УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ ТЕСТОВЫХ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к хлебопекарному производству и может быть использована для улучшения товарного вида и качества широкого ассортимента хлебопекарных и кондитерских изделий путем организации наиболее быстрого и равномерного пароувлажнения и опрыскивания изделий из теста на любом этапе процесса выпечки.
Известны устройства для управления товарным видом выпекаемых изделий в начальный период выпечки, содержащие систему подачи в пекарную камеру пара, строго соответствующего определенным технологическим параметрам. [1-3]
Основным недостатком известных устройств является то, что пар, подаваемый к тестовым заготовкам, должен иметь температуру не выше 100°С, а температура поверхности выпекаемой тестовой заготовки должна быть достаточно низкой, чтобы обеспечить возможность конденсации на ней подаваемого пара. Этим реализуется действие двух основных факторов технологического приема "пароувлажнение" на выпекаемое изделие - передача поверхности изделия тепловой энергии и передача ей жидкой воды. Соблюдение этих двух технологических требований одновременно затруднительно вследствие необходимости удержания температуры пара в жестких пределах. Всякий перегрев пара крайне нежелателен.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является устройство для увлажнения тестовых заготовок перед выпечкой включающее емкость с водой, патрубок подачи воды в емкость и форсунки для распыливания воды по поверхности тестовых заготовок, сообщенные с емкостью посредством патрубков. Устройство оснащено нагревателями, обеспечивающими нагрев воды в емкости до температуры кипения и патрубком подвода в емкость
сжатого воздуха, служащим для обеспечения подачи кипящей воды к форсункам и ее распыления по поверхности тестовых заготовок. [4]
Недостатками данного устройства являются:
- практически полное отсутствие паровой фазы в потоке распыляемой форсунками среды, что приводит к пониженным тепловым потокам к поверхности тестовых заготовок и увеличению времени выпечки.
- невозможность регулирования расхода воды в широких пределах, например при переходе на различные виды продукции, так как для уменьшения расхода воды необходимо снижать давление воздуха в емкости, что приводит к ухудшению качества распыла воды форсунками, увеличению размера создаваемых ими капель и, как следствие, к неравномерности увлажнения текстовых заготовок.
- образование накипи на поверхностях нагрева нагревателей и на внутренних поверхностях патрубков и форсунок к ухудшению их тепловых и гидродинамических характеристик и необходимости проведения их чисток или замены.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в сокращении времени выпечки, повышении качества изделий и улучшения их товарного вида за счет быстрого, точного и надежного регулирования влажности поверхности тестовых заготовок как на стадии расстоя, так и на начальной и конечной стадиях выпечки путем пароувлажнения и опрыскивания этой поверхности водой.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что: в устройстве для увлажнения тестовых заготовок для хлебопекарной печи, содержащем емкость с водой, трубопровод подачи воды в емкость и форсунки для распыления воды по поверхности тестовых заготовок, установленные на патрубках, устройство для подачи воды к форсункам для ее распыливания, а также устройство для подогрева этой воды, патрубки с форсунками соединены с емкостью посредством трубопровода, устройство подачи воды к форсункам выполнено в виде объемного насоса, установленного
на упомянутом трубопроводе и обеспечивающего давление перед форсунками выше, чем давление насыщения водяного пара при температуре нагревательного элемента или греющей среды устройства для подогрева, при этом устройство для подогрева воды установлено на напорной части трубопровода и снабжено устройством регулирования температуры воды, подаваемой к форсункам, для обеспечения ее перегрева выше температуры насыщения при давлении в пекарной камере.
Форсунки в камере увлажнения могут быть расположены, по меньшей мере, в два ряда по ходу транспортного устройства тестовых заготовок, причем каждый ряд имеет отдельный переходной патрубок с установленной на нем запорной и регулирующей арматурой для подачи перегретой воды из напорного трубопровода к патрубкам с форсунками.
Устройство для подогрева воды, подаваемой к форсунками может быть выполнено в виде рекуперативного теплообменника, преимущественно типа «труба в трубе с кольцевыми каналами», установленного в трубе отвода дымовых газов из топки хлебопекарного устройства с использованием этих газов в качестве горячего теплоносителя.
Устройство для регулирования температуры воды может быть выполнено в виде клапана с автоматическим или ручным приводом, установленного на опорном элементе в дымовой трубе перед теплообменником по ходу движения уходящих газов и обеспечивающего регулирование температуры воды путем изменения расхода греющей среды через внутренний канал теплообменника.
Кроме того, устройство для регулирования температуры воды может быть выполнено в виде разбрызгивающих устройств, установленных в дымовой трубе перед теплообменником, и трубопровода подачи воды к этим разбрызгивающим устройствам из трубопровода подачи воды в емкость, при этом устройство обеспечивает регулирование воды путем снижения температуры уходящих дымовых газов.
Заявляемое устройство для увлажнения тестовых заготовок может быть снабжено устройством, предотвращающим образование накипи на поверхностях теплообмена и проточной части форсунок путем умягчения воды, выполненным в виде устанавливаемых на трубопроводе подачи воды в емкость ионитного, преимущественно натрий-катионитного фильтра, или устройства для дистилляции воды.
Заявленная конструкция может быть использована на любом этапе процесса выпечки вследствие того, что предлагаемое устройство монтируется и действует автономно, не зависит от конструкции хлебопекарной печи и другого оборудования предназначенного для выпечки и форсунки для увлажнения выпекаемых изделий могут быть использованы на любой стадии процесса.
Взаимодействие установленных на трубопроводе подачи воды к форсункам объемного насоса с заданными характеристиками и устройства подогрева воды, снабженного устройствами регулирования температуры воды, обеспечивающих ее перегрева выше температуры насыщения при давлении в пекарной камере позволяет получить вскипание воды на выходе из форсунок и вследствие этого присутствие в факеле распыленной форсунками воды паровой фазы, обеспечивающей и повышенную отдачу тепла к поверхности тестовой заготовки, а также мелкий фракционно-дисперсный состав капель, обеспечивающий равномерное увлажнение этой поверхности. При этом гарантируется не вскипание воды внутри теплообменника, трубопровода и патрубков. Кроме того, обеспечивается возможность регулирования соотношения расходов пара и воды и расхода пароводяной среды в целом на выходе из форсунок, то есть возможность быстрой перенастройки системы увлажнения на различные виды выпекаемой продукции. При этом для подогрева воды используется теплота уходящих газов топочного устройства и повышается экономичность хлебопекарного устройства в целом.
Совместное использование устройств регулирования температуры воды, подаваемой к форсункам, позволяет существенно расширить диапазон
регулирования ее температуры. Гарантировано обеспечивать невскипание воды в напорных трубопроводах, за счет поддержания температуры уходящих газов перед теплообменником ниже, чем температура насыщения воды при давлении, создаваемом насосом.
Предлагаемое расположение форсунок рядами позволяет в зависимости от вида выпекаемой продукции изменять время увлажнения заготовок отключением форсунок соответствующего ряда.
Использование устройств, предотвращающих образование накипи на поверхностях теплообмена и проточной части форсунок путем умягчения воды, позволяет существенно повысить надежность устройства.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройство для увлажнения тестовых заготовок для хлебопекарной печи, на фиг.2 - устройство для регулирования температуры воды подаваемой к форсункам путем изменения расхода греющей среды через внутренний канал теплообменника.
Предлагаемое устройство содержит емкость с водой 1, трубопровод 2 подачи воды в емкость 1, ряды форсунок 3, установленных в пекарной камере 4 на патрубках 5 и подключенных к трубопроводу 6 подачи воды из емкости 1 к патрубкам 5. В рассматриваемом варианте исполнения заявляемого устройства патрубки 5 с форсунками 3 расположены в три ряда по ходу транспортного устройства тестовых заготовок, причем каждый ряд имеет отдельный переходной патрубок 7 с установленной на нем запорной и регулирующей арматурой 8 для подачи перегретой воды из напорного трубопровода 6 к патрубкам 5 с форсунками 3.
На трубопроводе 6 установлен объемный насос 9, снабженный электродвигателем 10 с частотной системой регулирования 11, предохранительным клапаном 12 и запорной арматурой 13.
На напорной части трубопровода 6 установлено устройство для подогрева воды, представляющее собой рекуперативный теплообменник 14,
типа «труба в трубе с кольцевыми каналами», который установлен в трубе 15 отвода дымовых газов из топки хлебопекарного устройства.
При этом характеристики насоса 9 подбираются таким образом, чтобы создаваемое им давление соответствовало температуре насыщения имеющей более высокое значение, чем температура уходящих газов в трубе 15, что обеспечивает гарантированное невскипание воды в напорной части трубопровода 6, и патрубках 5. Предельно допустимое давление на напоре насоса 9 настраивается с помощью предохранительного клапана 12.
Устройство для регулирования температуры воды путем снижения температуры уходящих дымовых газов выполнено в виде разбрызгивающих устройств 16, установленных в дымовой трубе 15 перед теплообменником 14, и трубопровода 17 подачи воды к этим разбрызгивающим устройствам из трубопровода 2 подачи воды в емкость 1. Трубопровод 17 снабжен регулирующей 18 и запорной 19 арматурой.
Также, помимо вышеописанного устройства 16, 17, 18, 19, заявляемое устройство может содержать устройство для регулирования температуры воды путем изменения расхода греющей среды через внутренний канал «А» теплообменника 14, выполненное в виде клапана 20 с автоматическим или ручным приводом 21, установленного на опорном элементе 22 в дымовой трубе 15 перед теплообменником 14 по ходу движения уходящих газов.
На трубопроводе 2 подачи воды в емкость 1 до места присоединения трубопровода 17 установлен натрий-катионитный фильтр 23 или устройство для дистилляции воды (не показано).
На каждом из патрубков 5 установлена запорная арматура 24.
Для контроля значений температуры и осуществления ее регулирования на трубопроводе 6 после теплообменника 14 по ходу подачи воды к форсункам 3 установлен датчик температуры 25.
Устройство работает следующим образом:
Водопроводная вода по трубопроводу 2 подается в натрий-катионитный фильтр 23, где происходит удаление из нее солей жесткости, затем умягченная вода поступает в емкость 1. Из емкости 1 вода по трубопроводу 6 объемным насосом 9 подается в теплообменник 14 и нагревается уходящими газами, поступающими из топки хлебопекарной печи по каналу 15, до температуры выше, чем температура насыщения при давлении в пекарной камере 4. Далее нагретая вода по трубопроводу 6 через переходные патрубки 7 и патрубки 5 подается на форсунки 3, в сопловой части которых она частично испаряется и частично распыливается на мелкие капли. Образовавшаяся при этом пароводяная смесь попадает в пекарную камеру 4 и осаждается на поверхности тестовых заготовок. Характеристики насоса 9 подбираются таким образом, чтобы создаваемое им давление соответствовало температуре насыщения имеющей более высокое значение, чем температура уходящих газов в канале 15, что обеспечивает гарантированное не вскипание воды в напорной части трубопровода 6, и патрубках 5. Предельно допустимое давление на напоре насоса 9 настраивается с помощью предохранительного клапана 12.
При настройке устройства на определенный вид продукции устройство обеспечивает следующие способы регулирования:
- время увлажнения тестовых заготовок регулируется количеством включенных в работу с помощью запорной арматуры 24 рядов форсунок 3.
- количество воды подаваемой на увлажнение регулируется изменением числа оборотов электродвигателя 10 объемного насоса 9 с помощью частотного привода 11.
- температура воды подаваемой к форсункам 3 может регулироваться изменением расхода греющей среды через внутренний канал «А» теплообменника 14 за счет его частичного или полного перекрытия клапаном 20, перемещаемого с помощью привода 21, а также за счет ее снижения с помощью впрыска в трубу 15 через разбрызгивающие устройства 16 воды, подаваемой по трубопроводу 17 из трубопровода 2. Количество воды, подаваемой к разбрызгивающим устройствам, регулируется с помощью
регулятора расхода 18. Прекращается подача воды посредством запорной арматуры 19.
Требуемые значения температуры воды в подаваемой к форсункам 3 настраиваются с помощью датчика температуры 20.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания полезной модели:
1. Щербатенко В.В. Регулирование технологических процессов производства хлеба и повышение его качества. - М.: Пищевая промышленность, 1976, с.232.
2. Сборник технологических инструкций для производства хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989, с.494.
3. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. - М.: Пищевая промышленность, 1972, с.512.
4. Патент РФ на изобретение №2220575, МПК А21В 3/04, опубл. 10.01.2004. (прототип)