УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО КОПЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к установкам для сушки-вяления, тепловой обработки и копчения продуктов питания.
Известна электрокоптильная установка описанная в патенте на изобретение №2305945 Российской Федерации, опубликованном 10.08.2006 года, индекс МПК А23В 4/056.
Электрокоптильная установка, содержит камеру, расположенный в ней дымогенератор, положительный электрод и установленные на двух боковых панелях отрицательно заряженные коронирующие иглы, причем в камере параллельно друг другу расположены клети для материала, подлежащего копчению, при этом положительный электрод размещен между клетей и по габариту выходит за их пределы, причем положительный электрод установлен с возможностью передвижения вдоль камеры к одной из панелей с отрицательно заряженными коронирующими иглами.
Положительный электрод закреплен посредством ползунов на рельсах.
Положительный электрод соединен подпружиненным скользящим контактом с металлической проводниковой полосой
Недостатками аналога являются отсутствие возможности холодной сушки и холодного копчения, так как дымогенератор находится в полости коптильни и производит дым при включении электронагревателя, расположенного, таким образом, что тепло поступает на нагрев полости коптильни, а принудительная вентиляция отсутствует.
Известен патент на изобретение Российской Федерации №2125371 опубликованный 27.01.1999 года, индекс МПК А23В 4/056, в котором описан способ электростатического копчения продуктов путем размещения продукта между коронирующими электродами в виде игл, направленных на обрабатываемый объект с двух сторон, и подачи потоков коптильного дыма на коронирующие электроды, причем потоки коптильного дыма подают на коронирующие электроды-иглы через полости с наклонно установленными дыморазделительными экранирующими сетками.
Регулирование температуры и интенсивности подачи потоков коптильного дыма осуществляют радиатором охлаждения и периодическим включением нагревателя дымогенератора, взаимодействующего с регулятором температуры.
Используют электростатическое поле с регулируемой по амплитуде характеристикой в направлении держателя для обрабатываемого объекта.
Устройство для электростатического копчения, содержащее корпус, в котором расположены держатель для обрабатываемого продукта, установленные по обе стороны держателя коронирующие электроды в виде игл, направленных в сторону держателя, дымогенератор и дымораспределительную перегородку, причем, иглы закреплены на дыморазделительных экранирующих сетках, наклонно установленных с изменяющимися углами наклона вдоль боковых стенок корпуса с образованием полостей для прохода дымовоздушной смеси, при этом устройство содержит радиатор охлаждения дымовоздушной смеси, блок управления и регулятор температуры.
В качестве радиатора охлаждения коптильного дыма использован корпус дымогенератора.
Блок управления содержит электронный формирователь электростатическогго поля, своими выходами подключенный к коронирующим электродам и держателю для обрабатываемого продукта, и включает генератор с регулятором его характеристик по амплитуде, а также регулятор температуры, взаимодействующий через оптотиристоры с нагревательным элементом дымогенератора.
Регулятор температуры выполнен в виде датчика температуры, взаимодействующего через тригер и оптотиристоры с нагревательным элементом дымогенератора.
Общими существенными признаками является то, что устройство для электростатического копчения продуктов содержит камеру, в которой расположены держатель для обрабатываемого продукта, а установленные по обе стороны держателя коронирующие электроды, направлены в сторону держателя, дымогенератор, блок управления.
Недостатками прототипа является то, что элемент для нагрева с дымогенератором находятся в полости корпуса устройства, и поэтому предлагается охлаждения выполнять элементом, который, по сути, нагревает полость, или через внешние стенки, что не обеспечивает стабильную работу устройства с выходом на стабильный нужный температурный режим, также невозможно обеспечить ускоренное подсушивание продукта.
Техническим результатом_является создание универсального устройства для сушки, вяления, электростатического копчения продуктов питания, надежного, простого по конструкции, что обеспечивает качественную обработку.
Существенными признаками является то, что устройство для электростатического копчения продуктов, содержащит камеру, в которой расположены держатель для обрабатываемого продукта, установленные по обе стороны держателя коронирующие электроды, направленные в сторону держателя, дымогенератор, блок управления, причем, корпус камеры выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда с теплоизолирующими стенками и шарнирно закрепленной дверью с уплотнительной прокладкой и задрайками, генератор дыма установлен снаружи и отверстие, для возможности введения дымовоздушной смеси, выполнено в нижней части стенки камеры, патрубок для отвода отработанной дымовоздушной смеси, установлен в крыше камеры, а не менее чем один вентилятор, для возможности подвода чистого воздуха, расположен в нижней части стенки, элементы для размещения обрабатываемых продуктов, использованы в качестве электрода и расположены в верхней части, а панели коронирующих электродов, размещены вертикально и соединены с источником высокого напряжения, также снаружи размещены элементы электроуправления и контроля.
Коронирующие электроды, выполнены панелями из листовой стали с коронирующими треугольными иглами вырезанными из этого же листа по двум кромкам и отогнутыми на угол от 80 до 90 градусов, расстояние между иглами от 40 до 60 мм, длина игл от 15 до 45 мм. Коронирующие электроды съемно закреплены непосредственно на стенке камеры и двери, и подключены к электросистеме легкоразъемным соединением при помощи высоковольтного электрокабеля.
Патрубок отвода отработанной дымовоздушной смеси выполнен удлиненным с возможностью подсоединения до дымового канала здания. Патрубок отвода отработанной дымовоздушной смеси имеет шиберную задвижку.
В нижней части полости камеры размещен электронагреватель. Электронагревателем является трубчатый нагревательный элемент для воздушной среды.
Элементы электроуправления и контроля скомпонованы в блок и включают общий выключатель и общую автоматику защиты от короткого замыкания, блок управления вентилятором, элемент защиты от поражения током при открытой двери, выключатель электростатики, после которого электропитание поступает на частотный сетевой фильтр, а дальше на термозащиту, выпрямитель и генератор высокой частоты, которые связаны с силовым ключом, также до силового ключа подключена первичная обмотка трансформатора, связанного с блоком защиты от перегрузки, далее вторичная обмотка трансформатора соединена с высоковольтным источником постоянного напряжения, с которым соединены положительный и отрицательный электроды.
Отличительными существенными признаками действительными во всех случаях является то, что корпус камеры выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда с теплоизолирующими стенками и шарнирно закрепленной дверью с уплотнительной прокладкой и задрайками, генератор дыма установлен снаружи и отверстие, для возможности введения дымовоздушной смеси, выполнено в нижней части стенки камеры, патрубок для отвода отработанной дымовоздушной смеси, установлен в крыше камеры, а не менее чем один вентилятор, для возможности подвода чистого воздуха, расположен в нижней части стенки, элементы для размещения обрабатываемых продуктов, использованы в качестве электрода и расположены в верхней части, а панели коронирующих электродов, размещены вертикально и соединены с источником высокого напряжения, также снаружи размещены элементы электроуправления и контроля.
Отличительными существенными признаками действительными в отдельных случаях является то, что коронирующие электроды, выполнены панелями из листовой стали с коронирующими треугольными иглами вырезанными из этого же листа по двум кромкам и отогнутыми на угол от 80 до 90 градусов, расстояние между иглами от 40 до 60 мм, длина игл от 15 до 45 мм. Коронирующие электроды съемно закреплены непосредственно на стенке камеры и двери, и подключены к электросистеме легкоразъемным соединением при помощи высоковольтного электрокабеля.
Патрубок отвода отработанной дымовоздушной смеси выполнен удлиненным с возможностью подсоединения до дымового канала здания. Патрубок отвода отработанной дымовоздушной смеси имеет шиберную задвижку.
В нижней части полости камеры размещен электронагреватель. Электронагревателем является трубчатый нагревательный элемент для воздушной среды.
Элементы электроуправления и контроля скомпонованы в блок и включают общий выключатель и общую автоматику защиты от короткого замыкания, блок управления вентилятором, элемент защиты от поражения током при открытой двери, выключатель электростатики, после которого электропитание поступает на частотный сетевой фильтр, а дальше на термозащиту, выпрямитель и генератор высокой частоты, которые связаны с силовым ключом, также до силового ключа подключена первичная обмотка трансформатора, связанного с блоком защиты от перегрузки, далее вторичная обмотка трансформатора соединена с высоковольтным источником постоянного напряжения, с которым соединены положительный и отрицательный электроды.
Благодаря тому, что корпус камеры выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда с теплоизолирующими стенками и шарнирно закрепленной дверью с уплотнительной прокладкой и задрайками, генератор дыма установлен снаружи и отверстие, для возможности введения дымовоздушной смеси, выполнено в нижней части стенки камеры, патрубок для отвода отработанной дымовоздушной смеси, установлен в крыше камеры, а не менее чем один вентилятор, для возможности подвода чистого воздуха, расположен в нижней части стенки, элементы для размещения обрабатываемых продуктов, использованы в качестве электрода и расположены в верхней части, а панели коронирующих электродов расположены вертикально и соединены с источником высокого напряжения, также снаружи размещены элементы электроуправления и контроля - создано универсальное устройство для сушки, вяления, горячего и холодного электростатического копчения продуктов питания, надежный, простой по конструкции, что обеспечивает качественную обработку.
На фиг. 1 изображен главный вид на устройство;
На фиг. 2 изображен вид сверху на устройство;
На фиг. 3 изображен выносной элемент А;
На фиг. 4 изображен вид Б;
На фиг. 5 изображен вид В;
На фиг. 6 изображен выносной элемент Г в котором дверь 2 закрыта;
На фиг. 7 изображена блок-схема электроуправления.
Устройство для электростатического копчения продуктов содержит корпус 1 камеры с шарнирно закрепленой дверью 2, корпус 1 выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда с теплоизолирующими стенками 3, 4 боковыми, и 5-задней, верхней 6 и нижней 7, на передних кромках стенок 3, 4, 6 и 7 по контуру закреплена уплотнительная прокладка 8, а на двери крючок 9, который сообщается с задрайкой 10 закрепленной на стенке 4.
Генератор дыма 11 установлен снаружи в отверстие 12 выполненное в нижней части стенки 4 корпуса камеры 1, патрубок 13 для отвода отработанной дымовоздушной смеси, установленный в верхней стенке 6 и имеет удлиненную трубу снаружи, для возможности крепления на ней трубы соединения с дымовым каналом здания, а вентилятор 14, подвода чистого воздуха, расположен в нижней части задней стенки 5. Элементы для размещения обрабатываемых продуктов, кронштейны 15 и перекладина 16 использованы в качестве электрода и расположены в верхней части корпуса камеры 1.
А панели 17 и 18 коронирующих электродов расположены вертикально и соединены с источником высокого напряжения, также снаружи корпуса 1 в блоке 19 размещены элементы электроуправления и контроля.
Электроды 17 и 18 выполнены плоскими панелями из листовой стали с треугольными коронирующими иглами 20, вырезанными из этого же листа по двум кромкам и отогнутыми относительно третьей кромки на угол от 80 до 90 градусов, расстояние между иглами 50 мм, длина иголок 35 мм.
Панели коронирующих электродов 17 и 18 закреплены съемно платиками 21, непосредственно на задней стенке 5 корпуса камеры 1 и двери 2, и подключены к электросистеме легкоразъемным соединением при помощи высоковольтных электрокабелей 22 и 23.
Патрубок 13, отвод отработанной дымовоздушной смеси, имеет шиберную задвижку 24 и выполнен с возможностью подсоединения к дымовому каналу здания.
В нижней части полости камеры размещен трубчатый нагревательный элемент для воздушной среды - электронагреватель 25.
Дымогенератор 11 содержит вертикальный корпус 26 с верхней крышкой 27, выходной патрубок 28 дыма, расположенный в нижней части корпуса 26, в корпусе 26 имеется отверстие-воздухозаборник 29. патрубок 30 подачи воздуха от компрессора 31, который не показан конструктивно, а в блок-схеме на фиг. 7, вставленный радиально в выходной патрубок 28 дыма за пределами корпуса 26 в направлении подачи дыма, и имеет выход для воздуха внутри выходного патрубка 28 в направлении подачи дыма, а верхняя крышка 27 и нижняя заглушка 32 легкосъемные и плотно закрывают торцы корпуса 26.
Также, для технологической цели в комплект устройства входит заглушка 33. Низ корпуса камеры накрыт металлической пластиной 34, которая выполняет роль поддона.
Дверь 2 закреплена на мебельных петлях 35, их конструкция не показана, так как пригодны любые, и в закрытом положении дверь фиксируется не менее чем одной задрайкой 10, которая содержит корпус 36, который закреплен на стенке 4, шарнирно закрепленный на нем рычаг 37, и захват 38, который сопрягается с крючком 9 закрепленным на двери 2.
Элементы электроуправления и контроля скомпонованы в блок 19 и содержат общий выключатель и общую автоматику защиты от короткого замыкания 39, к которому подключены все потребители, в том числе компрессор 31 генератора дыма 11, блок 40 управления вентилятором 14, элемент 41 защиты от поражения током при открытой двери, выключатель 42 электростатики, после которого электропитание поступает на частотный фильтр 43 сети, а дальше термозащита 44, выпрямитель 45 и генератор 46 высокой частоты, которые связаны с силовым ключом 47, также к силовому ключу подключена первичная обмотка трансформатора 48, связанного, также, с блоком 49 защиты от перегрузки, далее вторичная обмотка трансформатора 48 соединена с высоковольтным источником постоянного напряжения 50, отводки из которого являются положительным 51 и отрицательным 52 электродами подключенными к кронштейнам 15 и штанге 16, а другой к панелям 17 и 18.
В работе устройства, вначале выполняется подготовка:
Загружаются древесные опилки в дымогенератор 11, к патрубку 13, отвода отработанной дымовоздушной смеси или влажного воздуха, подсоединяется гофрированная труба и соединяется с дымовым каналом здания, подсоединяется к патрубку 30 и блоку 19 компрессор 31, вставляется заглушка 33 в патрубок 28, загружаются в камеру 1 продукты предназначенные для обработки и развешиваются на перекладине 16, которая подключена кабелем к блоку 19, причем расстояние продуктов от электродов 17 и 18 должна быть от 35 до 100 мм, а затем:
закрывается дверь 2, задраивается задрайкой 10 и включается система электроуправления и контроля блока 19.
Сначала, вентилятором 14 при открытой заслонке 24, подается воздух на максимальной скорости на обрабатываемый продукт, включается выключателем 42 электростатическое действие и происходит ускоренная электростатическим полем сушка. Сушка поверхности продукта нужна обязательно, так как при обработке холодным дымом продукта, может происходить окисление и вырабатывается муравьиная кислота, что приводит к порче продукта.
Затем, в зависимости от цели обработки продуктов питания:
Или устанавливается минимальная скорость подачи воздуха на продукт и выполняется вяление, для уплотнения тканевого материала, белка и созревания продукта.
Если необходимо холодное копчение, то после окончания вяления выполняется холодное копчение, для чего вынимается заглушка 33, зажигаются древесные опилки в дымогенераторе 11, воздух от компрессора 31 подается в патрубок 30, вентилятор 14 подает минимальное количество свежего воздуха, шиберная заслонка 24 прикрыта, включается выключателем 42 электростатическое действие, что обеспечивает быстрое насыщение продуктов дымом.
Если цель - горячее копчение продукта, то уже при сушке включается выключатель 42 электростатического действия, так и дополнительно включается нагреватель 25 без включения генератора холодного дыма, также устанавливается заглушка 33 для быстрой обработки продукта теплым воздухом, перед горячим копчением. После окончания сушки открывают дверь 2, снимают заглушку 33, закрывают дверь 2, снова включается общий выключатель и нагреватель 25, зажигаются древесные опилки в дымогенераторе 11 и включается подача воздуха в патрубок 30, включается вентилятор 14 на средней скорости подачи.
Как видим, устройство универсальное - в нем возможна и сушка и вяление и ускоренное электростатическим полем холодное копчение продуктов питания или выполняется горячее копчение продуктов питания.
При работе устройства в блоке 19, напряжение сети 220 В поступает на сетевой фильтр 43. Необходимость его применения обусловлена тем, что высокочастотные ключевые преобразователи являются источниками электромагнитных радиочастотных помех, которые сетевые провода излучают в окружающее пространство как антенны. Действующие украинские и зарубежные стандарты нормируют уровни радиопомех, создаваемых этими устройствами.
После сетевого фильтра 43 модуль защищен термопредохранителем 44 от длительных перегрузок, вызывающих перегрев силового ключа 47. Далее напряжение сети выпрямляется и сглаживается в выпрямителе 45 и высокочастотный генератор 46 питается постоянным напряжением, на выходе которого вырабатывается управляющее напряжение в виде последовательности прямоугольных импульсов с частотой около 20-55 килогерц. Эти импульсы управляют состоянием (открыт/закрыт) силового высокочастотного ключа 47, нагрузкой которого является первичная обмотка импульсного высокочастотного трансформатора 48. В результате переключения силового ключа во вторичной обмотке трансформатора 48 наводится импульсная электродвижущая сила (ЭДС) прямоугольной формы.
Наличие обратной связи позволило защитить блок силового ключа 47 и трансформатора 48 от выхода из строя. При превышении потребляемой мощности, при повышении выходного напряжения выше критического, а также при коротком замыкании в нагрузке происходит автоматическое выключение блока управления силовым ключом 47. После устранения причины, вызвавшей срабатывание защиты, блок запускается снова. На вход высоковольтного источника питания 50 подается высокочастотное импульсное напряжение, а на выходе получаем постоянное, величиной от 10 кВ до 55 кВ, в зависимости от необходимости.
Выключатель электростатики 42 полностью обесточивает элементы, которые запускают функцию электростатики.
Элемент термозащиты 44 представляет собой термопредохранитель, который выходит из строя при превышении 115°C, что в свою очередь защищает приборную панель от возгорания.
Дверь 2, теплоизолирующие боковые стенки 3, 4 и 5-задняя, верхняя 6 и нижняя 7, изготовлены из древесно-стружечных плит (ДСП) в которых использовано не вредное связующее пригодное для использования плит в пищевой промышленности, которые также легко очищаются и моются, а то, что панели коронирующих электродов 17 и 18 легко снимаются, предоставляет возможность легко поддерживать необходимое санитарное состояние устройства.