ПЛАВИТЕЛЬ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ И ПЛАВЛЕНИЯ СЫРНОЙ МАССЫ

Полезная модель относится к устройствам для смешивания компонентов и плавления сырной массы при производстве плавленого сыра и может быть использована на предприятиях пищевой промышленности.
Уровень техники
В настоящее время на предприятиях пищевой промышленности производство плавленого сыра и сходных с ним по консистенции и технологии получения продуктов основано на нескольких технологических этапах. При этом одними из основных технологических процессов являются непосредственно сам процесс плавления сырной массы с ее одновременным перемешиванием.
Из уровня техники известны различные устройства, реализованные на данной основе. Например, известен агрегат для измельчения и плавления сыра [1], предназначенный для измельчения и плавления твердых сортов сыров, отходов сыродельного производства с целью получения сырной массы при производстве плавленого сыра. Агрегат состоит из следующих элементов: подъемник с загрузочными тележками; измельчитель-плавитель; тележка разгрузочная; станция подготовки пара; система подготовки воздуха; шкаф управления. Обслуживает агрегат один человек. Работа осуществляется в ручном и автоматическом режимах.
Известен также аппарат для плавления сырной массы [2], предназначенный для производства плавленых сыров, а также подвергаемых тепловой обработке изделий из творога, сыра и различных смесей, детского питания, полуфабрикатов и других продуктов, имеющих пастообразную или полужидкую консистенцию. Плавитель содержит один котел, чаша которого имеет возможность перемещения в вертикальном направлении, а также в горизонтальной плоскости - из рабочей позиции в позицию загрузки и обратно. Привод подъема котла электромеханический винтовой обеспечивает автоматизированные режимы загрузки котла, плавления сырья и выдерживания его при
заданной температуре, звуковую сигнализацию готовности продукта, печать параметров технологического процесса на светочувствительную бумагу, систему блокировок, обеспечивающих безопасное обслуживание аппарата. Из уровня техники известен также аппарат для плавления сырной массы [3], предназначенный для плавления сырной массы при производстве плавленых сыров. Аппарат состоит из котла, представляющего собой цилиндрическую чашу с эллиптическим днищем, крышки котла, привода мешалки, станины с механизмом подъема котлов, коммуникаций (с фильтром для очистки пара), вакуум-насосной установки, электрооборудования. Плавление производится паром, подаваемым непосредственно в сырную массу и в рубашку котла. Процесс плавления осуществляется периодически попеременно в каждом котле. Возможно ведение процесса плавления сырной массы под вакуумом - для удаления острого запаха сыра.
К общим недостаткам данных устройств следует отнести отсутствие оптимизированного подхода непосредственно к самому процессу производства плавленого сыра вследствие громоздкости устройств, конструктивное отсутствие в вымешивающих устройствах механизма, предотвращающего налипание продукта на внутреннюю стенку бака, и затруднительное использование при непрерывной эксплуатации с системами сбора готового продукта.
Также известен плавитель [4], предназначенный для плавления различных продуктов по консистенции сходных с плавленым сыром, в разных отраслях промышленности. В состав оборудования установки входит: цилиндрический двустенный аппарат термической обработки, роторный насос ОРА -2, гомогенизатор, пульт управления. Компоненты согласно рецептуре загружаются в цилиндрический корпус аппарата через загрузочную воронку. При помощи перемешивающего устройства компоненты измельчаются и перемешиваются. Емкость оснащена тепловой рубашкой с возможностью регулирования температуры. Подогрев теплоносителя осуществляется при помощи ТЭНов, встроенных в рубашку. Для придания продукту пластичных свойств и более однородной консистенции предусмотрен роторный насос, который осуществляет как рециркуляцию продукта, так и выгрузку готового продукта. Для управления процессом предусмотрен пульт управления. Недостатками данного устройства являются недостаточно эффективное осуществление выгрузки готового продукта вследствие отсутствия регулируемых по высоте винтовых опор и конструктивное расположение патрубка для слива готового продукта ближе к
центру цилиндрического корпуса, конструктивное отсутствие в вымешивающих устройствах механизма, предотвращающего налипание продукта на внутреннюю стенку бака, и отсутствие оптимальной интенсификации процесса перемешивания продукта по всему рабочему объему вследствие особенностей формообразующей самих мешалок. Наиболее близким аналогом является установка [5], предназначенная для выработки плавленых сыров, в том числе колбасных и других пастообразных продуктов с различными пищевыми добавками и термической обработкой. Установка состоит из следующих основных элементов: рабочая секция представляет собой горизонтальный цилиндр-пастеризатор с насадкой. Цилиндр является двустенным. Между цилиндрами проложена и закреплена спираль для направленного движения теплоносителя. Для качественного перемешивания продукта в процессе выработки установлена спиральная мешалка с приводом. Бункера - сварной конструкции, выполненной в виде усеченной перевернутой пирамиды. Электронасосной установки, представляющей собой собранный на раме агрегат, состоящий из электродвигателя, соединенного посредством муфты с одновинтовым насосом. Диспергатора - конструкции роторно-дискового типа, в котором происходит мелкодисперсное измельчение и перемешивание продукта. Комплекта трубопроводов с запорной арматурой, обеспечивающих подачу продукта через все узлы и агрегаты установки, и замкнутую циркуляцию продукта и подачу его на фасовку. Пульт управления, предназначенного для распределения электрического питания между потребителями и управлением секцией, винтовым насосом и диспергатором, непосредственного контроля за ходом технологического процесса и контроля установленных параметров сигнализации.
Недостатками данной конструкции являются отсутствие оптимальной интенсификации процесса перемешивания продукта по всему рабочему объему вследствие особенности спиральной формообразующей самой мешалки перемешивающего устройства, что конструктивно не дает с достаточной эффективностью перемешивать слои продукта, расположенные в центральной части рабочей секции, конструктивное отсутствие в вымешивающем устройстве механизма, предотвращающего налипание продукта на внутреннюю стенку бака, невозможность обеспечения регулируемого оптимального угла наклона устройства в целом вследствие отсутствия регулируемых по высоте винтовых опор и недостаточно эффективно-быстрый способ подогрева внутренней стенки цилиндра вследствие использования спирального типа подогрева.
Технический результат данной полезной модели заключается в оптимально-требуемом обеспечении эффективной проработки смеси по всему рабочему объему камеры смешивания с одновременным достижением оптимизации интенсификации процесса перемешивания и эффективного приготовления и плавления сырной массы, и в оптимизации удобства использования процесса загрузки приготовляемых компонентов и выгрузки готового продукта.
Реализация полезной модели
Заявленный технический результат достигается тем, что плавитель для смешивания компонентов и плавления сырной массы, состоящий из каркаса, внутреннего цилиндрического корпуса, выполненного в виде бака и заключенного в наружную рубашку подогрева с кожухом, функцией которого является защита оператора от контакта с паровой рубашкой плавителя, мешалки с приводом вращения, блока управления, датчика температуры продукта, манометра, вентиля подачи пара, патрубка слива конденсата, выключателя концевого, функцией которого является предотвращение включения мешалки при открытой крышке, клапана предохранительного, выполненного с возможностью выравнивать разность давления внутри внутреннего корпуса с атмосферным давлением, загрузочного отверстия, закрываемого крышкой, и разгрузочного отверстия со сливом, отличающийся тем, что мешалка, функцией которой является предотвращение налипания рабочей смеси на внутреннюю поверхность корпуса и оптимизация теплообмена и интенсификации процесса перемешивания продукта в целом, выполнена с возможностью реверсивного хода привода вращения и имеет вид вала с установленными под углом фасонными лопатками, нижняя часть которых в профиле повторяет внутреннюю плоскость поверхности корпуса, а разгрузочное отверстие выполнено в виде шлюзового затвора с крышкой и ручкой прижима, функцией которого является быстрая и безопасная выгрузка продукта. При этом каркас оснащен винтовыми опорами, выполненными с возможностью регулировать положение угла наклона плавителя в целом, а все соприкасающиеся с продуктами детали выполнены из пищевой нержавеющей стали для исключения порчи продукта от процессов коррозии. Сущность полезной модели поясняется чертежом: на фиг.1 изображен плавитель для смешивания компонентов и плавления сырной массы.
Плавитель для смешивания компонентов и плавления сырной массы состоит из каркаса 8, внутреннего цилиндрического корпуса 1, выполненного в виде бака и заключенного в наружную рубашку подогрева 2 с кожухом 3, функцией которого является защита оператора от контакта с паровой рубашкой 2 плавителя, мешалки 4 с приводом вращения 5, блока управления 7, датчика температуры продукта 6, манометра 14, вентиля подачи пара 11, патрубка слива конденсата 16, выключателя концевого 15, функцией которого является предотвращение включения мешалки при открытой крышке 9, клапана предохранительного 10, выполненного с возможностью выравнивать разность давления внутри внутреннего корпуса 1 с атмосферным давлением, загрузочного отверстия 18, закрываемого крышкой 9, и разгрузочного отверстия 19 со сливом 12. Причем, мешалка 4, функцией которой является предотвращение налипания рабочей смеси на внутреннюю поверхность корпуса 1 и оптимизация теплообмена и интенсификации процесса перемешивания продукта в целом, выполнена с возможностью реверсивного хода привода вращения 5 и имеет вид вала с установленными под углом фасонными лопатками, нижняя часть которых в профиле повторяет внутреннюю плоскость поверхности корпуса 1 и находится на минимально оптимально-допустимом расстоянии от данной плоскости, а разгрузочное отверстие 19 выполнено в виде шлюзового затвора с крышкой 17 и ручкой прижима 13, функцией которого является быстрая и безопасная выгрузка продукта. При этом каркас 8 оснащен винтовыми опорами 20, выполненными с возможностью регулировать положение угла наклона плавителя в целом, а все соприкасающиеся с продуктами детали выполнены из пищевой нержавеющей стали для исключения порчи продукта от процессов коррозии.
Плавитель для смешивания компонентов и плавления сырной массы работает следующим образом: через загрузочное отверстие 18 с крышкой 9 внутренний корпус 1 заполняют необходимыми компонентами. При помощи блока управления 7 в рубашку подогрева 2 подается пар под давлением, которое контролируется манометром 14 и при избытке выходит при помощи клапана предохранительного 10 в атмосферу, и включается привод 5 вращения мешалки 4. За счет теплообмена между рубашкой подогрева 2 и внутренним корпусом 1 осуществляется подогрев продукта до определенной температуры, которая контролируется при помощи датчика температуры 6. При этом привод 5 с реверсивным ходом вращает мешалку 4, увеличивая теплообмен и перемешивая исходные компоненты до полной готовности продукта. После окончания
процесса приготовления смеси ручка прижима 13 поднимается вверх, снимается крышка 17 и готовый продукт сливается через слив 12 в приемную тару заказчика. Во избежание образования конденсата внутри корпуса 1 патрубок слива конденсата 16 соединяется с системой канализации через воронки с сифонами. Для предотвращения включения мешалки при открытой крышке в плавителе имеется блокировка, выполненная в виде выключателя концевого 15.
В целом устройство обеспечивает реализацию эффективной проработки смеси по всему рабочему объему камеры смешивания с одновременным достижением оптимизации интенсификации процесса перемешивания и эффективного приготовления и плавления сырной массы. Объясняется это тем, что конструкция мешалки позволяет увеличить теплообмен между объемными частями приготовляемого продукта и интенсифицировать в процессе перемешивания весь объем перемешиваемого продукта, за счет оптимально-допустимого расстояния нижней части лопаток предотвращает налипание продукта на внутренние стенки корпуса, а наличие реверсивного хода привода способствует более интенсивному перемешиванию рабочей массы исходных компонентов продукта. В конструкции за счет использования рубашки подогрева реализован быстрый и эффективный подогрев продукта, вследствие совокупного охвата рубашкой всей площади внешней стенки внутреннего корпуса плавителя. Наличие в конструкции разгрузочного отверстия в виде шлюзового затвора позволяет обеспечить безопасную и быструю выгрузку продукта, вследствие минимальных усилий, прикладываемых оператором для открытия слива, и конструктивной особенности в комплексной системе человек-машина. В устройстве наличие винтовых опор позволяет задавать оптимально-требуемый угол его наклона в целом, тем самым регулируя его положение при установке, а выполнение всех соприкасающихся с продуктами деталей из пищевой нержавеющей стали позволяет исключить порчу продукта от процессов коррозии.
Источники информации:
1. http://www.protex.ru/milk/softch/opn.phtml
2. http://www.protex.ru/milk/softch/ikops.phtml
3. http://www.protex.ru/milk/softch/b6ope400.phtml
4. http://www.agro-mash.ru/alfav/plavitel.htm
5. http://www.protex.ru/milk/softch/p8olk.phtml