АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к рыбной промышленности и может найти применение при производстве сушеной рыбной продукции в условиях малых и средних предприятий и фермерских хозяйств.
Известно устройство (патент РФ №2121638, МПК F 26 В 5/04, F 26 В 9/06, опубл. 10.11.1998 г.) для вакуумной сушки материалов включающее камеру с размещенными в ней обогреваемыми полками для материала, систему нагрева полок, систему откачки парогазовой смеси и неконденсирующихся газов, подключенную к конденсатору и насосу глубокого вакуума, холодильную машину, подключенную к конденсатору, выполненному в виде батарейного осушителя, пульт контроля и управления, при этом система откачки дополнительно содержит водокольцевой насос, предназначенный для откачивания выделяющихся при сушке паров свободной влаги из материала и поддержания заданного давления в камере в этот период. Насос для поддержания глубокого вакуума в камере и отсоса неконденсирующихся газов включается в работу одновременно с холодильной машиной, охлаждающей батареи осушителя для конденсации выделяющейся связанной влаги, причем оттайку батарей осушителя производят горячим теплоносителем из системы нагрева полок с одновременным заполнением системы свежим теплоносителем и охлаждением полок в камере.
К недостаткам вышеописанного устройства можно отнести:
- необходимость оттайки батарей осушителя;
- конструкция устройства не предусматривает двухсторонний кондуктивный нагрев слоя продукта при сушке, что приводит к увеличению длительности процесса сушки;
- наличие разнородных систем откачки парогазовой смеси и получения глубокого вакуума усложняет и удорожает техническую реализацию устройства.
Полезная модель решает задачу повышения уровня автоматизации процесса сушки, упрощения конструкции устройства, при одновременном увеличении скорости сушки.
Для получения необходимого технического результата в известном устройстве для вакуумной сушки продуктов, включающем камеру с размещенными в ней поддонами для продуктов и теплообменники, систему откачки парогазовой смеси и неконденсирующихся газов, включающую конденсатор, емкость для сбора конденсата и вакуумный насос,
холодильную машину, трубопроводы, блок управления, датчики давления и температуры, камера оснащена стойкой, установленной на тензодатчиках и имеющей днище с крышкой, к оппозитным сторонам стойки прикреплены трубы теплообменника, расположенные параллельными горизонтально ориентированными рядами, причем, трубы теплообменника прикреплены с возможностью продольного изгиба и вертикального перемещения при нагрузке и упрогого возврата в исходное положение в свободном состоянии, при этом поперечный размер каждой трубы составляет не более четверти, а расстояние между трубами в ряду - не более 1/8 от расстояния между рядами труб, в котором размещен в перфорированных поддонах продукт для сушки, кроме того, между верхним рядом труб и крышкой расположена эластичная емкость, для создания давления подпрессовки в процессе сушки, связанная через управляемый клапан и регулятор давления с атмосферой.
Система откачки парогазовой смеси и неконденсирующихся газов состоит из эжектора (струйного вентилятора) и инжектора (струйного насоса), подключенных через клапаны к воздушному компрессору с регулируемым электроприводом, режим работы которого и последовательность включения - отключения эжектора и инжектора определяется блоком управления по сигналам датчиков давления в вакуумной камере. Устройство оснащено накопителем холодной воды, соединенным с конденсатором, и накопителем теплой воды, в которые соответственно, введены испаритель и конденсатор холодильной машины. Теплообменники выполнены из секций, имеющих форму ленточных коробчатых сильфонов, изготовленных из тонкостенного металла и подсоединенных к общему коллектору для подвода и отвода теплоносителя.
На прилагаемой схеме изображено предлагаемое автоматизированное устройство для вакуумной сушки пищевых продуктов. На схеме приняты следующие обозначения:
На схеме приняты следующие обозначения:
1 - вакуумная камера; 2 - стойка с кронштейнами; 3 - поддоны; 4 - теплообменники; 5 - крышка; 6 - днище со слоем теплоизолятора; 7 - конусообразный поддон с трубой для отвода конденсата в емкость; 8 - емкость для сбора конденсата; 9 - конденсатор; 10 - накопитель холодной воды; 11 - накопитель теплой воды; 12 - холодильная машина; 13 - эжектор; 14 - инжектор; 15 - компрессор; 16, 17 - электроприводы регулируемой скорости вращения; 18 - насос; 19 - аппарат для нагрева воды; 20 - тепловой электрический нагреватель; 21 - блок управления; 22 - датчики температуры теплообменников; 23 - датчик температуры холодной воды; 24 - датчик температуры теплой воды; 25 - датчик расхода воды; 26 - датчик давления в вакуумной камере; 27, 28, 29, 30, 31, 33 - управляемые
электроклапаны; 32 - датчик давления, 34 - тензодатчик, 35 - регулятор давления, 36 - баллон из эластичного материала, 37 - датчик давления.
4
Установка работает следующим образом. В стойку 2, расположенную в вакуумной камере 1, устанавливают поддоны 3 с продуктом. В соответствии с алгоритмом блок управления 21 включает холодильную машину 12, поддерживающую в емкости 10 по сигналу датчика 23 заданную температуру воды, включает электропривод 16 компрессора 15 при достижении заданного давления примерно 0,5 Мпа, измеряемого датчиком 32, открывает клапаны 27 и 29 и эжектор 13 откачивает воздух из камеры, а при давлении примерно 2×10 кПа, измеряемым датчиком давления 26, закрывает клапаны 27 и 29, открывает клапаны 28 и 30 и включает инжектор 14, поддерживающий давление в камере на уровне 4 кПа. Параллельно с этим блок управления 21 открывает клапан 31 накопителя 11 с датчиком температуры воды 24, включает электропривод 17, регулирующий скорость вращения насоса 18 и, соответственно, расход воды, измеряемой датчиком 25 так, чтобы перепад температуры воды в теплообменнике, измеряемый датчиками 22, не превысил 2°С, а температура воды на входе в теплообменник, регулируемая изменением напряжения на нагревателе 20 аппарата для нагрева воды 19 находилась на уровне 31+-2°С, а также открывает клапан 33 подачи атмосферного воздуха к регулятору 35, поддерживающему по сигналу датчика 37 давление в баллоне 36, соответствующее оптимальному для обрабатываемой продукции давлению подпрессовки.
Суммарные усилия, создаваемые давлением подпрессовки, воспринимаются крышкой 5 и днищем 6. Влага, стекающая с продукта, собирается конусообразным поддоном 7 и направляется в емкость 8. Пары воды конденсируются на поверхности конденсатора 9, в который холодная вода поступает за счет естественной конвекции из накопителя 10. Общая потеря массы продукта измеряется тензодатчиками 34. Блок управления, суммируя потерю массы, измеряемую тензодатчиками 34, с прогнозируем по математической модели уменьшением массы продукта за время необходимое для его охлаждения при сушке в вакууме без подвода тепла до температуры воздуха в помещении, определяет моменты прекращения подачи подогретой воды в теплообменнике, прекращения откачки воздуха и соответственно отключения всех подсистем установки, разгерметизации и выгрузки продукта.