, в вертикальной части которого расположен

1 поплавковый регулятор уровня жидкос". ти, а в другом сосуде смонтирован нагревательный элемент, при этом труба, соединяющая сосуды, имеет перфо- 25 рированный участок, расположенный под нагревательным элементом, а оба сосуда дополнительно соединены переливным. патрубком, а приспособление для регулирования давления пара в Зв камере выполнено в виде двухполостной емкости, в одной из полостей наклонно к перегородке смонтировано перфорированное дно и размещены датчики уровня, а в верхней части уста новлен патрубок, соединенный с атмосферой, а другая полость емкости соединена в верхней части патрубком с камерой, противни расположены на стеллаже в несколько ярусов и рядов с за- о зорами, а сопла внутри камеры расположены в вертикальной плоскости над каждым ярусом противней навстречу одно другому в шахматном порядке, при этом проходные сечения выбираются в зависимости от высоты их расположения согласно формуле

1(2 к р ll ке

К= диаметр сопел на К-ом ярусе, см; номер яруса при счете свер" ху вниз; 5S производительность устройстBB кг/ч; плотность пара. кг/м скорость пара на выходе из сопел, м/с; количество сопел на одном ярусе; коэффициент, зависящий от теплофизических свойств продукта, уровня его нагрева и потерь тепла при обработ ке продукта; количество ярусов в стеллаже; п=0, 5- 1,5 - показатель степени при К.

Кроме того, с целью защиты нагревательны с элементов от перегорания, защитное приспособление выполнено в виде прозрачного цилиндра с размещенным внутри электродом для отключения нагревательных элементов, при этом верхняя часть прозрачного цилиндра соединена с паропроводом аппарата для генерации пара, а нижняя - соединена с нижней частью последнего.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - приспособление для регулирования давления пара, поперечный разрез; на фиг. 3 - соединительная втулка, разрез; на фиг. 4 - аппарат для генерации пара в камере; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 6 — разрез Б-Б на фиг. 1. Устройство для тепловой обработки пищевых продуктов, преимущественно рыбы, включает камеру 1, с размещенными внутри рольгангами 2, выполненным в виде двух параллельных рядов роликов, установленных. на днище камеры 1, емкости 3 для сбора конденсата и бульона, сопел 4, расположенных в вертикальной плоскости по бокам камеры 1, так чтобы на каждый ярус стеллажа 5 с противнями 6 струи пара из сопел 4 направлены навстречу дру г дру гу и в шахмат йом порядке как в горизонтальной, так и вертикаль. ной плоскостях (см. фи г 2 и 3) °

Такое расположение сопел 4 позволяет значительно интенсифицировать процесс тепловой обработки продукта и улучшить его качество. При этом для каждого яруса стеллажа 5 диаметр сопел 4 выбирается по формуле

9290

Сопла 4 на разных ярусах стеллажа 5 имеют неодинаковое проходное сечение и в связи с этим количество пара на каждый ярус поступает неодинаковое, чем ниже расположен ярус, тем большее количество пара поступает на этот ярус, что позволяет достигнуть равномерного прогрева продукта по всему объему камеры l. Приспособление для отвода конденсата и бульона имеет вид Ъ-образной трубки 7, присоединенной одним концом к сливному патрубку 8, а другой сообщается с атмосферой.

На камере 1 (фиг. 6) размещен аппарат для генерации пара, состоящий из двух сообщающихся сосудов, один из которых выполнен Г-образным сосудом 9, в вертикальной части которого расположен поплавковый регулятор 10 уровня жидкости, а в другом сосуде

11 в два ряда один над другим установлены на гре ватель ные . элементы 1 2, например тэны, и под ними расположена перфорированная труба 13, являющаяся продолжением нижнего соединительного патрубка 14 сосудов 9 и ll, которые так же соединены периливным,патрубком 15, расположенным выше на-. гревательных элементов 12. Верхняя часть сосуда 11 выполнена более узкой для осушения пара и направления его по паропроводам 16 к соплам 4.

На камере 1 также смонтировано приспособление для .регулирования давления в камере 1. Оно выполнено в виде двухполостной емкости 17, разделенной перегородкой 18 на полости 19 . и 20. В полости 19 наклонно к перегородке 18 смонтировано второе перфо.рированное дно 21 и в верхней части размещены датчики 22 и 23 уровня и установлен патрубок 24, соединенный с атмосферой. Для визуального наблюдения за уровнем жидкости на одной из стенок полости 19 имеется окно, закрытое прозрачным материалом 25. В верхней части полость 20 патрубкэм

26 .соединена с камерой 1, при этом двухполостная емкость 17 заполнена жидкостью, например водой 27 выше уровня перфорированного дна 21. Для защиты нагревательных элементов 12 (фиг. 1 и 6) от перегорания íà сосуде 11 с помощью трубопроводов 28

55 и 29 смонтировано защитное приспособление 30, выполненное в виде прозрачйого цилиндра с размещенным s о

48 6 верхней части электродом 31 для отключения нагревательных элементов 12, причем на трубопроводе 28 имеется соединительная втулка 32, в которой установлены фильтр 33 и шайба 34 с калиброванным отверстием.

Устройство для тепловой обработки паров пищевых продуктов, преимущественно рыбы, работает следующим образом.

Г-образная емкость 9 и сосуд ll аппарата для генерации пара заполняются водой до исходного уровня, контролируемого поплавковым регулятором 10. В камеру 1 по рольгангу 2 закатывают стеллаж 5 с уложенным на противнях 6 продуктом и закрывают дверцу (не показана). Затем включают в электросеть нагревательные элемени ты 12. После закипания воды начинается интенсивное парообразование в сосуде 11. и пар по паропроводам 16 поступает через сопла 4 в камеру 1 и равномерно распределяется на площади каждого яруса стеллажа 5 над противнями б.

По мере расходования пара через сопла 4 в Г-образный сосуд доливается вода из водопроводной магистрали, долив воды регулируется поплавковым регулятором 10. Холодная вода из сосуда 9 по патрубку 14 попадает в перфорированную трубу 13, разбивается на тонкие струйки, которые быстро смешиваются с горячей водой в сосуде 11 и поверхности нагревательных элементов 12 не подвергаются резкому охлаждению, тем самым исключается периодический спад давления в сосуде 11.

С началом парообразования давление в аппарате для генерации пара постепенно повышается и вода вытесняется из вертикальной части Г-образного сосуда 9 в верхнюю широкую часть. В начальный период цикла теп" ловой обработки скорость процесса конденсации пара в объеме камеры 1 превышает скорость парообразования и давление в камере 1 равно атмосферному. В дальнейшем скорость конденсации уменьшается-и давление в камере 1 постепенно повышается до расчетного 50-150 мм вод.ст.

При повышении в камере 1 выше расчетного давления, последнее по патрубку 26 (фиг.. l и 2) воздействует в приспособлении 17 для регулирова929048 ния давления на жидкость 27, которая вытесняется из полости 20 в полость

19. Жидкость 27 достигает уровня расположения верхнего электрода датчика 23 уровня, замыкается электрическая цепь датчика и выдается сигнал на выключение нагревательных элементов 12. После их отключения, некоторое время тепловая обработка продуктов продолжается за счет тепла, íà- lO копленного в камере l,.при этом давление уменьшается до установленного минимума 10-50 мм вод.ст., уровень жидкости в полости 19 отпускается ниже нижнего электрода 22, после чего 1з датчик уровня выдает сигнал на включение отключенной группы нагревательных элементов 12. Далее процесс варки продуктов продолжается циклически.

При аварийном повышении давления в сосуде 11 избыток пара удаляется через верхний патрубок 15 в двухступенчатый сосуд 9 и далее в атмосферу.

Защитное приспособление 30 выполняет также роль контрольного устройства. Уровень воды в трубке показывает уровень давления в сосуде 11.

Электрод датчика. 31, размещенный в трубке 30, обеспечивает выдачу сигнала на выключение электронагревательных элементов 12 при аварийнс м положении уровня жидкости 27.

Надежная работа защитного приспособления 30 обеспечивается фильтром

33 и .шайбой с калиброванным отверстием 34 ° Отверстие 34 выбирается так, что выравнивание уровней воды 27 в трубке защитного приспособления 30 и сосуде 11 происходит за сравнительно малое время, что позволяет исключить интенсивный теплообмен между сосудом 11 и трубкой 30. Из-за этого на электроде 31 не осаждается накипь, образующаяся в сосуде 11, и сопротивление электрической цепи, в ко- <5 торую включен электрод 31, практически не меняется с течением времени.

В процессе проваривания продукта обра. зуется бульон, который вместе с конденсатом стекает в сборную емкость 3, по мере его накопления удаляется через сливной патрубок 8 и Q-образную трубку 7.

По окончании периода тепловой об. работки, длительность которой устанавливается на реле времени, автоматически выключаются нагревательные элементы 12 и подается сигнал(звуковой и световой) извещающий об окончании процесса варки продукта. Открывают дверцу камеры 1, стеллаж 5 с готовым продуктом выкатывают на транспортную тележку и продукт отвозят на дальнейшуютехнологическую обработку.

По сравнению с известными объектами для варки продуктов на пару это устройство позволяет повысить качество обрабатываемого продукта, облегчить обслуживание устройства, уменьшить его габариты и повысить надежность в работе. Это достигается за счет того, что тепловая обработка продукта ведется при избыточном давлении 50- 150 мм вод.ст. с одновременным обеспечением равномерного температурного поля по объему камеры.

Такой режим обработки продуктов дает возможность свести к минимуму непроизводительные потери тепла и увеличить КПД устройства в 1,5 раза по сравнению с аппаратами атмосферного давления.

При указанном квазиатмосферном давлении не требуется особой прочности устройства по сравнению с аппаратами, работающими при избыточном давлении

0,05-0,15 ИПа (0,5-1,5 кг/см ), а также не требуется предохранительной и запорной гарнитуры.

Устройство можно использовать как в составе технологических линий, так и отдельно, например на пассажирских судах, в железнодорожных ресторанах и др.

Годовой экономический эффект от эксплуатации одного устройства, ориентировочно составляет более 1300 рублей. формула изобретения

1. Устройство для тепловой обработки паром пищевых продуктов, преимущественно рыбы, включающее камеру, с расположенными внутри ее соплами, рольганг для ввода и вывода стеллажа с противнями, ескость для сбора конденсата и бульона, аппарат для генерации пара в камере, приспособление для регулирования давления пара в камере, защитные и сигнализир ющие приспособления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения качества обработки и повышения надежности работы устройства, аппарат для генерации пара состоит из двух сообщающихся сосудов, один из которых выполнен Г-образным, в

929048

А ки 1и

36 р,я - П Е К

ЭО диаметр сопел на К-ом ярусе, см;

К - номер яруса при счете

-сверху вниз; где вертикальной части которого расположен поплавковый регулятор уровня жидкости, а в другом сосуде смонтирован нагревательный элемент, при этом труба, соединяющая сосуды, имеет S перфорированный участок, расположенный под нагревательным элементом, а оба сосуда дополнительно соединены переливным патрубком, а приспособление для регулирования давления пара 10 в камере выполнено в виде двухполостной емкости, в одной из полостей наклонно к перегородке смонтировано перфорированное дно и размещены датчики уровня, а в верхей части уста- 15 новлен патрубок, соединенный с атмосферой,. а другая полость емкости, соединена в верхней части патрубком с камерой, противни расположены на стел лаже в несколько ярусов и рядов с за- 20 зорами, а сопла внутри камеры расположены в вертикальной плоскости над каждым ярусом противней навстречу одно другому в шахматном порядке, при этом проходные сечения выбирают- 2$ ся в зависимости от высоты их располо жения согласно формуле

Я - производительность устройства, кг/ч;

- плотность пара, кг/м

Ч вЂ” скорость пара на выходе из сопел, м/сек; . " количество сопел на одном ярусе;

А=0,18-0,28 - коэффициент, зависящий. от телофизических свойств продукта, уровня его нагрева и потерь тепла при обработке продукта;

m - количество ярусов в стеллаже;

n=0,51,5 - показатель степени при К.

2. Устройство по.п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью и защиты нагревательных элементов от перегорания, защитное приспособление выполнено в виде прозрачного цилиндра с размещенным внутри электродом для отключения нагревательных элементов, при этом верхняя часть прозрачного цилиндра соединена с парапроводом аппарата для генерации пара,.а нижняя - соединена с нижней частью последнего.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Н 4011805, кл. А 47 J 27/05, опублик. 1977.

929048

Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Н-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3340/2

Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Милорадова

Редактор Н. Бобкова Техред Т.Маточка Корректор 6. Макаренко