ШКАФ ДЛЯ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
FOOD DRYER

Изобретение относится к сушильному оборудованию с электрическим нагревом, предназначенным для сушки фруктов, овощей, трав и другой растительной продукции. И может быть использована в линиях переработки овощей и фруктов.
Современные конструкции сушильного оборудования очень разнообразны. Применение конкретных схем и отдельно взятых узлов определяется геометрией, химическими и физическими свойствами высушиваемого сырья, типом сушильного агента, режимами работы. Наиболее широко распространенными являются типовые конструкции сушильных установок: атмосферные; коридорные; барабанные; камерные; вакуумные; вакуумно-импульсные.
Существенным недостатком такого рода сушилок является значительное энергопотребление и не высокое сохранение полезных веществ в конечном продукте.
Среди всего разнообразия сушильных агрегатов известны высокочастотные; сублимационные; контактные; конвективные пневматические; инфракрасные.
Известен шкаф для сушки пищевых продуктов (RU 2123252 C1, опубликовано 20.12.1998) принятый за прототип, с отверстием в основании для прохода воздуха, включающий перфорированную крышку, сетчатые лотки, установленные в корпусе горизонтально друг над другом с боковым зазором и блок электронагревателей, шкаф дополнительно содержит связанное с блоками электронагревателей устройство контроля и поддержания температуры, блоки электронагревателей, установленные под каждым лотком, при этом лотки установлены в корпусе с зазорами с четырех сторон, ширина каждого из которых составляет 0,04 - 0,06 от длины соответствующей стороны лотка, расстояние между блоком электронагревателей и верхним лотком превышает расстояние между блоком электронагревателей и нижним лотком, площадь перфорации крышки шкафа составляет 1,2 - 1,5 от площади боковых зазоров лотка, а по периметру основания выполнено отверстие, идентичное боковому зазору между лотком и корпусом. Блок электронагревателей выполнен в виде рамки с закрепленными на ней электросопротивлениями, установленными параллельно друг другу и одной из сторон рамки и заключенные в корпусе трубки, при этом расстояние между электронагревателями в блоке составляет 0,15 -0,16 ширины лотка. Высушиваемые продукты помещаются на лотки до упора. С помощью пульта управления производят включение блоков нагревателей и задают температуру сушки в зависимости от вида продукта. Сигнал с датчика поступает на пульт управления и по достижению заданной температуры блоки электронагревателей отключаются. По мере необходимости температуру процесса можно менять, задавая ее величину с помощью пульта управления. Шкаф для сушки существенно повышает качество сушки.
Процесс сушки в прототипе обусловлен теплообменом между воздухом, нагреваемым с помощью блоков электронагревателей, и атмосферным воздухом, поступающим через отверстия в основании корпуса, через лотки с высушиваемым продуктом и боковые зазоры между лотками и корпусом шкафа, а также конвекцией воздуха, уносящего испаряемую влагу через вышеупомянутые зазоры и далее через высушиваемый продукт и через перфорированную крышку.
Недостаток прототипа. В прототипе испаряемая из продукта влага, увлекаемая потоком поднимающегося воздуха, уносится через боковые зазоры и отверстия в крышке шкафа, атмосферный воздух поступает в шкаф через отверстия в его основании. Вследствие этого происходит неэффективное влагоудаление, качество высушиваемого продукта снижается, что является основным недостатком прототипа.
Техническим результатом изобретения является эффективная конвенция, влагоудаление, что позволит увеличить качество высушиваемого продукта.
Технический результат достигается тем, что в шкаф для сушки пищевых продуктов, содержащий сушильную камеру с рамой, боковыми и задней стенками, основанием, крышей, съемные полки, выполненные сетчатыми, электронагреватели, датчик температуры и пульт управления с устройством контроля и поддержания температуры, введена тележка, содержащая основание с колесами, вертикально установленную раму с дверкой, выполненной с рядами отверстий по всему периметру, предназначенных для поступления атмосферного воздуха при сушке продукта, кронштейны горизонтально расположенные и жестко зафиксированные на раме с двух ее сторон, а съемные полки размещены на кронштейнах тележки; задняя стенка сушильной камеры выполнена с рядами отверстий для влагоудаления, в сушильную камеру дополнительно введены датчики температуры, введены направляющие для колес тележки, воздуховод, расположенный на задней стенке сушильной камеры, вентилятор установленный в вентиляционном коробе на крыше сушильной камеры, электронагреватели выполнены в виде регулируемых нагревательных элементов, встроенных в нагревательные пластины, причем нагревательные пластины внутри сушильной камеры жестко закреплены одна над другой и условно объединены в блоки, при этом каждый блок нагревательных пластин через нагревательные элементы подсоединен к соответствующему датчику температуры, каждый из которых управляет соответствующей фазой в трехфазной сети электроснабжения шкафа, а между соседними съемной полкой с продуктом и нагревательной пластиной в шкафу образован воздушный зазор. Отверстия, на дверке тележки выполнены таким образом, что расстояние между отверстиями составляет, например, 20 мм, при этом, диаметр каждого отверстия - 4 мм, а расстояние между рядами отверстий, например, 83,5 мм. Воздушный зазор между соседними съемной полкой с продуктом и нагревательной пластиной в шкафу составляет, примерно, 35 мм.
На фиг. 1 показан общий вид сушильного шкафа с тележкой; на фиг. 2 показан общий вид шкафа без тележки; на фиг. 3 показана нагревательная пластина с встроенным внутрь электронагревателем; на фиг. 4 показана рама сушильной камеры; на фиг. 5 показана тележка; на фиг. 6 показан разрез сушильного шкафа с направлением движения влажного воздуха, на фиг. 7 показан вид В-В; на фиг. 8 - вид А; на фиг. 9 показан вид Д, где приняты следующие обозначения:
1 - сушильная камера;
2 - тележка;
3 - рама сушильной камеры;
4 - стойки;
5 - направляющие;
6 - основание;
7 - крыша;
8 - боковые стенки сушильной камеры;
9 - задняя стенка сушильной камеры:
10 - вентиляционный коробе вентилятором;
11 - нагревательные пластины;
12 - воздуховод;
13 - нагревательный элемент;
14 - основание тележки;
15 - колеса;
16 - рама тележки;
17 - дверка;
18 - отверстия на дверке тележки;
19 - ручки;
20 - кронштейны;
21 - съемные полки;
22 - пульт управления;
23 - датчики температуры;
а - расстояние между отверстиями на дверке тележки;
б - диаметр отверстий на дверке тележки;
с - расстояние между рядами отверстий на дверке тележки.
Сушильный шкаф состоит из двух составных частей подвижной и неподвижной, неподвижная часть - сушильная камера 1 и подвижная часть шкафа - тележка 2.
Сушильная камера 1 содержит раму 3 выполненную из стоек 4, направляющих 5, основания 6, крыши 7, боковых 8 и задней 9 стенок. На крыше 7 расположен вентиляционный короб с вентилятором 10. Внутри сушильной камеры жестко закреплены одна над другой нагревательные пластины 11. Задняя стенка 9 выполнена с рядами отверстий для влагоудаления. На задней стенке 9 сушильной камеры расположен воздуховод 12, на боковой стенке 8 расположен пульт управления 22. Рама 3 сушильной камеры представляет собой сварную конструкцию из профильных труб. Боковые 8 и задняя 9 стенки, крыша 7, основание 6 выполнены из листового металлического материала.
Каждая нагревательная пластина 11 сушильной камеры 1 выполнена с встроенным электронагревателем в виде нагревательных элементов 13.Количество нагревательных пластин 11 в сушильной камере 1, например, двадцать, при этом, для регулирования температуры и управления нагревательными элементами 13 в сушильной камере 1 установлены три датчика температуры 23, каждый из которых управляет соответствующей фазой в трехфазной сети электроснабжения шкафа. Нагревательные пластины 11 в сушильной камере 1 условно объединены в блоки. Первый блок включает шесть нагревательных пластин 11 подключен к первой фазе, а  остальные  блоки, включающие по семь нагревательных пластин 11 - ко второй и третьей фазам соответственно.
Тележка 2 содержит основание 14 с колесами 15 и с вертикально установленной рамой 16 с дверкой 17, выполненной из перфорированной пластины с рядами отверстий 18, предназначенных для поступления атмосферного воздуха при сушке продукта. На дверке 17 с двух сторон установлены ручки 19. Рама 16 с двух сторон выполнена с горизонтально расположенными кронштейнами 20 для установки на них съемных полок 21, выполненных в виде сетчатых пластин. Причем, кронштейны 20 тележки 2 закреплены на раме 16 таким образом, что при закатывании тележки в сушильную камеру, полки с уложенными на них продуктами и расположенными на кронштейнах 20 тележки 2 размещены между нагревательными пластинами сушильной камеры 1.
Воздушный зазор между соседними съемной полкой 21 с продуктом и нагревательной пластиной 11 в шкафу составляет, примерно, 35 мм, что также способствует удалению образующейся влаги через отверстия в задней стенке 9 сушильной камеры 1 в воздухоотвод 12 и вентиляционный короб, при этом, приточный атмосферный воздух в сушильную камеру 1 поступает через отверстия 18 на дверке 17 тележки 2.
В ходе проведения испытаний было принято решение в отношении следующих размеров отверстий 17 на дверке тележки 2. Отверстия, выполненные на дверке 17 тележки 2 с диаметром 6-4 мм, расстояние между отверстиями - 20 мм, расстояние между рядами отверстий с - 83,5 мм.
Шкаф для сушки продуктов работает следующим образом:
На боковой стенке 8 сушильной камеры 1 установлен пульт управления 22, предназначенный для приема, распределения, подачи и управления электроэнергии, тем самым управляя процессом нагрева сушильного шкафа 1. На пульте управления22 установлены комбинированные электроизмерительные приборы в в виде цифровых мультимеров, позволяющих установить необходимую температуру для каждого блока нагревательных пластин 11, а для контроля параметров внутри сушильного шкафа 1 для каждого блока нагревательных пластин 11 установлены датчики температуры 23, которые подсоединены к соответствующим цифровым мультимерам, позволяющим контролировать температуру нагрева всего шкафа. Также на пульте управления имеется регулятор скорости, отвечающий за скоростью оборота вентилятора 10, что соответственно влияет на процесс высасывания влаги. Управление вентилятором 10в вентиляционном коробе осуществляет оператор. Забираемая влага с каждого отсека сушильной камеры поступает в вентиляционный короб через отверстия на задней стенке9 сушильной камеры 1.
Продукт для сушки размещается на съемных полках 21, каждую из которых устанавливают на кронштейны 20 тележки 2. Заполненную продукцией тележку закатывают в сушильную камеру 1 по направляющим 5 сушильной камеры 1 до упора, таким образом, обеспечивают плотное закрытие сушильной камеры 1. Равномерный нагрев воздуха в сушильной камере 1 обеспечивается электронагревательным элементом 13. Оператор, работая с пультом управления 22 устанавливает соответствующую фазу температуры от 10 до 80 С° в зависимости от вида продукта на датчиках температуры 23 для каждого блока нагревательных пластин 11. Далее, сигналы с датчиков температуры 23 поступают на комбинированные электроизмерительные приборы на пульте управления 22, которые предназначены для отключения или подачи напряжения, а также поддержания установленной температуры кратковременными подачами напряжений на нагревательные элементы 13. Для удаления влаги, образующейся в процессе сушки при испарении ее из загружаемых продуктов в сушильном шкафу предусмотрен воздухообмен. Это обеспечивается наличием вентилятора 10 в вентиляционном коробе и воздухоотвода 12. Вентилятор управляется частотным преобразователем, установленным в цепь электроснабжения вентилятора 10. В процессе сушки испарившаяся влага от сырых продуктов переносится в воздуховод 12 через отверстия в задней стенке 9 сушильной камеры 1 и удаляется с помощью вентилятора 10в вентиляционном коробе. Кроме этого, дверка 17 тележки 2 выполненная с рядами отверстий 18 обеспечивает поступление атмосферного воздуха в сушильную камеру.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает эффективное влагоудаление и конвекцию и получение продуктов высокого качества.