СУШИЛЬНАЯ ТЕЛЕЖКА И СУШИЛЬНАЯ СИСТЕМА С ТАКОЙ ТЕЛЕЖКОЙ
DRYING RACK AND DRYING SYSTEM WITH SUCH RACK

Изобретение относится к тележке, содержащей раму, расположенные на раме установочные приспособления для размещения обрабатываемых продуктов, а также расположенные со стороны дна колеса, которая пригодна, в частности, для сушки и созревания пищевых продуктов, таких как сырокопченая колбаса. Кроме того, изобретение относится к сушильной системе, которая состоит из сушильной камеры, а также, по меньшей мере, из одной такой сушильной тележки.
Сушильные тележки используются в многочисленных вариантах выполнения в промышленной технике. Особое значение они имеют в технологии пищевых продуктов при изготовлении сухих пищевых продуктов и/или частично сушеных продуктов. Другими областями применения являются сушка химических, фармацевтических, сельскохозяйственных, текстильных изделий, а также изделий из дерева. Например, для сектора пищевых продуктов можно назвать созревание сырокопченой колбасы, а также сушку и копчение мяса и рыбы.
При изготовлении пищевых продуктов к способам сушки предъявляются особенно высокие требования относительно гигиенических условий и равномерности сушки. При этом сушка служит, с одной стороны, для консервирования, поскольку сушеные продукты сохраняются во много раз дольше, чем свежие продукты, а также для кондиционирования и созревания, например, мясных изделий. Ниже приводится описание изобретения применительно к созреванию сырокопченой колбасы. Однако его можно использовать также для других сельскохозяйственных продуктов, например для сушки трав и фруктов.
В мясной промышленности способы сушки используются, прежде всего, для изготовления высококачественных окороков и колбасных изделий. При этом решающим является очень равномерное удаление влаги, которое не должно превышать определенную степень. В частности, сырокопченые колбасы и окорока требуют присутствия заданного остаточного содержания воды для оптимального вкуса. Часто сушка связана с одновременной ароматизацией с помощью, например, вводимого дыма.
Для сушки, в частности, колбасных и мясных изделий, используются различные сушильные камеры, в которые вдувается обезвоженный и при необходимости фильтрованный свежий воздух и отводится влажный технологический воздух. Эти условия сушки, как правило, тщательно контролируются относительно содержания влаги в свежем воздухе и технологическом воздухе, а также температуры в сушильной камере. Как правило, часть технологического воздуха проводится по кругу. Для этого в технологический воздух подмешивается дополнительный воздух, и он проходит со свежим воздухом снова через систему подготовки воздуха.
Обычные сушильные камеры имеют, как правило, относительно негомогенный воздушный поток, который приводит к неравномерному обезвоживанию подлежащих сушке продуктов. В частности, в зоне подвода свежего воздуха и отсасывания технологического воздуха возникают сильные течения с турбулентным прохождением. В противоположность этому, в многочисленных других зонах сушильных камер воздушные потоки являются скорее умеренными, что приводит также к небольшому переносу воды. Поэтому сушка продуктов очень неравномерна. Эта негомогенность может приводить к тому, что слишком быстро высушиваемые продукты образуют так называемые сушильные края, а другие продукты в конце сушильного цикла имеют еще слишком высокое содержание воды. Как правило, длительность сушки является продолжительной и связана с большим расходом энергии, поскольку используется лишь небольшая часть сушильной способности используемого воздуха.
Из DE 102005040481 известна сушильная система, в которой сушильная камера разделена на сушильную зону и одну или несколько отдельных возвратных зон для технологического воздуха, и над сушильной зоной расположен диффузор для выдачи сушильного воздуха. Возвратные зоны соединены, по меньшей мере, в нижней зоне, с сушильной зоной. Технологический воздух проводится обратно к диффузору.
Для созревания в сушильных камерах подлежащий обработке продукт (изделие) ввозится в висячем положении в сушильных тележках и оставляется внутри камеры в течение необходимого времени. Такие сушильные тележки открыты со всех сторон, выполнены с возможностью перемещения на колесах и имеют, по меньшей мере, одно подвешенное навесное установочное приспособление, на котором висит подлежащий сушке продукт. Сушильные тележки со всех сторон открыты, так что может входить кондиционированный воздух и попадать на подвергаемые сушке продукты. Однако во всех известных сушильных камерах воздействие сушильного воздуха на подвергаемые сушке продукты обязательно неравномерно. На висящий по краям сушильной тележки продукт воздух воздействует сильнее, чем на висящий внутри подлежащий сушке продукт. Дополнительно к этому, возникают уже упомянутые выше значительные различия течения в различных зонах сушильной камеры, например, с сильным потоком воздуха в зоне входа и выхода воздуха и слабым потоком в угловых зонах или в лежащих далеко от подачи свежего воздуха зонах.
Поэтому в основу изобретения положена задача такой оптимизации известных способов и устройств для сушки, чтобы достигалась быстрая и равномерная сушка подлежащих сушке продуктов. Это относится не только к пищевым продуктам, но также ко всем видам подлежащих сушке, водосодержащих субстратов.
Эта задача решена с помощью тележки, в частности сушильной тележки указанного в начале вида, которая снабжена, по меньшей мере, одним вентиляционным блоком, по меньшей мере, с одним диффузором. Тележка может иметь второй диффузор, который расположен на противоположной первому диффузору стороне тележки. Таким образом, достигается равномерное воздействие воздуха на подлежащий сушке продукт.
Ниже приводится описание изобретения, в частности, на примере сушильной тележки и сушильной камеры.
Как правило, сушильная тележка, согласно изобретению, имеет единственный вентиляционный кожух с согласованным с ним диффузором, которые расположены оба на верхней стороне тележки, а также второй диффузор у дна тележки так, что сушильный воздух может обтекать сушимый продукт в вертикальном направлении. От второго диффузора можно отказаться, в частности, тогда, когда встроенные в тележку установочные приспособления или днища обеспечивают равномерный и направленный воздушный поток.
В качестве альтернативного решения, тележка может иметь также боковые воздушные каналы, которые через вторые диффузоры соединены с внутренним пространством тележки. В этом случае тележка может быть снабжена единственным вентиляционным кожухом, который подает воздух в один канал, но также двумя вентиляционными кожухами, по одному для каждого канала, из которых один управляет подводом воздуха, а второй регулирует отвод воздуха. В частности, каждый из вентиляционных кожухов имеет первый диффузор, который делает воздушный поток равномерным.
Понятно, что вентиляционный блок или несколько вентиляционных блоков могут быть расположены также по сторонам тележки, которые обеспечивают горизонтальный воздушный поток через обрабатываемые продукты. Это является предпочтительным, например, при расположенных лежа обрабатываемых продуктах. В этом случае диффузоры также расположены на противоположных сторонах тележки.
Такая сушильная тележка, согласно изобретению, вдвигается одна или с другими тележками в обычную сушильную камеру и там подвергается воздействию не непосредственно сушильного воздуха, а подвергается воздействию сушильного воздуха по отдельности через собственную вентиляционную и диффузорную систему. Отдельное воздействие сушильного воздуха обеспечивает возможность равномерной сушки подлежащих сушке продуктов во всех зонах сушильной камеры, т.е. существенно исключается влияние геометрии камеры и негомогенностей воздушного потока. Кроме того, снабжение сушильных тележек вентиляционными блоками обеспечивает возможность отдельного регулирования воздушного потока для каждой тележки и тем самым индивидуального согласования с соответствующими подлежащими сушке продуктами. Другими словами, в сушильной камере можно одновременно обрабатывать тележки с различными подлежащими сушке продуктами и при различных условиях обработки. Понятно, что это распространяется, соответственно, на камеры и тележки для копчения, вызревания, кондиционирования и другие виды тележек и камер.
Сушильная тележка, согласно изобретению, состоит из обычной рамы, например профильной рамы, предпочтительно из легко чистящихся полых профилей из нержавеющей стали, в которую подвешены установочные приспособления для приема подлежащих сушке продуктов (изделий). Подлежащие сушке продукты (изделия) целесообразно висят на установочных приспособлениях. Для простоты обращения тележка снабжена колесами.
Понятно, что подвесные установочные приспособления могут быть также выполнены в виде колосниковых решеток, на которые укладываются подлежащие сушке продукты. В этом случае целесообразно боковое воздействие сушильным воздухом.
На своей верхней стороне тележка имеет вентиляционный кожух, который содержит наряду с вентилятором первый диффузор. Диффузор предпочтительно состоит из одного или нескольких перфорированных металлических листов, которые имеют смещенные относительно друг друга отверстия или расположенные на одной линии отверстия. При правильном выборе расстояния и скорости потока можно создавать максимально ламинарный (с малыми турбуленциями, равнонаправленный и равномерный) поток внутри сушильной тележки. Необходимое для переноса влаги завихрение потока происходит и без того на пограничной поверхности подлежащих сушке продуктов.
Понятно, что вентилятор может как всасывать воздух снизу, через подлежащие сушке продукты, так и подавать воздух вниз на подлежащие сушке продукты.
При определенных подлежащих сушке продуктах, которые на основании их формы или их объема лучше укладывать на решетки, может быть целесообразным пропускать воздух через сушильную тележку в боковом направлении. В этом случае соединительная тележка имеет на противоположных сторонах воздушные каналы, из которых один снабжается сушильных воздухом через вентиляционный кожух, а другой служит для отвода использованного сушильного воздуха. Этот второй канал может быть также снабжен вентилятором, который отводит воздух. Оба канала соединены через перфорированные металлические листы в качестве диффузоров с внутренним пространством тележки. Обе вентиляционные насадки или кожухи имеют предпочтительно также первые диффузоры для обеспечения равномерности воздушного потока. Это можно обеспечивать также с помощью бокового расположения вентиляционных блоков.
Для оптимального регулирования потока необходимо предотвращать вход воздуха со стороны. Это можно осуществлять, например, за счет того, что сушильная тележка со всех сторон обматывается пленкой. Целесообразно применять натягиваемую растяжимую пленку. Применение пленки имеет то преимущество, что после завершения процесса сушки число подлежащих очистке частей остается небольшим; пленку можно просто утилизировать.
В качестве альтернативного решения, естественно, также возможно снабжать тележку стенками и/или дверями, которые целесообразно являются съемными с целью обеспечения возможности легкой очистки частей.
Нижняя зона соединительной тележки имеет при необходимости второй диффузор, который целесообразно состоит лишь из одного перфорированного металлического листа. При горизонтальном прохождении воздуха диффузоры расположены на противоположных сторонах сушильной тележки.
Понятно, что вентиляционные блоки выполнены с возможностью снятия для ремонта, технического обслуживания и очистки. Согласно одному особому варианту выполнения, тележка и вентиляционный блок расположены отдельно друг от друга так, что вентиляционный кожух установлен в сушильной камере так, что снабженная подлежащими сушке продуктами тележка может вдвигаться под кожух для получения функционального блока из кожуха и тележки.
Тележка, согласно изобретению, может быть снабжена дополнительно к вентиляционному блоку нагревательным и/или охлаждающим регистром. Это позволяет, например, темперировать вызревающие продукты, оттаивать замороженные продукты, контролируемым образом охлаждать пищевые продукты, например, для изготовления нарезки или замораживать пищевые продукты. В обеспечиваемом с помощью вентиляционных блоков с диффузорами ламинарном (равнонаправленном) воздушном потоке происходит очень хороший (равномерный) и быстрый перенос тепла, так что нагревание, соответственно, охлаждение происходит чрезвычайно быстро.
В этом случае вентиляционный блок и нагревательный, соответственно, охлаждающий регистр расположены на противоположных сторонах тележки. Вентиляционный блок всасывает через тележку воздух, который перед этим был темперирован в нагревательном, соответственно, охлаждающем регистре. Однако, как правило, охлаждающие и нагревательные регистры расположены в помещении.
Тележки, согласно изобретению, могут иметь дополнительно распределительные устройства для воды и средства кондиционирования, например, для увлажнения, для воздействия на обрабатываемые продукты дымовыми, ароматизирующими смесями, культурами для вызревания, пряностями и/или антибиотиками, такими как натамицин. Такое распределительное устройство может, например, впрыскивать воду или средства кондиционирования в распределяемый вентиляционным блоком поток воздуха. В данном случае распределительные устройства также могут быть расположены в пространстве, в котором осуществляется кондиционирование, или же в каналах для подачи воздуха.
Понятно, что тележка, согласно изобретению, может иметь программируемый блок управления, который обеспечивает индивидуальный учет подлежащих обработке продуктов. Это относится, в частности, к интенсивности и длительности воздействия на обрабатываемые продукты воздуха, контролированию влажности воздуха, воздействию средств кондиционирования и т.д. Управление можно осуществлять в зависимости от определенных параметров, например от внутренней температуры и/или содержания воды подлежащего обработке продукта, температуры и содержания воды выпускаемого воздуха или же градиентов температуры внутри подлежащего обработке продукта. Управление осуществляется с помощью расположенных в обрабатываемых продуктах или в подходящих местах тележки датчиков.
Ниже приводится в качестве примера описание процесса управления.
Сушильная тележка имеет ламинарный поток. Состояние воздуха на входе в тележку измеряется с помощью подходящего измерительного устройства. С помощью измерительного преобразователя определяется абсолютное содержание воды в воздухе в граммах воды на 1 литр или килограмм воздуха. При прохождении через тележку и подлежащие сушке продукты воздух принимает воду. На выходе из тележки установлено измерительное устройство, идентичное устройству на входе. Оно также измеряет состояние воздуха и также вычисляет абсолютное содержание воды в воздухе в граммах воды на 1 кг воздуха. Посредством вычитания содержания воды на входе из содержания воды на выходе определяют дельта х. Дельта х показывает, сколько воды принято воздухом во время прохождения через тележку, и является непосредственной мерой интенсивности сушки. С помощью управляющего блока можно точно регулировать величину дельта х за счет изменения циркуляции воздуха (сменного воздуха) в тележке, а также состояния воздуха и объемного потока вдуваемого в камеру воздуха (транспортировочного воздуха).
Эту стратегию регулирования можно использовать в качестве одной из многих стратегий регулирования для процесса сушки.
Возможно также аналогичное, уже известное регулирование в соответствии с гравиметрическим принципом. Для этого эталонную тележку устанавливают на весы, которые непрерывно измеряют уменьшение веса тележки за счет испарения воды. Уменьшение веса за единицу времени также является величиной для непосредственного определения интенсивности сушки и достаточно известно в качестве параметра регулирования.
Наконец, изобретение относится к сушильной системе, которая состоит из сушильной камеры с подводом свежего воздуха, включенных в подвод свежего воздуха устройств для кондиционирования свежего воздуха, отвода технологического воздуха, при необходимости устройств для принудительной циркуляции технологического воздуха в сушильной камере, а также контрольных и управляющих устройств для контроля и управления воздушными потоками, влажностью и температурой, вместе, по меньшей мере, с одной сушильной тележкой, описание которой приведено выше. Описание подходящей сушильной камеры приведено, например, в патентной заявке 102005040481. В остальном, такая сушильная камера может содержать один или несколько предварительно установленных вентиляционных кожухов, под которые можно вдвигать тележки с подлежащими сушке продуктами. Кожухи могут быть также расположены рядом друг с другом в ряд так, что их можно использовать по типу проходной сушилки. Для этого отдельные тележки могут проходить под кожухами. Кроме того, понятно, что «сушильная тележка» в смысле изобретения может быть также установленным в сушильной камере стеллажом с вентиляционным кожухом, который работает в соответствии с изобретением.
Для изготовления копченых изделий, сушильную камеру можно снабжать дымовым входом. Для обеспечения возможности точного регулирования влажности для предотвращения повреждений в результате сушки, может быть дополнительно предусмотрен вход для влаги. Наконец, сушильная камера может быть также снабжена нагревательными устройствами для управления температурой. Понятно, что в сушильной системе, согласно изобретению, камера имеет электрические вводы для подключения вентиляторов сушильных тележек и при необходимости предварительно установленные вентиляционные кожухи.
Ниже приводится подробное пояснение изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг.1 - сушильная тележка, согласно изобретению, с установленным сверху вентиляционным кожухом;
фиг.2 - сушильная система, согласно изобретению;
фиг.3 - другой вариант выполнения сушильной тележки.
На фиг.1 показана сушильная тележка 1, согласно изобретению, которая имеет подвешенные в наружной раме из полых профилей 2 установочные приспособления 3 с подвешенными сырокопчеными колбасами 4. Рама состоит, например, из полых профилей из нержавеющей стали с квадратным поперечным сечением и имеет расположенные в нескольких плоскостях устройства для приема подвесных установочных приспособлений 3. Подвесные установочные приспособления 3 состоят, например, из решеток, в которые навешиваются подлежащие сушке продукты. На стороне дна сушильная тележка 1 имеет колеса 5, а также перфорированный металлический лист 9, который служит в качестве диффузора.
Вентиляционный кожух 6 на верхнем конце сушильной тележки 1 имеет установленный сверху вентилятор 7 с находящимся под ним проточным ящиком, в котором находятся два расположенных на расстоянии друг от друга перфорированных металлических листа 8а и 8b. В показанной системе отверстия перфорированных металлических листов 8а и 8b расположены со смещением относительно друг друга; однако возможна также система, в которой отверстия расположены на одной линии.
Для работы показанную сушильную тележку 1 после загрузки подлежащими сушке продуктами обматывают растягиваемой пленкой, которая блокирует вход воздуха с боков. Затем в фазе сушки сушильный воздух нагнетают или всасывают с помощью вентилятора 7 в сушильную тележку, т.е. воздушный поток достигает подлежащие сушке продукты либо через первый диффузор 8, либо через расположенный на стороне дна второй диффузор 9.
Понятно, что, например, по соображениям стерильности, вентиляционный кожух 6 может быть снабжен фильтровальным блоком. Также или дополнительно такой фильтр может быть расположен со стороны дна.
На фиг.2 схематично показана сушильная система, согласно изобретению, содержащая сушильную камеру 10 и расположенную в ней сушильную тележку 1.
Сушильная камера 10, называемая также пространством для созревания, получает свежий воздух через участок подачи и вентилятор в фильтрованном состоянии через предварительный охладитель, устройство удаления влаги и регистр с паровым нагреванием. Клапан V1 регулирует подачу воздуха. Свежий сушильный воздух вдувается в верхней зоне камеры созревания через впускные сопла 15 и попадает тем самым в зону сушильных тележек 1. Сушильные тележки 1 всасывают сушильный воздух через второй диффузор 9 на стороне дна сушильной тележки. Сушильный воздух проходит мимо подлежащих сушке продуктов к вентиляционному кожуху 6 и отдается там в камеру созревания. Использованный воздух отводится через отводной канал и клапан V2 и при необходимости подмешивается в подаваемый воздух.
Влажность и температура в камере созревания измеряются с помощью датчиков влажности и температуры и регулируются при кондиционировании подаваемого воздуха. Нагревательное устройство 17 помогает регулировать температуру в камере, в частности, в более холодной нижней зоне. При необходимости в камеру можно подавать влагу через подвод 19 и дым через подвод 18.
На фиг.3 показан другой вариант выполнения сушильной тележки, согласно изобретению, в котором сушильный воздух подается в тележку 1 сбоку. Сушильный воздух подается с помощью вентилятора 7а через вентиляционный кожух 6а и расположенные в нем перфорированные металлические листы в распределительный канал 10а, который в свою очередь через второй диффузор 9а соединен с подлежащими сушке продуктами в тележке 1. Сушильный воздух проходит через тележку и входит через другой второй диффузор 9b в отводной канал 10b с целью отвода через вентиляционный кожух 6b, первое диффузорное устройство и вентилятор 7b. Стрелками обозначено направление потока.
Боковой ввод сушильного воздуха через расположенные на противоположных сторонах воздушные каналы может быть целесообразным для расположенных лежа мясных изделий, таких как окорока, а также для других расположенных лежа подлежащих сушке изделий.
Однако, в качестве альтернативного решения, горизонтальный воздушный поток можно создавать также с помощью расположенных сбоку на тележке вентиляционных устройств с диффузорами.
Сушильная тележка, согласно этому варианту выполнения, может быть закрыта на двух остальных сторонах с помощью дверей, однако может быть также обмотана и герметизирована указанным выше образом с помощью пленки.