КОПТИЛЬНО-СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к технологическому оборудованию для рыбной промышленности, а именно, к коптильно-сушильным установкам и может применяться для процессов сушки, вяления, горячего и холодного копчения рыбопродуктов.
Известна установка для производства вяленой и копченой рыбопродукции (Пат. РФ №2178253, МПК-7 А 23 В 4/044, заявл. 11.09.2000; опубл. 20.01.2002), представляющая собой туннельную камеру, к внутренним боковым стенкам которой прикреплены направляющие, по которым движутся носители с рыбой. Камера и направляющие выполнены по винтовой линии с возможностью перемещения носителей за счет гравитации без помощи привода. Носители представляют собой две оси (одна из которых вставляется в другую (полую) и фиксируется стопорными болтами), соединяющие опорные ролики в подшипниках качения. В установке имеются патрубки для подачи и удаления газовоздушной смеси и двери для загрузки и выгрузки продукта. При производстве рыбы вяленой, холодного или горячего копчения установка состоит, соответственно, из одной, двух или трех аналогичных туннельных камер, соединяемых между собой кожухом.
Недостатками указанной установки являются:
- сложность монтажа установки в одноэтажных промышленных зданиях с небольшой высотой этажа при использовании ее для горячего копчения (три камеры по высоте);
- невозможно точное регулирование продолжительности термической обработки из-за отсутствия привода, позволяющего изменять скорость движения носителей внутри камеры;
- затруднительная очистка внутренней поверхности камеры от стекающего рыбьего жира и от смолистых веществ;
- повышенная продолжительность процесса нанизки рыбы на оси носителей (возможно только вручную) по сравнению с нанизкой рыбы на прутки (где возможна механизация);
- постоянное увеличение коэффициента трения подшипников качения о направляющие (швеллеры) в результате налипания на них смолистых веществ при эксплуатации, а также возможность быстрого выхода из строя подшипников при работе в агрессивной среде;
- неудобство при частой необходимости перехода от процесса вяления к холодному или горячему копчению в связи с необходимостью изменения количества камер (высоты установки).
Известна установка для копчения пищевых продуктов (Пат. РФ №2032346, МПК-6 А 23 В 4/044, заявл. 25.02.91; опубл. 10.04.95), включающая камеру с патрубком для подачи дыма и газоотводным трубопроводом, калориферы в нижней части камеры, дымогенератор с подогревателем и бункером для опилок. Камера содержит тележку с обрабатываемым продуктом. Вентиляторы в установке отсутствуют, при этом дымовоздушная смесь подается в камеру за счет градиентов тепло- и массопереноса. Отработанная дымовоздушная смесь отводится в гидрозатвор по трубопроводу, куда также стекают по второму трубопроводу смолистые вещества.
Недостатками этой установки являются следующие:
- целесообразность ее применения в основном лишь для обработки мясных и колбасных изделий, поскольку последние можно успешно обрабатывать при достаточно высокой относительной влажности в камере;
- отсутствие в установке устройств для подготовки смеси с нужными параметрами (кондиционер или смесительная камера) не предполагает регулировку относительной влажности в камере. В результате продукт
будет обрабатываться при достаточно высокой относительной влажности теплоносителя, что является недопустимым при копчении рыбных продуктов.
Известна термокоптильная установка для термической обработки мяса, колбасных изделий и рыбы (Пат. РФ №2142709, МПК-6 А 23 В 4/044, 4/005, заявл. 26.03.98; опубл. 20.12.99), включающая теплоизолированную камеру с дверью. Внутри камеры имеется кожух с перфорированными панелями. В верхней части камеры в рециркуляционных коллекторах размещен вентилятор, на всасывающем окне которого установлен сопряженный с кожухом эжектор. Внутри кожуха имеется жиклер для подачи теплоносителя в камеру и форсунка для впрыска воды. Воздуховод выполнен в виде колена с отстойником и штуцером для слива конденсата. Между стенками камеры и кожуха в верхней части установки расположены электрокалориферы. В задней стенке камеры имеется отверстие с трубопроводом для отвода отработавшей газовоздушной смеси на утилизацию. Камера соединена с дымогенератором, на выходе из которого установлены искрогаситель, фильтр для очистки дыма и охладитель. Установка предназначена для термообработки продуктов в паровоздушной и дымовоздушной среде.
Недостатками установки являются:
- сложность конструкции и значительная металлоемкость на единицу площади;
- несовершенство системы дымогенерации: в дымогенераторах «сигаретного» типа происходит нерегулируемый высокотемпературный пиролиз древесины, в результате чего выделяется повышенное количество канцерогенных веществ и требуется установка дополнительного оборудования для очистки дыма;
- сложность регулирования относительной влажности теплоносителя в камере, особенно поддержание ее на невысоком уровне, затрудняет ее
применение для обработки рыбы с получением высококачественного готового продукта, поэтому целесообразно ее использовать для тепловой обработки колбасных и мясных изделий.
Наиболее близкими по принципу распределения газовоздушного тракта относительно рыбы в тележках являются уннельные коптильно-сушильные установки типа Квернер-Брук (Романов А.А., Строганова Е.К., Зинина И.Е. Справочник по технологическому оборудованию для рыбообрабатывающих производств/ Под ред. к.т.н. А. А.Романова. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - Т.2 - 278 с., см. стр.24-25). Они предназначены в основном для горячего копчения рыбы в шпротном производстве. Тележки с рыбой передвигаются по туннелю при помощи цепного тягового устройства. Конфигурация туннеля и месторасположение тележек обеспечивают принудительное попеременное движение газов вверх и вниз относительно рыбы в рамках. Каждая тележка своей передней стенкой перекрывает поперечное сечение туннеля, образуя вертикальные каналы. Установка оборудуется топками, каждая из которых имеет смесительную камеру для регулирования температуры образующихся при пиролизе древесины газов. Дымовые газы из топок в туннель вводятся в разных местах (условных зонах тепловой обработки с различными температурными режимами). Топки служат в качестве источника тепла для компенсации температуры, понизившейся при проникновении наружного воздуха через выход туннеля, для обеспечения туннеля теплом при обработке рыбы, а также как дымогенератор при копчении рыбы. Для наполнения топок газами и для циркуляции их в туннеле установлен один центробежный вентилятор.
Недостатки ее заключаются в следующем:
- невозможность регулировки скорости движения газов в отдельных зонах тепловой обработки (так как вытяжка осуществляется единым вентилятором);
- накопление в продукте при копчении канцерогенных веществ в результате непосредственного контакта продуктов горения дров с рыбой;
- невысокое качество готовой продукции (полуфабриката горячего копчения для консервов) вследствие сложности регулировки и фиксирования требуемых режимных параметров процесса по отдельным зонам;.
- образование в результате эксплуатации значительных зазоров между торцевыми щитами соседних тележек, что приводит к нарушению равномерного распределения газовоздушного тракта в туннеле;
- неравномерность температурного поля в туннеле приводит к перегреву части рыбы и дефекту «паданец» и соответственно, потерям продукта;
- громоздкость печей и несовершенство системы дымо- и воздуховодов, шиберов и других элементов.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в создании компактного, высокопроизводительного, модульного коптильно-сушильного оборудования, снижении энергозатрат и металлоемкости установки.
Для достижения технического результата в коптильно-сушильной установке, содержащей термоизолированный корпус с загружаемыми тележками с обрабатываемым продуктом, каналы для циркуляции теплоносителя, дымогенератор, подогреватели теплоносителя, блок вентиляции, расположенный в верхней части установки, каналы для циркуляции теплоносителя образованы установленными в
термоизолированном корпусе перегородками, которые делят последний на отсеки, подогреватели теплоносителя размещены перед входом в установку и в образованных перегородками каналах. Дымогенератор представляет собой дымогенератор с энергией инфракрасного излучения. В качестве подогревателей теплоносителя использованы электрокалориферы, а блок вентиляции состоит из нагнетательного и вытяжного вентилятора.
Отличительными признаками предлагаемой коптильно-сушильной установки являются образование каналов для циркуляции теплоносителя установленными в термоизолированном корпусе перегородок, которые делят последний на отсеки, подогреватели теплоносителя размещены перед входом в установку и в образованных перегородками каналах. Дымогенератор представляет собой дымогенератор с энергией инфракрасного излучения. В качестве подогревателей теплоносителя использованы электрокалориферы. Блок вентиляции состоит из нагнетательного и вытяжного вентиляторов.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Принцип распределения теплоносителя внутри камеры аналогичен туннельным печам. Однако в данной установке создается равномерное распределение теплоносителя, так как отсутствуют зазоры, при этом вытяжка и нагнетание воздуха осуществляются автономными вентиляторами. В установке отсутствуют механизмы передвижения вагонеток, что снижает энергозатраты на принудительное перемещение вагонеток с рыбой, а также требует меньшей производственной площади. Вместо топок для поддержания заданных температурных режимов установка снабжается электрокалориферами, устанавливаемыми на входе в установку, а также в каждом из соединяющих отсеки канале. Для получения технологического дыма в данной установке применяется дымогенератор эндотермического типа с энергией инфракрасного излучения, позволяющий получать
экологически чистый технологический дым с минимальным содержанием вредных для здоровья человека веществ. Аналогично камерным печам данная установка отличается компактностью, но в отличие от многих последних, характеризуется небольшой металлоемкостью и высоким коэффициентом использования рабочего объема за счет использования принципа размещения нескольких тележек с рыбой, схожего с таковым в туннельных печах, но в данном случае - внутри одной камеры. Преимуществом установки является ее модульность, а именно возможность формирования агрегатов из двух, четырех, шести и т.д. установок (модулей). Модули, соприкасающиеся своими внешними стенками между собой, располагаются в два ряда. Каждый модуль установки комплектуется дымогенератором. Модульность установки дает возможность одновременно автономно обрабатывать различные виды сырья, а также экономить производственную площадь. В установке возможно четкое соблюдение требуемых режимов тепловой обработки при использовании несложных схем автоматизации.
На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой коптильно-сушильной установки.
Установка состоит из теплоизолированной камеры 1, поделенной перегородками 6 на пять отсеков 2. В направляющие 5 каждого отсека 2 через отдельную дверь 3 загружается тележка 4 с рыбой. Отсеки 2 разделены перегородками 6 не полностью, а имеют каналы 8, обеспечивающие попеременное движение теплоносителя внутри камеры снизу-вверх и сверху-вниз по отношению к рыбе в тележках. На входе в установку размещены электрокалориферы 7 для подогрева поступающего теплоносителя до требуемой температуры. В каждом соединяющем отсеки канале 8 располагаются электрокалориферы 9 для поддержания требуемых температурных режимов процесса тепловой
обработки, устанавливаемых на блоке управления 14. Перед входом теплоносителя в установку размещена смесительная камера 10, в которую при помощи нагнетательного вентилятора 11 подаются свежий воздух, рециркуляционная смесь и дым. Установка содержит вытяжной вентилятор 12, предназначенный для удаления из камеры части отработавшей газовоздушной смеси на утилизацию. Трубопроводы снабжены газовыми клапанами (ГК1-ГК4) для регулирования подачи или удаления теплоносителя. В качестве источника дымообразования печь включает дымогенератор 13 с энергией инфракрасного излучения.
Установка работает следующим образом: на пульте управления 14 устанавливается оптимальный режим тепловой обработки продукта, включаются электрокалориферы 7 и 9, вытяжной 12 и нагнетательный (рециркуляционный) 11 вентиляторы. После установления в камере нужного режима тележки с рыбой 4 загружаются по откидному трапу (на чертеже не показан) в направляющие 5 отсеков 2. Двери 3 плотно закрываются. Свежий воздух под действием вентилятора 11 нагнетается в смесительную камеру 10, где смешивается в нужном соотношении с отработавшим (подогретым калориферами 7 и 9) воздухом, частично направляемым вентилятором 12 на рециркуляцию. Количество поступающего в смесительную камеру 10 свежего воздуха и рециркуляционных газов регулируется, соответственно, газовыми клапанами ГК1 и ГК2. Количество отработавшей газовоздушной смеси, удаляемой из камеры вытяжным вентилятором 12 на утилизацию, регулируется газовым клапаном ГК3. При необходимости подачи в камеру дыма (процессы дымового копчения) автоматически или вручную включается дымогенератор 13. Количество дыма, поступающего из дымогенератора 13 в смесительную камеру 10 и далее в установку регулируется газовым клапаном ГК4. По окончания процесса отключаются электрокалориферы 7 и 9 и дымогенератор 13. Газовый клапан выброса
ГК3 полностью открывается, клапан ГК2 закрывается, происходит охлаждение продукта свежим воздухом. После этого готовый продукт на вагонетках 4 выкатывают из отсеков 2 корпуса камеры 1.
Предлагаемая установка имеет следующие преимущества: высокая производительность при небольших габаритах; простота эксплуатации и регулирования режимов тепловой обработки; модульность (возможность на основе отдельного элемента менять производительность и обрабатывать одновременно несколько видов рыб); равномерное распределение теплоносителя внутри камеры; небольшая металлоемкость; высокий коэффициент использования рабочего пространства камеры; отсутствие механизмов передвижения вагонеток; возможность применения простых схем автоматического регулирования, применение в качестве источника дымообразования дымогенератора с энергией инфракрасного излучения, позволяющего существенно снизить уровень канцерогенных веществ в готовом продукте по сравнению с традиционным копчением.
На предлагаемую установку для вяления и копчения разработан эскизный проект, изготовлен и опробован опытно-промышленный образец.