АППАРАТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФРУКТОВЫХ ЧИПСОВ
FRUIT CHIPS PRODUCTION APPARATUS

Изобретение относится к оборудованию для производства фруктовых чипсов и может быть использовано для производства яблочных, грушевых и других видов чипсов из фруктов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для непрерывной СВЧ-обработки сыпучих продуктов [Полезная модель к патенту №87072 РФ, МПК A23L 3/01, F23L 1|025. Устройство для непрерывной СВЧ-обработки сыпучих продуктов / А.Д.Акшинский, А.Н.Журавлев, С.М.Морозов, Т.И.Семенова (РФ). - 2009124807/22; Заявлено 30.06.2009; Опубл. 27.09.2009, Бюл. №27], содержащее загрузочный и приемный бункеры, средство цикличной подачи материала, над которым смонтирована СВЧ-камера с ИК-излучателями. СВЧ-камера выполнена в виде наклонного теплоизолированного трубопровода, установленного с возможностью прямого и обратного вращения и регулирования скорости вращения и угла наклона.
Данное устройство для непрерывной СВЧ-обработки сыпучих продуктов имеет следующие недостатки: невысокое качество готовых изделий, значительные энергозатраты на осуществление процесса обработки, сложная переналадка данной конструкции устройства для продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.), низкая эксплуатационная надежность и невысокое качество готовых изделий.
Технической задачей изобретения является повышение качества получаемых фруктовых чипсов за счет удаления испаряемой влаги в соответствии с основными кинетическими закономерностями, поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт и нанесения пищевых добавок на его поверхность, а также интенсификация удаления испаряемой влаги.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в аппарате для производства фруктовых чипсов, содержащем СВЧ-камеру с ИК-излучателями, транспортер для цикличной подачи продукта, новым является то, что внутри корпуса последовательно расположены четыре камеры, сообщающиеся между собой: ИК-камера, СВЧ-камера, камера для нанесения сахарного сиропа на поверхность продукта и камера подсушивания, причем в боковых стенках ИК-камеры расположены инфракрасные лампы, в боковых стенках СВЧ-камеры - магнетроны, а в боковых стенках камеры для нанесения сахарного сиропа - распылительные форсунки, через все четыре камеры проходит тросовый транспортер, на котором навешены сетчатые кассеты, внутрь которых помещаются пластины обрабатываемых фруктов, привод тросового транспортера обеспечивает циклично-непрерывное движение кассет с периодическими выстоями, под ИК-камерой и СВЧ-камерой установлены вентиляторы с диффузорами, расположение пластин фруктов, находящихся в кассетах, и распылительных форсунок симметрично для предотвращения потерь сахарного сиропа, причем время нанесения сахарного сиропа на поверхность пластин фруктов совпадает со временем выключения нагнетательного вентилятора, находящегося под СВЧ-камерой, вытяжной диффузор, расположенный над СВЧ-камерой, с помощью рециркуляционного трубопровода соединяется с нижней частью камеры подсушивания, в которой установлен калорифер.
Технический результат заключается в повышении качества получаемых фруктовых чипсов за счет удаления испаряемой влаги в соответствии с основными кинетическими закономерностями, поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт и нанесения пищевых добавок на его поверхность, а также в интенсификации удаления испаряемой влаги.
На фиг.1 представлен фронтальный вид аппарата для производства фруктовых чипсов, на фиг.2 - объемное изображение конструкции аппарата для производства фруктовых чипсов; на фиг.3 - объемное изображение конструкции сетчатой кассеты с фруктовыми чипсами.
Аппарат для производства фруктовых чипсов состоит из корпуса 3, тросового транспортера 1 с регулируемым приводом 2, вентиляторов 4 и 5, рециркуляционного трубопровода 6 и сетчатых кассет 7.
Внутри корпуса 3 последовательно расположены сообщающиеся между собой четыре камеры: ИК-камера 8, СВЧ-камера 9, камера 10 для нанесения сахарного сиропа на поверхность продукта и камера подсушивания 11.
В боковых стенках ИК-камеры 8 расположены инфракрасные лампы 12 (на фиг.2 их четыре). В боковых стенках СВЧ-камеры 9 расположены магнетроны 13. В боковых стенках камеры 10 для нанесения сахарного сиропа на поверхность продукта расположены распылительные форсунки 14. Через все четыре камеры 8, 9, 10 и 11 проходит тросовый транспортер 1, на котором навешены сетчатые кассеты 7, внутрь которых помещаются пластинки обрабатываемых фруктов толщиной 2-3 мм. Расположение пластин фруктов, находящихся в кассетах 7, и распылительных форсунок 14 симметрично для предотвращения потерь сахарного сиропа. Регулируемый привод 2 тросового транспортера 1 обеспечивает циклично-непрерывное движение кассет 7 с периодическими выстоями. Между камерами 8 и 9, 9 и 10, 10 и 11 установлены термостойкие, эластичные перегородки 17 (фиг.3) с вертикальной прорезью для прохода кассет 7. Перегородки 17 предотвращают попадание теплоносителя из одной камеры в другую.
Под ИК-камерой 8 установлен вентилятор 4, а под СВЧ-камерой 9 - вентилятор 5. Вытяжной диффузор 15, расположенный над СВЧ-камерой 9, с помощью рециркуляционного трубопровода 6 соединяется с нижней частью камеры подсушивания 11, в которой расположен калорифер (трубчатые электронагреватели - ТЭН) 16.
Аппарат для производства фруктовых чипсов работает следующим образом.
В кассеты 7 укладываются одним слоем три ряда долек разрезанных фруктов толщиной 2-3 мм, которые предварительно вымыты и очищены от косточек, плодоножек, листочков и т.п. Затем кассеты 7 с размещенными внутри пластинами продукта навешиваются на тросовый транспортер 1. Далее включается электродвигатель регулируемого привода 2, который приводит в движение тросовый транспортер 1, который перемещает кассеты 7 в ИК-камеру 8. После того как кассеты 7 заполнили ИК-камеру 8, привод 2 выключается и тросовый транспортер 1 останавливается. Одновременно включаются ИК-лампы 12, расположенные в ИК-камере 8. Отличительной особенностью инфракрасного нагрева является то, что глубина проникновения ИК-лучей составляет 1…3 мм. Таким образом, осуществляется поверхностный нагрев пластин разрезанных фруктов толщиной 2-3 мм. Одновременно включается нагнетательный вентилятор 4, расположенный под ИК-камерой 8 и соединенный с ее нижней частью диффузором. Подаваемый вентилятором 4 теплоноситель (воздух) не только сдувает жидкую пленку с поверхности пластин фруктов, но и удаляет испарившуюся из плодов влагу из ИК-камеры 8. После того как поверхностная влага удалена с поверхности пластин фруктов, находящихся в кассетах 7, включается регулируемый привод 2 и кассеты 7 перемещаются в СВЧ-камеру 9, проходя при этом через вертикальную прорезь в термостойкой, эластичной перегородке 17.
После того как кассеты 7 заполнили СВЧ-камеру 9, привод 2 выключается и тросовый транспортер 1 останавливается. Одновременно включаются магнетроны 13, расположенные в СВЧ-камере 9. Отличительной особенностью СВЧ-нагрева является то, что пластины фруктов нагреваются равномерно по всему объему. При этом значительно интенсифицируется внутренний перенос влаги к границе раздела фаз. После нагрева пластин продукта включается нагнетательный вентилятор 5, расположенный под СВЧ-камерой 9 и соединенный с ее нижней частью диффузором. Необходимо отметить, нагнетательный вентилятор 5 работает циклично с периодическими остановками, продолжительность которых соответствует продолжительности нанесения сахарного сиропа на поверхность пластин фруктов в камере 10. Подаваемый вентилятором 5 теплоноситель (воздух) удаляет испарившуюся из плодов влагу из СВЧ-камеры 9. После того как влажность пластин фруктов, находящихся в кассетах 7, достигла заданного значения, включается регулируемый привод 2 и кассеты 7 перемещаются в камеру 10 для нанесения сахарного сиропа, проходя при этом через вертикальную прорезь в термостойкой, эластичной перегородке 17.
После того, как кассеты 7 заполнили камеру 10, привод 2 выключается и тросовый транспортер 1 останавливается. Одновременно через расположенные в боковых стенках камеры 10 распылительные форсунки 14 подается сахарный сироп. Мелкодиспергированные капли сахарного сиропа попадают на поверхность пластин фруктов, находящихся в кассетах 7, и формируют на ее поверхности тонкую пленку сахарного сиропа. Расположение форсунок 14 и пластин фруктов, находящихся в кассетах 7, симметрично, для предотвращения потерь сахарного сиропа. Причем время нанесения сахарного сиропа на поверхность пластин совпадает со временем выстоя (т.е. выключения) нагнетательного вентилятора 5.
Затем включается привод 2 и кассеты 7 при помощи тросового транспортера 1 перемещаются в камеру подсушивания 11, проходя при этом через вертикальную прорезь в перегородке 17. Подаваемый вентилятором 5 теплоноситель (воздух) через рециркуляционный трубопровод 6 подается в диффузор, расположенный под камерой 11, и контактирует с расположенными в нем трубчатыми электронагревателями (ТЭН) 16, нагревается до заданной температуры и подается в камеру подсушивания 11.
Далее нагретый теплоноситель удаляет избыток влаги из пленки сахарного сиропа и подсушивает пластины фруктов, находящиеся в кассетах 7. После того как влажность пластин фруктов, находящихся в кассетах 7, достигла заданного значения, включается регулируемый привод 2 и кассеты 7 удаляются из камеры подсушивания 11. Затем они выгружаются из кассет 7 и поступают на фасование. После этого цикл работы аппарата повторяется. Продолжительность всех этапов обработки пластин фруктов в ИК-камере 8, СВЧ-камере 9, камере 10 для нанесения сахарного сиропа и камере подсушивания 11 синхронизирована между собой.
Такое чередование обработки пластин (ИК-нагрев, СВЧ-нагрев, нанесение пленки сахарного сиропа на поверхность продукта и ее подсушивание) и изменение соотношения продолжительностей этапов обусловлено следующим. В начале процесса сушки удаляется поверхностная влага. Основными параметрами, влияющими на интенсивность ее удаления, являются скорость теплоносителя и ИК-нагрев. Этому требованию отвечает наиболее полно обработка продукта в ИК-камере. По мере удаления указанной влаги скорость теплоносителя, как определяющий фактор интенсивности процесса, теряет свое значение. В периоде убывающей скорости сушки, когда удаляется поли- и моноадсорбционная влага, в большей степени влияет на скорость сушки температура нагрева продукта, так как в этом периоде только она определяет интенсивность внутреннего влагопереноса. Поэтому на данной стадии обработку предпочтительнее вести с использованием СВЧ-нагрева. Таким образом, если в начале процесса скорость влагоудаления лимитируется главным образом скоростью теплоносителя, то в конце - и температурой нагрева продукта. Это и обуславливает предлагаемую последовательность обработки пластин фруктов при производстве чипсов.
Адаптированный в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки теплоподвод к обрабатываемому продукту позволяет выбрать оптимальные режимы обработки чипсов с учетом изменения влагосодержания продукта по длине аппарата.
Таким образом, использование аппарата для производства фруктовых чипсов позволяет:
- повысить качество получаемых фруктовых чипсов за счет поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт и рационального нанесения пищевых добавок (сахарного сиропа, ароматизаторов, стабилизаторов и др.);
- интенсифицировать процесс удаления испаряемой влаги в соответствии с основными кинетическими закономерностями за счет использования комбинированного теплоподвода к обрабатываемым фруктовым чипсам;
- достигнуть равномерной сушки вследствие использования мягких, щадящих режимов обработки при максимальном сохранении формы получаемых фруктовых чипсов.