СИСТЕМА ВПРЫСКИВАНИЯ РАССОЛА С ФИЛЬТРОМ
SYSTEM FOR SPRAYING BRINE WITH A FILTER

Настоящее изобретение относится к системе впрыскивания рассола с несколькими иглами, которые вводятся в продукт и через которые в продукт впрыскивается рассол, причем рассол, который не попадает в продукт, собирается и рециркулируется, и причем по время рециркуляции рассол протекает через фильтр.
Такая система хорошо известна из уровня техники. Игольчатая головка с несколькими иглами совершает возвратно-поступательное перемещение из удаленного положения в положение впрыскивания, в котором иглы вдавливаются в продукт, который маринуется рассолом. Типичным продуктом является мясо, птица и/или рыба, но возможны также и другие продукты. После того как иглы проникли в продукт, рассол принудительно подается из отверстий, например, на кончике иглы. В большинстве случаев не весь рассол попадает в продукт и/или остается в продукте после введения. Этот рассол затем собирается и рециркулируется. Перед повторным поступлением в иглы возвратный рассол должен фильтроваться. Фильтрующая система современной системы впрыскивания содержит первый фильтр с вращающимся барабаном и иногда второй фильтр с вращающимся барабаном, всасывающий фильтр и проходные фильтры. Первый фильтр с вращающимся барабаном отфильтровывает животный белок, частицы жира, осколки костей и хрящей из возвратного рассола и передает их к скребку, который соскребает фильтрат с барабана и направляет фильтрат в резервуар. Более твердые частицы, подобные костям и хрящам, отскребаются легко, в то время как, например, желеобразные белки мяса под действием скребка могут проникать через отверстия фильтра и будут смешиваться с фильтрованным возвратным рассолом. В этом случае ниже по потоку относительно первого барабанного фильтра будет предусмотрен второй фильтр с вращающимся барабаном для дополнительного фильтрования возвратного рассола. Однако вследствие активного соскабливающего действие этого второго фильтра с течение времени несвязанный свободно плавающий материал наподобие желеобразного белка мяса может снова смешиваться с отфильтрованным возвратным и свежим рассолом.
Поэтому будет использован дополнительный всасывающий фильтр. С течение времени частицы могут также заблокировать отверстия этого фильтра, что приведет к уменьшению потока в направлении коллектора и игл и/или свободные частицы будут проходить через насос и через иглы и забивать иглы.
Поэтому после насоса и перед иглами будут размещены проходные фильтры. Из-за использования насоса избыточного давления мелкие частицы даже могут проходить через эти проходные фильтры. Самоочищающиеся проходные фильтры могут усиливать этот эффект за счет продавливания в процессе соскабливания белков через барабан фильтра. Вследствие соскабливающего действия отверстия фильтра могут быть забиты, например, желеобразным белком. Прошедший материал накапливается внутри фильтра, и хлопья могут отделяться и попадать в полые иглы, эти иглы будут забиты, что будет иметь результатом худшее качество впрыскивания.
Другим недостатком данной системы фильтрования является большое количество деталей, каждая из которых по меньшей мере один раз в день должна демонтироваться с впрыскивающего устройства, очищаться и после этого повторно монтироваться. Это требует очень больших затрат времени и увеличивает износ системы.
Поэтому целью настоящего изобретения является преодоление проблем согласно уровню техники.
Эта проблема решена системой впрыскивания рассола с несколькими иглами, которые вводятся в продукт и через которые в продукт впрыскивается рассол, причем рассол, который не попал в продукт, собирается и рециркулируется, причем во время рециркуляции рассол протекает через фильтр, причем фильтр содержит фильтрующий элемент, вдоль которого течет нефильтрованный рассол и через который проходит фильтрованный рассол, и который задерживает осадки в нефильтрованном рассоле.
Настоящее изобретение относится к системе для впрыскивания рассола, которая содержит несколько игл, которые в большинстве случаев находятся в игольчатой головке, которая совершает возвратно-поступательное перемещение из удаленного положение в положение впрыскивания, в котором иглы вдавливаются в продукт, который маринуется рассолом. Типичным продуктом является мясо, птица и/или рыба, но возможны также и другие продукты. Рассол обычно является водным раствором с солью и/или функциональными и/или другими улучшающими вкус веществами. После того как иглы находятся в продукте и/или перед этим, рассол насильственно подается из отверстия на кончике иглы. Однако не весь впрыснутый рассол попадает в продукт и/или остается в продукте и, согласно настоящему изобретению, рециркулируется, то есть снова впрыскивается в продукт. Прежде чем это произойдет, рециркулируемый рассол должен быть профильтрован для удаления из рассола жира, желеобразных частиц, частиц костей или подобного им, которые могут забивать полые иглы.
Фильтрование выполняется фильтром, содержащим фильтрующий элемент, вдоль которого течет нефильтрованный рассол и через который проходит фильтрованный рассол, и который задерживает осадки в нефильтрованном рассоле. Задержанные осадки непрерывно или периодически смываются с фильтра нефильтрованным или только частично фильтрованным рассолом и, предпочтительно, под действием силы тяжести. Фильтр в системе согласно изобретению имеет очень мало деталей, которые требуют очистки. Это экономит время, и повреждения из-за неправильной сборки уменьшаются. Скребки для очистки фильтра отсутствуют, и фильтрующий элемент не вращается.
Предпочтительно, фильтрующий элемент является ситом. Предпочтительно, фильтрующий элемент является модулем, который может быть легко удален из фильтра и, например, заменен другим модулем и/или очищен.
Предпочтительно, фильтрующий элемент, по меньшей мере, локально, предпочтительно полностью, наклонен относительно вертикальной и/или горизонтальной плоскости. Благодаря этому наклону, рассол не должен перекачиваться насосом, а течет под действием силы тяжести вдоль фильтрующего элемента. Угол наклона может изменяться в зависимости от длины протекания рассола. Предпочтительно, угол наклона относительно горизонтальной плоскости уменьшается с увеличивающейся длиной протекания. Предпочтительно, уголь наклона находится между 0 и 90°.
Предпочтительно, фильтрующий элемент, по меньшей мере, локально искривлен. Радиус кривизны может изменяться в конструкции фильтра в широком диапазоне, предпочтительно, между 800 и 8000 мм и, более предпочтительно, будет находиться в диапазоне от 1500 до 1800 мм.
Нефильтрованный рассол течет вдоль фильтрующего элемента под действием силы тяжести и/или прокачивается вдоль фильтрующего элемента. Фильтрованный рассол принудительно проходит через фильтрующий элемент под действием силы тяжести и/или повышенного давления, которое согласно одному предпочтительному варианту осуществления может регулироваться. Повышенное давление может быть, например, достигнуто более высоким уровнем рассола в верхней части фильтрующего элемента. Уровень давления не обязательно должен быть одинаковым по всей длине протекания фильтрующего элемента, а может изменяться.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения проницаемость фильтрующего элемента изменяется с изменением длины протекания рассола вдоль фильтрующего элемента. Более предпочтительно, проницаемость увеличивается по длине протекания рассола вдоль фильтрующего элемента, то есть сначала проницаемость довольно мала и затем увеличивается, по мере того как рассол перемещается вдоль фильтрующего элемента. Проницаемость может изменяться непрерывно или ступенчато. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления проницаемость фильтрующего элемента может регулироваться. Это регулирование может выполняться вручную или автоматически.
Предпочтительно, фильтрующий элемент является ситом, предпочтительно ситом со щелевидными отверстиями, причем размер щелей изменяется по длине протекания нефильтрованного рассола вдоль фильтрующего элемента. Предпочтительно, размер щелей/отверстий в сите сначала меньше, и затем увеличивается по длине протекания нефильтрованного рассола.
Предпочтительно, система содержит охладитель для рециркулируемого рассола, который, предпочтительно, расположен выше по потоку относительно фильтра. Предпочтительно, охладитель охлаждает рассол до 2-4°С и/или поддерживает рассол в этом температурном диапазоне. Предпочтительно, охладитель содержит насос, который перекачивает рециркулируемый рассол из резервуара к фильтру.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения фильтрующий элемент вибрирует для увеличения фильтрующей способности фильтрующего элемента, прежде всего для улучшения удаления осадков.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления система содержит дополнительный фильтр выше по потоку относительно игл и ниже по потоку относительно главного фильтра. Предпочтительно, этот дополнительный фильтр содержит два фильтра, который расположены параллельно, причем используется только один фильтр. Другой фильтр является резервным или может тем временем очищаться.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления система для впрыскивания рассола содержит очистительную систему, предпочтительно вакуумный очиститель. Очистительная система удаляет частицы, предпочтительно частицы мяса, и/или полутвердые частицы, подобные желеобразным частицам, с поверхности фильтрующего элемента, так что это поверхность не забивается. Предпочтительно, вакуумный очиститель выполнен так, что он удаляет с фильтрующего элемента только твердые частицы, подобные частицам мяса, и/или полутвердые частицы, подобные желеобразным частицам, и как можно меньше жидкого рассола.
Предпочтительно, вакуумный очиститель содержит сопло, через которое частицы засасываются.
Предпочтительно, очистительная система содержит перемещающее устройство, которое перемещает очистительную систему относительно фильтрующего элемента главного фильтра. Это перемещающее устройство может перемещаться в одном или двух направлениях параллельно поверхности фильтрующего элемента. В случае, когда фильтрующий элемент перемещается только в одном направлении, ширина сопла в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения, предпочтительно, по меньшей мере, по существу равна ширине фильтрующего элемента. В случае, когда перемещающее устройство перемещается в двух направлениях, ширина сопла, предпочтительно, меньше, чем ширина очистительного устройства. Два направления перемещения, предпочтительно, являются перпендикулярными друг другу.
Поверхность фильтрующего элемента может очищаться полностью или только частично.
Предпочтительно, очистительная система работает непрерывно или периодически.
Предпочтительно, очистительная система содержит датчик, который измеряет поток рассола через фильтрующий элемент. Предпочтительно, сигнал этого датчика используется для управления очистительной системой. В случае, когда поток рассола через фильтрующий элемент падает ниже определенного уровня, может быть активирована очистительная система.
Предпочтительно, очистительная система содержит рециркулирующее средство для рециркуляции рассола, который засасывается очистительной системой.
Теперь изобретение разъясняется в соответствии с фигурами. Эти разъяснения не ограничивают объем охраны.
Фиг. 1 показывает систему согласно изобретению,
Фиг. 2 показывает детали фильтра,
Фиг. 3 показывает очистительное устройство.
Фиг. 1 показывает систему 16 согласно изобретению. Система содержит игольчатую головку 6 с несколькими иглами, которая совершает возвратно-поступательное перемещение из удаленного положения в положение впрыскивания. В положении впрыскивания иглы вонзаются в продукт, например мясо, птицу, рыбу или овощи, и рассол принудительно подается через полые иглы в продукт. Избыточный рассол собирается, например, под лентой впрыскивающего устройства, которая перемещает продукт под иглы и от них, и рассол через слив 1 течет к сегменту "А" рассольного бака. В сегменте "А" возвратный рассол может быть загрязнен белками, частицами жира, фрагментами костей и хрящей. В качестве первой ступени очистки две необязательные пластины 14, 15, одна, закрепленная в верхней части бака, и малая, закрепленная в нижней части бака, расположены на расстоянии друг от друга так, что более тяжелый материал может опускаться, а жир будет плавать сверху.
В варианте осуществления согласно фиг. 1 для перекачивания в конечном счете предварительно очищенного возвратного рассола из бака «А» в интегрированный охлаждающий блок используется GEA SuperChill 2, так что температура рассола, предпочтительно, будет поддерживаться равной 2-4°С. В случае если температура возвратного рассола и температура окружающей среды не будут оказывать влияние на предпочтительный диапазон температур рассола, GEA SuperChill может быть также заменен обычным насосом и системой управления для включения и выключения насоса и управления скоростью потока и регулирования уровня в баке "А" для защиты насоса от перекачивания всухую. GEA SuperChill или отдельный насос перекачивает возвратный рассол к входному патрубку на задней стороне главного фильтра 3, как показано на фиг. 2. В факультативном резервуаре 7 фильтра 3 перекачиваемый возвратный рассол собирается и начнет перетекать на фильтрующий элемент 8. Для принудительного направления нефильтрованного рассола к фильтрующему элементу 8 может быть предусмотрен водослив 10.
Скорость потока и количество возвратного рассола зависит от скорости впрыскивания, например режима впрыскивания, давления насоса и/или скорости игольчатой головки, а также от загрузки ленты, продукта, типа рассола и т.п., но может легко регулироваться посредством регулятора расхода насоса 2. Фильтрат будет вытекать из фильтра 3 и будет собираться в сегменте «В» бака. Здесь он будет, предпочтительно, смешиваться с холодным и свежим рассолом, который имеет предпочтительную температуру в 2-4°С. Затем рассол посредством впрыскивающего насоса 4 прокачивается через один из проходных фильтров 5, которые, однако, являются лишь факультативными. В случае если какой-нибудь материал случайно упадет в сегмент "В", например в результате вмешательства человека, проходной фильтр (фильтры) уловит этот мусор. Предпочтительно, эти фильтры 5 выполнены с возможностью их обхода, так что один фильтр может быть снят для проверки/очистки без прерывания производства. Клапаны будут управлять, какой фильтр используется, прежде чем рассол будет расходоваться через коллектор впрыскивающего устройства и иглы 6.
Согласно фиг. 2 нефильтрованный или предварительно фильтрованный рассол 11 течет вдоль фильтрующего элемента 8, что показано стрелкой X, которая отображает длину протекания рассола вдоль фильтрующего элемента. В то время как рассол течет вдоль фильтрующего элемента 8, часть 12 фильтрованного рассола будет проходить через фильтрующий элемент 8 и будет улавливаться под фильтрующим элементом 8. Здесь наклонное дно 17 направляет фильтрованный рассол к выходному патрубку, который соединен с баком в сегменте "В". Осадки накапливаются на фильтрующем элементе 8 и будет вымываться потоком нефильтрованного рассола 11, в данном случае под действием силы тяжести. На конце фильтрующего элемента 8 осадки собираются в резервуаре 7 и выгружаются. Предпочтительно, фильтрующий элемент 8 является модульным собираемым ситовым полотном. В зависимости от вязкости рассола, ингредиентов рассола, степени загрязнения и используемых в впрыскивающем устройстве игл может быть желательной оптимизация процесса фильтрования. Это может быть достигнуто разными путями, например путем регулирования угла наклона α или β сита 8 и/или изменения проницаемости, например, размера ячеек при использовании сита со щелями по длине X протекания рассола, путем, например, выбора меньшей проницаемости в положении "Н", то есть меньшей длины протекания, и большей проницаемости в положении "L", то есть большей длины протекания. Предпочтительно, угол наклона α меньше при меньшей длине протекания рассола вдоль фильтрующего элемента и, предпочтительно, с увеличением длины протекания, по меньшей мере, локально увеличивается. Это приводит к более высокой скорости нефильтрованного рассола в начале процесса фильтрования, которая с увеличением длины протекания уменьшается. Для улучшения соскальзывания и/или скатывания осадка фильтрующий элемент 8, предпочтительно, искривлен, как показано ссылочным обозначением "R". В случае если оптимизация процесс фильтрования недостаточна, может быть использован фильтрующий элемент 8 с разным наклоном, например, кривизной "R". Предпочтительно, фильтрующие элементы 8 выполняются в виде модулей и могут быть заменены в зависимости от желаемого использования. Дополнительная оптимизация может быть достигнута путем использования вибрирующего сита 8.
На фиг. 3 показана очистительная система 20, которая в данном случае является соплом 18, которое соединено с источником вакуума для удаления твердых и/или желеобразных частиц с поверхности фильтрующего элемента 8. Это делается для предотвращения забивки фильтрующего элемента 8. Очистительная система выполнена так, что она, предпочтительно, удаляет как можно меньше рассола в поверхности фильтрующего элемента. Очистительная система 20, предпочтительно сопло 18, предпочтительно, соединена с перемещающим устройством (не показано), которое перемещает очистительную систему 20 и/или сопло 18 относительно поверхности фильтрующего элемента. Перемещающее устройство может перемещать очистительную систему 20 и/или сопло в одном или двух направления параллельно поверхности фильтрующего элемента 8. Рисунок перемещения, предпочтительно, зависит от размера очистительного устройства и/или сопла.
Поверхность фильтрующего элемента 8 может очищаться частично или полностью. Очистка может происходить непрерывно или периодически. Очистительная система может содержать датчик, который, например, измеряет непосредственно или косвенно поток через фильтрующий элемент. В зависимости от сигнала датчика очистительная система может или активироваться, или деактивироваться.
Предпочтительно, очистительная система содержит датчик, который измеряет количество рассола, удаленного с поверхности фильтрующего элемента 8. В случае если это количество слишком велико, очистительная система или регулируется и/или останавливается.
Предпочтительно, удаленный с поверхности очистительной системы рассол рециркулируется в систему и используется повторно.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 слив
2 насос, охладитель
3 главный фильтр
4 насос
5 проходной фильтр
6 иглы, игольчатая головка
7 резервуар
8 фильтрующий элемент
9 осадки
10 водослив
11 поток нефильтрованного рассола
12 поток фильтрованного рассола
13 разделительный бак
14 разделительная пластина
15 разделительная пластина
16 система впрыскивания рассола
17 наклонное дно
18 сопловый вакуумный очиститель
19 подсоединение к вакуумному очистителю
20 очистительная система, вакуумный очиститель
А первый сегмент бака
В второй сегмент бака
Н область фильтра с первой проницаемостью
L область фильтра со второй проницаемостью
R кривизна фильтрующего элемента
X направления течения рассола, длина протекания
α угол наклона относительно вертикальной плоскости
β угол наклона относительно горизонтальной плоскости