Вакуумный морозильный аппарат

Полезная модель относится к пищевой промышленности, в частности, к устройствам для замораживания вязко-упругих продуктов (например, клейковина) и композиций, и может быть использована при производстве мороженых полуфабрикатов.
Известен морозильный аппарат для замораживания пюреобразных продуктов, содержащий вертикальный корпус с наружной теплоизоляцией, шнек, патрубки для подвода холодного и отвода отепленного воздуха, экструдер, подающий предварительно охлажденный в кожухотрубчатом теплообменнике пюреобразный продукт посредством шнека через фильеры, измельчитель, выполненный в виде подвижных и неподвижных лопастей, при этом неподвижные лопасти жестко фиксированы на стенках корпуса под измельчителем, на выходе из корпуса установлен шлюзовый затвор, выводящий замороженный продукт из корпуса и выполненный в виде фиксированных на валу лопастей, заключенных в круглый корпус с отводящим продукт патрубком (патент RU №171118, 2017 г.).
Недостатком конструкции является высокая энергоемкость.
Наиболее близким по технической сути решением является вакуумный морозильный аппарат, содержащий вертикальный корпус с наружной теплоизоляцией, кожухотрубчатый теплообменник, фильеры, измельчитель, шлюзовый затвор, патрубки, подводящие и отводящие продукт, смеситель, жестко соединенный с кожухотрубчатым теплообменником, испаритель на внешней поверхности смесителя, вакуумный насос, соединенный с морозильной камерой и установкой вакуумной упаковки, расположенной на выходе из основного шлюзового затвора, дополнительный шлюзовый затвор на выходе из установки вакуумной упаковки, (патент RU №186518, 2019 г.).
Такое устройство не обеспечивает качественную заморозку гранул, т.к. при формовании липких упруго-вязких продуктов для получения качественных гранул происходит их налипание на фильеры, смятие измельчителем, обратимая деформация продавленного через фильеры материала, тем самым не обеспечивает. К недостаткам аппарата следует отнести недостаточную интенсивность замораживания, которая не обеспечивает снижение адгезионных свойств вязкого продукта.
Технической задачей является создание устройства, позволяющего осуществить замораживание липких вязко-упругих продуктов в виде отдельных, неслипающихся гранул при минимальных потерях продукта и низких энергозатратах.
Технический результат - улучшение качества замораживаемого продукта за счет усовершенствования конструкции.
Он достигается тем, что известное устройство, содержащее вертикальный корпус с наружной теплоизоляцией, шлюзовый затвор на выходе из морозильной камеры, патрубки, подводящие и отводящие продукт, вакуумный насос, соединенный с морозильной камерой, дополнительно имеет шнековый нагнетатель, на выходе из которого установлена решетка в виде диска с прямоугольным отверстием в центре, инфракрасные лампы, закрепленные на внутренней стенке корпуса на держателях друг напротив друга, в верхней части корпуса шлюзового затвора выполнено отверстие, большее по размеру, чем отверстие в решетке и соосное с ним, через которое продукт направляется в зону гранулирования, съемные режущие ножи, фиксированные болтовыми соединениями на лопастях ротора шлюзового затвора.
Шнековый питатель захватывает материал и продавливает его сквозь отверстие в решетке в морозильную камеру. Решетка в виде диска с прямоугольным отверстием в центре на выходе из шнекового нагнетателя позволяет сформовать продукт в виде полосы, которая после замораживания в морозильной камере попадает в отверстие в корпусе шлюзового затвора и срезается ножами, расположенными на лопастях его ротора. Это позволяет сократить потери продукта при его формовании и получить на выходе продукт в виде пластин одинакового размера. Такая конструкция зоны гранулирования обеспечивает также сохранение вакуума в морозильной камере.
Инфракрасные лампы внутри корпуса расположены таким образом, чтобы на полосу продукта воздействовал с обеих сторон равномерный тепловой поток инфракрасного излучения. Этот процесс обеспечивает резкое снижение адгезионных свойств вязко-упругого продукта и он легко подвергается гранулированию. Гранулы при дальнейшем хранении не слипаются за счет обезвоженного поверхностного слоя.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже (фиг. 1. - в разрезе).
Устройство содержит вертикальный корпус 1 с наружной теплоизоляцией 2, подводящий продукт патрубок 3 в шнековый нагнетатель 4, решетка 5 в виде диска с прямоугольным отверстием для формования полосы продукта на выходе из шнекового нагнетателя 4, инфракрасные лампы 6, закрепленные на внутренней стенке корпуса 1 на держателях 7 друг напротив друга, вакуумный насос 8, соединенный с морозильной камерой, шлюзовый затвор 9, в верхней части корпуса которого выполнено отверстие прямоугольной формы для направления полосы продукта в зону гранулирования, съемные режущие ножи 10, установленные на лопастях ротора и фиксированные болтовыми соединениями, отводящий продукт патрубок 11.
Устройство работает следующим образом.
Вязко-упругий продукт (например, клейковина) через патрубок 3 шнековым нагнетателем 4 продавливается к решетке 5. Сформованная при продавливании через нее полоса продукта прямоугольного сечения поступает в корпус 1 морозильной камеры, где замораживается за счет интенсивного испарения при пониженном давлении, создаваемым вакуумным насосом 8. Одновременно с замораживаем во время продвижения полосы продукта внутри корпуса 1 ее поверхностный слой с обеих сторон обезвоживается терморадиационным способом. Инфракрасные волны генерируются инфракрасными лампами 6, закрепленными внутри корпуса на держателях 7 друг напротив друга. Происходит резкое снижение адгезионных свойств вязко-упругого продукта и он подвергается гранулированию. Для этого полоса продукта направляется в прямоугольное отверстие в верхней части корпуса шлюзового затвора 9 и срезается ножами 10, закрепленными болтами на лопастях ротора шлюзового затвора. Через отводящий патрубок 11 выводится замороженный в виде пластин продукт.
Положительный эффект - предлагаемое устройство позволяет интенсифицировать процесс замораживания продукта и повысить качество получаемых замороженных гранул.