ПЕЧЬ С УЛУЧШЕННОЙ ТЯГОЙ
UPGRADED DRAFT FURNACE

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации печи, содержащей:
- первую и вторую камеру, в которых горячая текучая среда соответственно готовит продукт,
- конвейерное средство для транспортировки продукта от входного отверстия через камеры к выходному отверстию, причем, предпочтительно, конвейерное средство, по меньшей мере, частично расположено по винтовому пути,
- разделительное средство для разделения первой и второй камер, причем конвейерное средство проходит через разделительное средство.
Настоящее изобретение также относится к печи для приготовления продуктов.
Печь такого типа известна, например, из ЕР 1221575 А1 и ЕР 0558151 А1 и пригодна для полного или частичного приготовления продуктов питания, особенно содержащих белок продуктов, таких как цыплята, гамбургеры, кордон блю и так далее. Вышеупомянутые заявки на патент включены по ссылке и поэтому являются частью раскрытия настоящей заявки на патент. Печи согласно уровню техники содержат одну или несколько камер, в которых могут быть установлены разные условия приготовления, например текучая среда, которая используется для приготовления продукта, предпочтительно воздух и/или вода-пар или водяной пар, может иметь разную температуру по сухому термометру и/или разную температуру точки росы. Специалистов в данной области техники постоянно желают улучшить энергетическую эффективность и/или эффективность приготовления продуктов в таких печах.
Проблема решена способом эксплуатации печи, содержащей:
- первую и вторую камеру,
- конвейерное средство для транспортировки продукта от входного отверстия через камеры к выходному отверстию, причем, предпочтительно, конвейерное средство, по меньшей мере, частично расположено по винтовому пути,
- разделительное средство для разделения первой и второй камер, причем конвейерное средство проходит через разделительное средство,
причем разность давлений между текучей средой в первой и текучей средой во второй камере устанавливают, предпочтительно, вблизи разделительного средства.
Раскрытие в отношении способа согласно изобретению также применимо к печи согласно изобретению и наоборот.
Вследствие разности давлений можно регулировать количество забора свежего воздуха, например через входное отверстие и выходное отверстие печи, в соответствующие камеры. Можно задавать, в какую камеру и/или камеры происходит забор свежего воздуха и количество в единицу времени. Кроме того, можно регулировать направление и объем тяги через отверстие в разделительном средстве между двумя камерами. Можно также регулировать разность давлений так, чтобы не было тяги между двумя камерами.
Печь, в которой используется способ согласно изобретению, содержит по меньшей мере две камеры. В одной камере, предпочтительно, предусмотрено входное отверстие для продукта, а в другой камере, предпочтительно, расположено выходное отверстие для продукта. Предпочтительно, камеры имеют одинаковый размер. В каждой камере имеется текучая среда, предпочтительно воздух и/или водяной пар, которую нагревают посредством нагревателя и регулируют до определенной температуры по сухому термометру. Текучая среда нагревает подлежащий приготовлению продукт за счет теплопередачи и конвекции. Предпочтительно, текучую среду приводят в циркуляцию в каждой камере отдельно. Предпочтительно, имеется по меньшей мере один нагреватель на камеру, который могут эксплуатироваться индивидуально, так что температуру по сухому термометру в каждой камере можно устанавливать отдельно. Температура точки росы газа в каждой камере может быть одинаковой или разной. Каждая камера может иметь индивидуальную температуру точки росы, которая может быть одинаковой или разной. Посредством вводного отверстия для газа, предпочтительно воздуха, с температурой точки росы более низкой, чем у текучей среды в соответствующей камере, и/или текучей среды, предпочтительно пара, с температурой точки росы более высокой, чем у текучей среды в соответствующей камере, можно оказывать влияние на температуру точки росы в соответствующей камере.
Дополнительно, печь содержит конвейерное средство для перемещения продукта от входного отверстия печи через камеры к выходному отверстию. Предпочтительно, конвейерное средство в каждой камере расположено по винтовому пути. Предпочтительно, два винтовых пути соединены прямым участком. Предпочтительно, конвейерное средство является бесконечной конвейерной лентой, которая, более предпочтительно, является, по меньшей мере, частично проницаемой для технологической текучей среды. Предпочтительно, конвейерное средство эксплуатируют непрерывно.
Согласно изобретению две камеры отделены друг от друга разделительным средством, так что в двух камерах могут быть установлены разные условия в отношении температуры по сухому термометру и/или влажности/температуры точки росы. Разделитель является, например, стеной между двумя камерами, которая, предпочтительно, уплотнена, более предпочтительно герметично уплотнена, относительно корпуса печи. Однако в разделительном средстве имеется отверстие/проход, через который проходит конвейерное средство.
Предпочтительно, разделительное средство изолировано для уменьшения теплопередачи между двумя камерами. Проход может быть просто отверстием в разделительном средстве или каналом, который простирается по меньшей мере в одну камеру, предпочтительно обе камеры, или соединяет две камеры.
Предпочтительно, печь содержит средства регулирования температуры по сухому термометру и/или влажности/ температуры точки росы текучей среды соответственно в каждой камере. Температуру текучей среды регулируют посредством нагревателя/охладителя, предпочтительно по меньшей мере одного нагревателя/охладителя на камеру, которую можно регулировать индивидуально. Влажность/температуру точка росы текучей среды регулируют посредством добавления пара или другой текучей среды, предпочтительно воздуха с низкой влажностью/температурой точки росы, как описано выше.
Согласно настоящему изобретению целенаправленно устанавливают/регулируют разность давлений между текучей средой в первой камере и текучей средой во второй камере вблизи разделительного средства для влияния не обмен текучей средой между двумя камерами. Предпочтительно, за счет этой разности давления индуцируют поток текучей среды, предпочтительно, через разделительное средство, предпочтительно через конвейерный проход в разделительном средстве, так называемую тягу. Однако давление в двух камерах, предпочтительно вблизи отверстия в разделительном средстве, можно регулировать так, что разность давления равна нулю или почти нулю и, следовательно, не происходит газообмена между двумя камерами. Разность давлений между двумя камерами можно достигать путем введения текучей среды, например воздуха и/или пара, под давлением по меньшей мере в одну камеру. Разность давления можно также достигать путем всасывания текучей среды, предпочтительно воздуха, с относительно низкой температурой точки росы в одну камеру и ее нагревания. Этот пар и/или воздух можно также использовать для регулирования температуры точки росы в соответствующей камере.
Альтернативно или дополнительно, разность давлений можно достигать путем всасывания потока отходящего газа по меньшей мере из одной камеры.
Альтернативно или дополнительно, разность давлений можно достигать за счет разности плотности текучей среды в двух камерах. Плотность можно изменять путем изменения температуры по сухому термометру и/или температуры точки росы текучей среды в соответствующей камере.
Дополнительно или альтернативно, каждая камера содержит средства для циркуляции текучей среды, например по меньшей мере один вентилятор, который рециркулирует в соответствующей камере текучую среду, обычно смесь воздуха и водяного пара. Предпочтительно, эти средства предусмотрены по меньшей мере в одной камере, предпочтительно в каждой камере. По меньшей мере одним из средств в одной камере, предпочтительно в обеих камерах, можно управлять индивидуально. Рециркулирующее средство удаляет текучую среду из камеры и вдувает его назад, предпочтительно через нагреватель. Из-за этой рециркуляции в каждой камере присутствует перемещение текучей среды с определенной средней скоростью, что улучшает теплопередачу от текучей среды к продукту и соответственно снижает разности температур по сухому термометру и/или температур точки росы в каждой камере. Однако было обнаружено, что эти рециркулирующие средства также влияют на давление в камере, предпочтительно вблизи разделительного средства, за счет изменения средней скорости рециркуляции текучей среды в каждой камере. Эта разность давлений можно использовать для влияния на тягу между двумя камерами.
В случае, когда рециркулирующее средство является вентилятором, среднюю скорость рециркуляции можно изменять путем изменения числа оборотов в минуту вентилятора.
Предпочтительно, скорость рециркуляции текучей среды в двух камерах, по меньшей мере, временно разная, то есть одно рециркулирующее средство, например вентилятор, рециркулирует больше текучей среды, чем другие, и/или средняя скорость текучей среды в одной камере выше, чем средняя скорость в другой камере, так что разность давлений в текучей среде в соответствующих камерах, предпочтительно, устанавливается вблизи разделительного средства, предпочтительно вблизи конвейерного прохода. Согласно другому предпочтительному аспекту настоящего изобретения скорость вращения по меньшей мере одного из вентиляторов устанавливают так, что поток через разделительное средство уменьшается, предпочтительно до нуля.
Предпочтительно, посредством установления разности давлений текучей среды в двух соседних камерах, например посредством установления разности в скоростях рециркуляции, камера с более высокой скоростью потока втягивает свежий воздух в печь, предпочтительно через входное отверстие или выходное отверстие печи, и воздух не втягивается или меньше воздуха втягивается в камеру с более низкой скоростью течения потока рециркуляции. Более предпочтительно, тягу, которая может иметь место между камерами через отверстие для конвейера в разделительном средстве, можно регулировать, например увеличивать или уменьшать. Ее можно регулировать до определенной скорости потока и/или уменьшать до нуля. Также направление тяги можно регулировать посредством регулировки разности скорости рециркуляции текучей среды в соответствующей камере. Предпочтительно, направление тяги ориентировано от камеры с более высокой скоростью потока рециркуляции к камере в более низкой скоростью потока рециркуляции, прежде всего, в случае, когда температуры по сухому термометру в обеих камерах по существу одинаковы.
Предпочтительно, температуру точки росы текучей среды в соответствующей камере регулируют посредством регулировки разности давлений текучей среды в двух соседних камерах, например разности между скоростью рециркуляции в соответствующих камерах. Предпочтительно, камера с более высокой скоростью рециркуляции имеет более низкую температуру точки росы, прежде всего в случае, когда температуры по сухому термометру, по меньшей мере, по существу равны. Предпочтительно, температура точки росы камеры с более низкой скоростью рециркуляции является более высокой, прежде всего, в случае, когда температуры по сухому термометру в обеих камерах, по меньшей мере, по существу равны.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения самая дальняя ниже по потоку относительно направления потока продукта камера имеет самую высокую скорость рециркуляции, то есть в этой камере присутствует наивысшая скорость текучей среды, прежде всего в случае, когда температуры по сухому термометру в обеих камерах, по меньшей мере, по существу равны. Предпочтительно, это может привести к более низкой температуре точки росы текучей среды в этой камере, так как может всасываться или вдуваться больше свежего воздуха и, следовательно, достигаются, например, улучшенное обжаривание и/или сушка. Более предпочтительно, расположенная выше по потоку камера имеет более низкую скорость рециркуляции, то есть наименьшую среднюю скорость текучей среды в этой камере. Предпочтительно, это может приводить к более высокой температуре точки росы текучей среды в этой камере, прежде всего в случае, когда температуры по сухому термометру в обеих камерах, по меньшей мере, по существу равны. Предпочтительно, тяга имеет место из камеры с текучей средой с более низкой температурой точки росы к камере с текучей средой с более высокой температурой точки росы. Предпочтительно, тяга находится в противотоке с направлением транспортировки продукта.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения самая дальняя расположенная ниже по потоку относительно направления потока продукта камера имеет наименьшую скорость рециркуляции, то есть наименьшая скорость текучей среды присутствует в внутри этой камеры, прежде всего, в случае, когда температуры по сухому термометру в обеих камерах, по меньшей мере, по существу равны.
Способ согласно изобретению может быть использован для управления процессом приготовления продукта. Обычно для приготовления и/или поджаривания продукта имеется рецепт. Этот рецепт включает в себя температуру по сухому термометру и температуру точки росы в камере и может включать в себя среднюю скорость рециркуляции, например скорость вентилятора, текучей среды, предпочтительно воздуха и пара в каждой камере. Измеряют давление, предпочтительно статическое давление, по меньшей мере в одной камере, предпочтительно в обеих камерах, и/или тягу, то есть поток газа, из одной камеры к другой. В случае, когда этот поток или разность давления отклоняется от требуемого значения, можно оказывать влияние на разность давления между двумя камерами. Это можно выполнять посредством изменения температуры по сухому термометру и/или температуры точки росы текучей среды по меньшей мере в одной камере и/или посредством изменения средней внутренней скорости текучей среды по меньшей мере в одной камере. Изменение температуры точки росы можно выполнять посредством ввода в соответствующую камеру пара для повышения точки росы и/или обеспечения газом с более низкой точкой росы.
Этот способ можно выполнять автоматически.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения в способе согласно изобретению вырабатывают выходной поток текучей среды. Более предпочтительно, выходящую текучую среду используют для предварительного нагрева продукта, более предпочтительно в расположенном выше по потоку от печи канале. Следовательно, теплоемкость выходящей текучей среды используют для предварительного нагрева продукта и/или для увлажнения продукта прежде, чем он поступит в печь.
Другим вариантом осуществления настоящего изобретения является печь, содержащая:
- первую и вторую камеру и по меньшей мере один нагреватель для нагревания текучей среды, которая приготавливает продукт,
- конвейерное средство для транспортировки продуктов от входного отверстия через камеры к выходному отверстию, причем, предпочтительно, конвейерное средство расположено по винтовому пути,
- разделительное средство для разделения первой и второй камер, причем конвейерное средство проходит через разделительное средство,
причем печь содержит средство для установления разности давлений между текучей средой в первой и текучей средой во второй камере вблизи разделительного средства.
Раскрытие в отношении печи согласно изобретению также применимо к способу согласно изобретению и наоборот.
Средством может быть, соответственно, ввод пара или воздуха и/или всасывание газа, предпочтительно воздуха, который нагревается в печи, и/или разность плотности текучей среды в двух соседних камерах, предпочтительно, вблизи разделительного средства. Средство также может быть вентилятором, всасывающим выходящий газ по меньшей мере из одной камеры. Однако, как уже описано выше, средством может быть также разность в скорости рециркулирующего вентилятора в соседних камерах.
Предпочтительно, печь содержит средства для измерения скорости потока тяги между первой и второй камерой и/или давления в каждой камере, и сигнал этого измерения используется для управления средством, которое рециркулирует текучую среду в соответствующей камере и/или входном отверстии свежего газа и/или паре. Предпочтительно, средство, которое рециркулирует текучую среду в камере, является вентилятором.
Предпочтительно число оборотов в минуту этого вентилятора регулируется для изменения давления в соответствующей камере.
В дальнейшем, изобретение разъясняется согласно прилагаемым фигурам. Эти разъяснения не ограничивают объем защиты.
Фиг. 1-3 показывают вариант осуществления способа согласно изобретению.
Фиг. 1-3 показывают печь, в которой используется способ согласно изобретению. Печь 1 содержит первую камеру 13 и вторую камеру 14. Камеры разделены посредством разделительного средства 17, например металлической стенки, предпочтительно изолированного разделительного средства, которое уплотнено относительно корпуса 2 печи. Печь содержит конвейерное средство 4, которое транспортирует подлежащие приготовлению продукты через печь. В данном случае конвейерное средство 4 образовано винтовой транспортерной лентой в каждой камере 13, 14. Поэтому в данном случаев в каждой из этих камер расположен вращающийся барабан 3, вокруг которого по винтовому пути направляется конвейерная лента. Бесконечная конвейерная лента входит в печь 1 через входное отверстие 15 в корпусе 2, предпочтительно прямым участком конвейерной ленты, и покидает печь 1 через выходное отверстие 16 в корпусе, также, предпочтительно, посредством прямого участка. Предпочтительно, две винтовые секции соединены прямым участком конвейерной ленты, которая в данном случае находится сверху. Предпочтительно, лента является проницаемой для технологической текучей среды, например воздуха или пара. Разделительное средство 17 содержит проход 18 для участка ленты между двумя винтовыми путями. Предпочтительно, конвейерное средство эксплуатируют непрерывно.
Текучую среду в печи, предпочтительно смесь воздуха и пара, нагревают посредством нагревательных средств, которые в целом обозначены ссылочным обозначением 7, которые в данном случае расположены в верхней части корпуса. Предпочтительно, имеется одно нагревательное средство на камеру, которым, более предпочтительно, можно управлять индивидуально. Каждое из этих нагревательных средств 7 содержит рециркулирующее средство, в данном случае по меньшей мере один вентилятор 6. В данном случае имеются два рециркулирующих средства на камеру 13, 14, хотя специалист в этой области техники понимает, что может быть достаточно одного рециркулирующего средства на камеру. Рециркулирующие средства расположены по меньшей мере в одной камере, предпочтительно в обеих камерах, скорость потока текучей среды в которых можно регулировать индивидуально. Текучая среда всасывается вверх посредством вентиляторов 6 из каждой камеры и подается назад в ту же камеру 13, 14, из которой она была забрана. В данном случае текучая среда протекает рядом с нагревательными элементами 7 и затем рециркулируется в соответствующую камеру 13, 14. Перед повторным введением текучей среды в соответствующую камеру текучую среду можно распределять согласно требуемому рисунку посредством распределительного средства 9, например пластины с отверстиями. Давление 10 выше по потоку от распределительного средства является более высоким, чем давление 11 ниже по потоку от распределительного средства 9. Влажность/температуру точки росы текучей среды в камере можно регулировать посредством водяной ванны 12, обеспеченной в одной или обеих камерах, или посредством добавления пара. В двух камерах 13, 14 можно устанавливать разные условия в отношении температуры по сухому термометру и/или влажности/температуры точки росы.
Теперь приводится ссылка, прежде всего, на фиг. 3. Продукт поступает в печь в первую камеру 13, переходит из первой камеры во вторую камеру 14 и затем покидает печь через выходное отверстие. Поток продукта показан ссылочным обозначением 20. Предпочтительно, первая камера 13 имеет более высокую температуру точки росы, чем камера 14. Температура по сухому термометру в обеих камерах может быть одинаковой или разной.
Согласно настоящему изобретению давление Р1 находящейся рядом с разделительным средством в камере 14 текучей среды отличается от давления Р2 находящейся рядом с разделительным средством в камере 13 текучей среды. В данном случае Р2 больше, чем Р1. Из-за этой разности давлений присутствует поток 19 текучей среды из камеры 14 в камеру 13. В данном случае эту разность давлений достигают за счет разности в скорости рециркуляции, например средней скорости текучей среды в камере 13 и 14, то есть средства 6 для рециркуляции в каждой камере 13, 14 устанавливают так, что скорость течения рециркуляционного потока, предпочтительно его среднюю скорость, регулируют в камерах 13-14 по-разному. Скорость рециркуляции в камере 14 может быть выше или ниже, чем в камере 13. Из-за разности давления в камеру 14 втягивается только свежий воздух, например через выходное отверстие 16 или предусмотренное для ввода свежего воздуха отверстие. Дополнительно и/или предпочтительно, тягу 19 между двумя камерами через отверстие 18 направляют из второй камеры 14 к первой камере 13, то есть противотоком относительно продукта. Обычно в печи создается выходящая текучая среда. Эта выходящую текучую среду удаляется в окружающую среду, предпочтительно вблизи выходного отверстия 15 и/или выше по потоку, как разъяснено ниже. В камеру 13 не втягивается или по существу не втягивается свежий воздух. Поэтому температура точки росы в камере 14 является более низкой, чем в камере 13. Выходящую текучую среду можно также удалять в окружающую среду возле выходного отверстия, как показано стрелкой 22. Для сокращения потребления энергии посредством способа согласно изобретению выходящую текучую среду на выходном отверстии печи можно использовать для передачи тепла к продукту в зоне 21 предварительного нагрева выше по потоку от печи 1. Предпочтительно, этот предварительный нагрев происходит в отдельной зоне предварительного нагрева, предпочтительно без рециркуляции. Предпочтительно, выходящая текучая среда течет в противотоке относительно продукта и затем удаляется в окружающую среду, как показано стрелкой на входном отверстии зоны 21 предварительного нагрева.
Разность давлений можно также создавать посредством ввода текучей среды, например воздуха и/или пара, под давлением по меньшей мере в одну камеру. Разность давлений можно также создавать посредством всасывания текучей среды, предпочтительно воздуха, и нагревания. Этот пар и/или воздух можно также использовать для регулирования температуры точки росы в соответствующей камере.
Альтернативно или дополнительно, разность давлений можно создавать посредством отсасывания потока отходящего газа по меньшей мере из одной камеры.
Поскольку в камеру 13 не втягивается свежий воздух или свежий воздух втягивается немного, то дополнительный воздух не нуждается в нагреве, и добавление пара в камеру может быть уменьшено. Разность влажности между двумя камерами можно поддерживать легче. Тяга присутствует в требуемом направлении. И выходящую текучую среду удаляют из печи, по меньшей мере, по существу на выходном отверстии выше по потоку от входного отверстия. Все это можно достичь за счет разности в величине рециркуляционного потока в соответствующих камерах 13, 14.
Теперь изобретение будет дополнительно разъяснено на примере. Приводится ссылка на описанную согласно фиг. 1-3, прежде всего фиг. 3, печь. Температура по сухому термометру в обеих камерах одинакова. Продукт поступает на вход зоны 1, причем зона предварительного нагрева не обязательно должна существовать. Скорость газа в зоне 1 и зоне 2 первоначально одинакова. Устанавливают определенную разность температуры точки росы, причем точка росы в зоне 1 значительно выше, чем во второй зоне. Статическое давление в зоне 1 является более низким, чем в зоне 2. Это приводит к тяге из зоны 2 в зону 1, и поэтому может приводить к всасыванию свежего воздуха, например через выходное отверстие для продукта. Для уменьшения этой тяги и/или для уменьшения разности температуры точки росы между двумя зонами, скорость газа во второй зоне уменьшают, что приводит к уменьшению разности давления и, следовательно, к уменьшению тяги между двумя зонами. Посредством изменения скорости газа в соответствующих зонах, например посредством изменения числа оборотов в минуту вентилятора, направление тяги можно сделать даже противоположным.
Альтернативно или дополнительно, в одну или обе камеры можно вводить пар или свежий воздух для увеличения или уменьшения разности давления, в то время как скорость газа поддерживают постоянной для влияния на тягу между двумя зонами.
Таким путем можно слегка изменять рецепт, например, для улучшения энергетической эффективности процесса приготовления.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 печь
2 корпус
3 барабан
4 конвейерное средство, винтовая транспортерная лента
5 выхлопная труба
6 циркуляционное средство, циркуляционный вентилятор
7 нагревательный элемент, нагревательное средство
8 направляющее устройство для воздуха
9 распределительное средство, пластина с отверстиями
10 более высокое давление
11 более низкое давление
12 водяная ванна
13 первая камера
14 вторая камера
15 входное отверстие
16 выходное отверстие
17 разделительное средство
18 отверстие, проход
19 тяга
20 поток продукта
21 зона предварительного нагрева
22 выходящая текучая среда
Р1-Р2 разность давления