ШКАФ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ХЛЕБА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
BREAD COOLING CABINET IN FIELD CONDITIONS

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности, в частности к устройствам для ускоренного охлаждения хлебобулочных изделий в полевых условиях.
Процесс охлаждения хлеба является сложным и важный этапом при его производстве. Для охлаждения хлеба необходимо создание условий (влажности, температуры), процесс осуществляется в течение 4-5 часов в специальных помещениях.
Известен охладитель хлеба «ВО-1» (ВО-1 охладитель хлеба [Электронный ресурс] https:/bac-forum.ru/board/350-vo-1-ohladitel-hleba.html) [1], предназначенный для охлаждения хлеба в стационарных условиях, он содержит охлаждающую камеру, блок управления и вакуумный насос.
Такая конструкция устройства, основана на принципе вакуумного охлаждения хлеба, она имеет существенные недостатки в эксплуатации, значительную потребность в электроэнергии (до 5 кВт), массу до 1600 кг, необходимость использования для работы воды (потребность до 0,4 т).
Технической задачей изобретения является снижение массы устройства, расхода энергоресурсов и придание возможности эксплуатации в полевых условиях.
2
Суть изобретения заключается в том, что для достижения поставленной задачи, шкаф для охлаждения хлеба дополнительно снабжен жестко зафиксированным в дверке ультразвуковым излучателем с ультразвуковым преобразователем обеспечивающим подачу ультразвуковых волн, от ультразвукового генератора, работающего в импульсном режиме (максимальная плотность выходной мощности 4-5 Вт/см). Охлаждение ультразвукового преобразователя на начальном этапе охлаждения хлеба осуществляет компрессор. Автоматизация процесса обеспечивается программой прошитой в блок управления, который регулирует создание отрицательного вакуума 0,5 атм. подавая сигнал на вакуумный насос. Конвекция в охлаждающей камере обеспечивается вентилятором, связанным через шину с блоком управления. Время окончания охлаждения хлеба определяется автоматически (по снижению температуры в охлаждающей камере до 30°С).
Техническая задача решается за счет того, что шкаф для охлаждения хлеба в полевых условиях содержит охлаждающую камеру, блок управления и вакуумный насос, отличается тем, что блок управления через шину связан с вентилятором, зафиксированный в верхней части охлаждающей камеры, на дверке жестко крепится ультразвуковой излучатель, связанный с ультразвуковым преобразователем и генератором ультразвука, обеспечивающим подачу ультразвуковых волн в импульсном режиме, блок управления также связан через шину с компрессором, который через шланг соединен с ультразвуковом преобразователем, вакуумным насосом, компрессор поршневой безмасляный, второй конец шланга которого зафиксирован в стенке охлаждающей камеры, а также вентилятор связан с трубкой, внутри охлаждающей камеры фиксируется сетчатый под.
На фиг. 1 представлена блок-схема шкафа для охлаждения хлеба в полевых условиях где обозначено: поз. 1 - источник электроэнергии; поз. 2 -блок управления; поз. 3 - генератор ультразвука; поз. 4 - ультразвуковой преобразователь; поз. 5 - ультразвуковой излучатель; поз. 6 - вентилятор; поз. 7 - вакуумный насос; поз. 8 - компрессор.
На фиг. 2 показан шкаф для охлаждения хлеба в полевых условиях где обозначено: поз. 9 - ручка; поз. 10 - крепежная планка; поз. 11 - дверка; поз. 12 - трубка; поз. 13 - шина; поз. 14 - кабель; поз 15 - шланг; поз. 16 - корпус.
Конструктивно шкаф для охлаждения хлеба в полевых условиях может быть выполнен как показано на фиг. 2. Блок управления (2) (потребляемая мощность - 0,1 кВт) связан через шину (13) с вентилятором (6), генератором ультразвука (3), компрессором (8), вакуумным насосом (7). К торцевой стенке корпуса (16) (как вариант, из нержавеющей стали, двух секционный) подвижно крепится дверка (11) (как вариант, из нержавеющей стали), на внешней стороны которой, по центру, жестко (сварочным швом) фиксируется крепежная планка (10) (из нержавеющей стали). Ультразвуковой излучатель (5), жестко зафиксирован в дверке (11) связан с ультразвуковым преобразователем (4) и через шину (13) с генератором ультразвука (3) (как вариант, ультразвуковой аппарат серии «Соловей модель УЗАГС-0,3/22-О», ультразвуковая пьезоэлектрическая колебательная система с принудительным воздушным охлаждением, потребляемая мощность - 0,7 кВт). Ультразвуковой преобразователь (4) связан через шланг (15) с компрессором (8) (как вариант, Fini Genius 230, потребляемая мощность - 1,1 кВт) (http://www.ms-el.com/kompressor/zalivka/genius230.html) [2] обеспечивающий подачу воздуха для охлаждения. Вентилятор (6) (как вариант, лопастной, потребляемая мощность - 0,9 кВт), зафиксирован верхней части охлаждающей камера и связан с трубкой (12) (как вариант две, обеспечивающих приток воздуха и выброс в атмосферу парообразующей среды из охлаждающей камеры). Вакуумный насос (7) (как вариант, компрессор поршневой безмасляный FINI CIAO 25/185 со шлангом, потребляемая мощность - 1,1 кВт) (http://www.ms-el.com/kompressor/zalivka/ciao25185.html) [3] обеспечивает создание отрицательного вакуума 0,5 атм. в охлаждающей камере.
Шкаф для охлаждения хлеба в полевых условиях работает следующим образом: формованный хлеб (температура корки 102±2°С, мякиша 96±1°С, на фиг. не показан) после выбивания из хлебных форм размещается на сетчатых подах внутри охлаждающей камеры (на фиг. не показано). На блоке управления (2) запускается программа, подает сигнал на: вакуумный насос (7) для создания отрицательного вакуума 0,5 атм в охлаждающей камере; генератор ультразвука (3) подает ультразвуковые волны в импульсном режиме (частота 22…26 кГц, мощность на выходе преобразователя 300 Вт). Вентилятор (6) создает конвекцию внутри охлаждающей камеры. На начальном этапе температура внутри охлаждающей камеры будет подниматься, что приведет к нагреву ультразвукового излучателя (5) и ультразвукового преобразователя (4) для их охлаждения автоматически будет подаваться компрессором воздух. При снижении температуры воздуха внутри охлаждающей камеры ниже 55°С компрессор отключается. При снижении температура воздуха внутри охлаждающей камеры до 30°С блок управления блокирует подачу электроэнергии на ультразвуковой генератор (4), компрессор (8) и вакуумный насос (7).
Экспериментальные исследования, проведенные в мае 2018 года, дали положительные результаты. Ультразвук (мощностью 300 Вт) в импульсном режиме (период следования серий ультразвуковых импульсов - 3,26 миллисекунд, при работе силовых каскадов - 0,36 миллисекунд (Исследование работы электронного генератора ультразвукового технологического аппарата в импульсном режиме, В.Н. Хмелев, Р.В. Барсуков, Г.В. Леонов, Е.В. Ильченко, Ползуновский Вестник, №2 2014 С - 194-198) [4] не создает кавитацию и обеспечивает продвижение тепла из центра мякиша по капиллярам. Создание отрицательного вакуума 0,5 атм, позволяет создать эффект кипячения воды в горах, температура кипения жидкости 70-85°С.
Время на охлаждения формованного хлеба массой 1,2 кг до 30°С в центре мякиша составило 3,5 минуты. Интенсификация позволяет преодолеть критический этап формирования бактерий при температуре в 70°С, что существенно продлевает срок хранения хлеба. В таком состоянии формованный хлеб готово к нарезке, упаковке и хранению в полевых условиях. Суммарная максимальная потребляемая мощность, переменного электрического тока напряжением 220 В, для охлаждения хлеба в предложенном шкафу составляет около 3,8 кВт.
Таким образом, предложенный шкаф для охлаждения хлеба в полевых условиях обладает новизной и существенными отличиями от прототипа, обеспечивающими ему новые полезные характеристики снижение массы устройства, расхода энергоресурсов и придание возможности эксплуатации в полевых условиях.
Литература
1. ВО-1 охладитель хлеба [Электронный ресурс] https://bac-forum.ru/board/350-vo-1-ohladitel-hleba.html
2. http://www.ms-el.com/kompressor/zalivka/genius230.html.
3. http://www.ms-el. com/kompressor/zalivka/ciao25185.html.
4. Исследование работы электронного генератора ультразвукового технологического аппарата в импульсном режиме, В.Н. Хмелев, Р.В. Барсуков, Г.В. Леонов, Е.В. Ильченко, Ползуновский Вестник, №2 2014 С-194-198.