ДЫМОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к оборудованию для пищевой промышленности, а именно к устройствам для получения коптильного дыма из древесных опилок в регулируемых условиях.
При использовании дымогенераторов в пищевой промышленности часто возникает сложность в плавном изменении температуры дымогенерации, что делает невозможным соблюдение температурных параметров, обеспечивающих низкое содержание полиароматических углеводородов в генерируемом дыме.
Известен дымогенератор (а.с. СССР №144722, кл. 53 с. 1, опубл. 1962, бюл. №3), который содержит бункер для опилок, дымообразующую камеру с подом в виде горизонтальной чугунной плиты, нагреватель пода с применением газовых горелок или электроспирали, полую вертикальную приводную пластину с шарнирно закрепленным дозирующим угольником, скребковый транспортер, вытяжной короб, сборный желоб для золы, редуктор и электродвигатель. Дымогенератор настроен на различные режимы в зависимости от топлива путем изменения интенсивности нагрева пода при помощи термопары, встроенной в нагреватель, к розетке которого подключается регулирующее устройство.
Известен дымогенератор (а.с. СССР №971207, кл. А23В 4/04, опуб. 07.11.1982, бюл. №41), включающий бункер-дозатор, цилиндрическую дымообразующую камеру с окном для подвода воздуха и патрубком отвода дыма, золосборник, электропривод, нагреваемый под с секторным отверстием для выгрузки сгоревших опилок и электронагревателем, скребки, закрепленные под подом, при этом скребки выполнены в двух видам подвижные и неподвижные. Подвижные скребки расположены над верхней частью пода и связаны с электроприводом. Над ними установлены с зазором неподвижные скребки, ширина зазора между скребками убывает в сторону движения подвижных скребков. При движении подвижных скребков опилки скапливаются горками перед ними и перемещаются, оголяя часть пода позади подвижных скребков. Неподвижные скребки срезают вершины горок и сбрасывают опилки на оголенную поверхность пода, осуществляя, таким образом, распределение и перемещение опилок. Наличие приспособления для регулирования зазора позволяет настраивать дымогенератор для использования различных опилок.
Недостатками данных дымогенераторов является невозможность поддержания постоянной температуры тления опилок по всей поверхности электронагревательного пода дымогенератора, поскольку количество тепла подводимого через поверхность пода постоянно, но при тлении опилок происходит дополнительное выделение тепла. Это вызывает образование зон в конце пути перемещения опилок, где температура тления опилок достигает температур значительно выше 800°С, приводя к образованию полиароматических углеводородов в больших количествах.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по количеству существенных признаков и достигаемому результату является дымогенератор (патент РФ №2566686, кл. А23В 4/052, опуб. 27.10.2015, бюл. №30), состоящий из бункера-дозатора опилок, имеющего вертикальный вал с наклонными лопастями, цилиндрической дымообразующей камеры с окнами для подвода воздуха и патрубком отвода дыма, секционного пода с электронагревателем, ворошителя опилок, выполненного в виде вертикального вала и скребков для перемещения опилок, секторного отверстия отвода сгоревших опилок, золосборника. Электропривод вала бункера-дозатора снабжен таймером. Нагревательный под выполнен четырехсекционным, с температурой нагрева поверхностей секций, уменьшающейся от зоны загрузки опилок к зоне секторного отверстия отвода сгоревших опилок. Каждая секция пода имеет регулятор температуры нагрева, а электронагреватель смонтирован под участком пода, равным 75% его площади. При работе дымогенератора опилки, поступающие из дозатора на нагревательный под и перемещаясь по секциям пода, подвергаются тлению с температурой, понижающейся по ходу их перемещения от 400°С до 250°С из-за разной мощности секций пода. Образовавшийся дым от тления при температуре более 400°С в верхней части камеры разбавляется воздухом, подаваемым через окна.
Недостатками данного устройства являются ступенчатое регулирование мощности нагревательных элементов, не позволяющее плавно изменять и фиксировать оптимальную температуру дымообразования, минимизирующую содержание полиароматических углеводородов в коптильном дыме. Кроме того, неровности в слое опилок, возникающие при перемешивании опилок подвижными и неподвижными скребками, создают очаги повышенной температуры вследствие выделения тепла тлеющими опилками, что также приводит к протеканию вторичных реакций пиролиза древесины и неконтролируемому образованию большого количества полиароматических углеводородов.
Задачей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего плавное регулирование температуры дымообразования, приводящее к образованию полиароматических углеводородов в коптильном дыме в минимальных количествах, а также сокращению энергозатрат за счет создания оптимальной температуры дымогенерации.
Поставленная задача решается тем, что в известном дымогенераторе, содержащем бункер-дозатор опилок, имеющий вертикальный вал с наклонными лопастями, электропривод которого снабжен таймером, цилиндрическую дымообразующую камеру с окном для подвода воздуха и патрубком отвода дыма, четырехсекционный под с тремя электронагревателями, ворошитель опилок, выполненный в виде вертикального вала и скребков для перемещения опилок, золосборник, согласно разработанной полезной модели, к каждому электронагревателю в секциях пода подключены отдельные симисторные регуляторы мощности, закрепленные на внешней части дымообразующей камеры и изолированные от нее термоизоляционным материалом, система скребков для перемещения опилок выполнена в виде подвижных верхних и нижних скребков, вращающихся в противоположных направлениях друг от друга, причем нижние скребки вращаются в сторону перемещения опилок по поду к окну выгрузки золы в зольник.
Технический результат достигается за счет того, что симисторные регуляторы мощности, подключенные каждый к своему электронагревателю, изменяют синусоиду, подаваемую на соответствующий электронагреватель, изменяя электрическую мощность, что обеспечивает плавную и точную регулировку температуры пиролиза древесины в дымогенераторе. Такое соблюдение температурных условий пиролиза древесины приводит к образованию низкого содержания канцерогенных полиароматических углеводородов в коптильном дыме (Курко В.И., Химия копчения - М.: Пищевая промышленность, 1969, с. 343). Дымогенерация при оптимальной температуре гарантирует снижение затрат энергии на использование дымогенератора, повышая его экономичность.
Подвижные скребки соединены с вертикальным валом и расположены друг над другом, имеют разную высоту и двигаются в противоположных направлениях друг относительно друга. Это позволяет равномерно распределить тонким слоем опилки на всей поверхности пода, а это в свою очередь обеспечит однородное воздействие тепла на весь объем опилок и сократит нагрев продуктов первичных реакций дымообразования.
Таким образом, производительность дымогенератора увеличивается, а объем протекания вторичных реакций продуктов дымогенерации снижается, что повышает содержание в коптильном дыме коптильных компонентов и препятствует образованию полиароматических углеводородов.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид дымогенератора, на фиг. 2 и 3 - строение скребков, вид сбоку и сверху соответственно, на фиг. 4 - принцип работы скребков.
Дымогенератор состоит из цилиндрической дымообразующей камеры 1, содержащей мотор-редуктор 2, приводящий в движение вертикальный вал 3 и систему подвижных скребков для перемещения опилок, выполненную в виде верхних скребков 4 и нижних скребков 5. Скребки расположены друг над другом, причем высота скребков 4 больше высоты скребков 5. В нижней части дымообразующей камеры 1 установлен четырехсекционный под 6, в трех секциях пода расположено по электронагревателю 7, к каждому из которых подключен отдельный симисторный регулятор мощности 8. Регуляторы 8 закреплены на внешней части дымообразующей камеры 1 и изолированы от нее термоизоляционным материалом 9. Под подом 6 находится зольник 10. В верхней правой части дымообразующей камеры 1 установлен бункер-дозатор опилок 11, состоящий из вертикального вала 12 с наклонными лопастями 13 и электропривода 14 с таймером 15 для цикличного вращения вала 12. На дымообразующей камере 1 расположены патрубок 16 для отвода дыма, окно для подачи воздуха 17 и вертикальная заслонка 18 для регулировки количества воздуха, поступающего в зону дымообразования. На поде 6 установлена термопара 19 для определения его температуры.
На фиг. 5 изображена схема симисторного регулятора мощности.
Симисторный регулятор мощности состоит и следующий элементов: резисторы R1 R2, конденсатор С1, диоды D1, D2, динистор DN1, симистор DN2.
Динистор DN1 замыкает цепь D1-C1-DN1, переводя симистор DN2 в открытое положение до достижения точки нуля (завершения полупериода). Открытие зависит от времени накопления порогового заряда, необходимого для переключения DN1 и DN2, на конденсаторе. Скорость заряда управляется цепочкой R1-R2, от суммарного сопротивления которой зависит момент «открытия» симистора DN2. Так, управление мощностью нагрузки происходит посредством переменного резистора R1.
Характеристики используемых составляющих симисторного регулятора мощности зависят от суммарной мощности используемых электронагревателей дымогенератора.
Устройство работает следующим образом.
Патрубок дымогенератора 16 соединяют с коптильной камерой (на чертеже не показана). Устройство подключают к сети 220 В частотой 50 Гц. Одновременно включают таймер 15 электропривода 14, электронагреватели 7, мотор-редуктор 2, приводя во вращательное движение вал 3 и скребки 4,5. Температура нагрева электронагревателей 7 регулируется симисторными регуляторами мощности 8. Через окно 17 в дымообразующую камеру 1 поступает воздух, коэффициент избытка воздуха регулируется заслонкой 18. В бункер-дозатор опилок 11 засыпают опилки, которые перемешиваются с помощью вертикального вала 12 и лопастей 13 и попадают в дымообразующую камеру 1 на вращающиеся скребки. Нижние скребки 5 перемещают порцию опилок, собирая их с сегмента пода 6 перед собой, при этом формируется вал опилок высотой больше, чем высота нижнего скребка. Выступающая часть вала опилок срезается верхними скребками 4, вращающимися в направлении, обратном направлению вращения нижних скребков 5. Верхние скребки 4 разравнивают опилки по поверхности пода 6 ровным слоем, толщиной не более высоты нижних скребков 5. Опилки, двигаясь по поду 6, тлеют, образуя коптильный дым, который через патрубок 16 подается в коптильную камеру. Использованные опилки попадают в зольник 10.
Работу установки прекращают следующим образом: выключают нагрев электронагревателей 7 симисторными регуляторами мощности 8. Дают скребкам ссыпать оставшиеся опилки в зольник 10. Выключают электропривод 14 путем отключения таймера 15. Выключают установку от сети, проводят очистку дымогенератора от продуктов горения.
Использование предложенной полезной модели дымогенератора обеспечивает:
- минимизацию содержания полиароматических углеводородов в коптильном дыме;
- повышение содержания коптильных компонентов в коптильном дыме;
- снижение энергозатрат путем оптимизации температуры дымообразования.