ЛАБОРАТОРНАЯ СУШИЛЬНАЯ КОНВЕКТИВНАЯ УСТАНОВКА КАМЕРНОГО ТИПА ДЛЯ МЯСНЫХ И РЫБНЫХ ИЗДЕЛИЙ
LABORATORY CONVECTIVE DRYING CHAMBER-TYPE UNIT FOR MEAT AND FISH PRODUCTS

Изобретение относится к технологическому оборудованию мясной и рыбной отрасли, более конкретно - машинам и аппаратам, процессам холодильной и криогенной техники, системам кондиционирования, и может использоваться в пищевой промышленности.
Известна сушилка для колбасных изделий, разработанная на базе среднетемпературной холодильной камеры КХС-6 и включающая теплоизолированный корпус с дверью, рабочую камеру, охладитель воздуха пластинчатой конструкции, холодильную машину, термостат, систему внутренней циркуляции воздуха, блок управления. Сушка колбас производится при температуре 10-12°С и снижающейся относительной влажности воздуха (90-70%). Управление переменными температурно-влажностными режимами сушки (созревания) колбас реализуется по специальной программе микропроцессорным блоком управления [Некоторые особенности производства сырокопченых колбас в условиях колбасных цехов малой мощности. Фатьянов Е.В., Алейников А.К., Богачев Б.В., Каменецкий М.Л., Пыхтин В.В. // «Пища. Экология. Человек»: Материалы третьей международной научно-технической конференции. - М.: МГУПБ, 1999. - 257 с. (с.110)], [Фатьянов Е.В., Алейников А.К. Температурно-влажностные режимы обработки мясных продуктов. // «Пища. Экология. Человек»: Материалы международной научно-технической конференции. - М.: МГУПБ, 1995. - 247 с. (с.108)].
Недостатком данной сушилки является наличие водного конденсата в виде пленки и капель на поверхности пластин охладителя воздуха (на основе фреонового испарителя) и большая площадь соприкосновения водного конденсата с воздухом в рабочей камере. Это приводит к обильному росту плесени на поверхности пластин охладителя воздуха и переносу спор плесени на поверхность обрабатываемого продукта.
Предлагаемым изобретением решается задача упрощения системы регулирования относительной влажности воздуха (ОВВ) в рабочей камере сушильной установки при поддержании температуры охладителя воздуха ниже 0°С с целью замораживания водного конденсата, одновременно обеспечивая достаточно точный стабильный тепловой и влажностный режим сушки продукта на определенном этапе процесса обработки.
В лабораторной сушильной конвективной установке камерного типа для мясных и рыбных изделий, включающей теплоизолированный корпус с дверью, рабочую камеру, охладитель воздуха пластинчатой конструкции, холодильную машину, термостат, систему внутренней циркуляции воздуха, блок управления, согласно изобретению внутри рабочей камеры между охладителем воздуха и объектом сушки дополнительно установлена в направляющих пазах съемная теплоизолирующая перегородка с регулирующим шибером, приводимым в движение серводвигателем, а работа серводвигателя в процессе сушки контролируется блоком управления.
В сушильной конвективной установке применяется в качестве хладагента в холодильной машине фреон средней температуры кипения вместо высокотемпературного фреона, совместно с термостатом положительных температур в рабочей камере и с теплоизолирующей перегородкой с регулирующим шибером, ограничивающей и управляющей теплопередачей и обменом влаги воздуха от рабочей камеры к охладителю воздуха.
Введение в конструкцию рабочей камеры между охладителем воздуха и объектом сушки теплоизолирующей техническое решение позволяет поддерживать температуру охладителя воздуха ниже 0°С при температуре воздуха в рабочей камере 1-25°С (среднее значение 10-12°С), что способствует образованию водного конденсата на поверхности пластин охладителя воздуха в состоянии льда, а не воды, и тем самым предотвращает появление плесени на них, а также на поверхностях других конструктивных элементов сушильной установки и обрабатываемого продукта. Помимо этого вследствие предлагаемых изменений упрощается конструкция сушильной установки, в частности предельно упрощается система регулирования ОВВ в рабочей камере, которая позволяет управлять значением ОВВ, не вмешиваясь в работу фреонового компрессора холодильной машины. Также увеличивается регулируемый диапазон ОВВ до 5-95%, по сравнению с 70-90%, при температуре воздуха 1-25°С.
Сушильная установка также может работать в режиме осадочной камеры для колбасных изделий.
На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемой лабораторной сушильной конвективной установки камерного типа.
Установка состоит из теплоизолированного корпуса 1 с дверью, рабочей камеры 2, охладителя воздуха 3 пластинчатой конструкции, холодильной машины, состоящей из испарителя 4, заправленной фреоном средней температуры кипения, компрессора 5, конденсатора и дросселя (не показаны), терморегулятора 6, теплоизолирующей перегородки (диафрагмы) 7 с регулирующим шибером 8, оснащенным приводом от серводвигателя (не показан), термостата, состоящего из калорифера 9, ртутных электроконтактных термометров 10 (управление работой калорифера) и 11 (тепловая защита калорифера), вентилятора 12 системы внутренней циркуляции воздуха, увлажнителя воздуха 13 испарительного типа и психрометра, состоящего из сухого и мокрого ртутных (спиртовых, электронных или газовых манометрических) термометров 14 и 15, и кюветы 16 с дистиллированной водой. Контроль и управление работой сушильной установки (в том числе работой серводвигателя) осуществляется блоком управления 17, состоящего из электрощита, пульта управления и электронного регулятора (не показаны). Объект сушки представлен колбасными батонами 18.
Сушильная установка для мясных и рыбных продуктов работает следующим образом. В рабочую камеру 2 через дверь корпуса 1 помещается объект сушки 18, кювета 16 психрометра заполняется дистиллированной водой, на электроконтактных термометрах 10 и 11 выставляются требуемые значения температуры. С помощью терморегулятора 6 и регулирующего шибера 8 теплоизолирующей перегородки (диафрагмы) 7 устанавливается необходимая интенсивность вымораживания влаги из воздуха рабочей камеры 2. При низком коэффициенте загрузки рабочей камеры обрабатываемым продуктом следует применять увлажнитель воздуха 13, который предварительно заполняется дистиллированной водой. Герметично закрывается дверь корпуса 1 установки, подключается к электросети сначала холодильная машина и, через полчаса, блок управления 17, контролирующий работу сушильной установки. Далее в процессе работы в сушильной установке автоматически поддерживается температура воздуха на уровне 10-12°С с помощью термостата. При необходимости в процессе сушки можно задавать другие значения температуры воздуха в рабочей камере от 1 до 25°С. Осушение воздуха производится за счет вымораживания воды из него охладителем воздуха 3, который в свою очередь охлаждается фреоновым испарителем 8 холодильной машины. Интенсивность осушения воздуха (или ОВВ %) в рабочей камере 2 регулируется раствором шибера 8 теплоизолирующей перегородки (диафрагмы) 7, а также вручную терморегулятором 6. Раствор шибера 8 теплоизолирующей перегородки 7 регулируется серводвигателем (не показан) через блок управления 17. Контроль значений температуры и ОВВ сушильной установки осуществляется с помощью психрометра. Необходимая скорость движения воздуха (до 1,0 м/с) в рабочей камере 2 обеспечивается работой вентилятора (вентиляторов) 12 системы внутренней циркуляции воздуха.
На случай аварии в блоке управления 17 предусмотрены две степени защиты: это автоматический размыкатель, срабатывающий при коротком замыкании электрических цепей всех узлов сушильной установки, кроме холодильной машины и подсветки рабочей камеры (не показана), и тепловая защита на основе ртутного электроконтактного термометра (теплового реле) 11 тепловой защиты калорифера. Она блокирует работу калорифера 9 при аварийном повышении температуры воздуха в рабочей камере выше 27°С. При необходимости температурный предел работы сушильной установки можно задавать до значения, равного 32°С.
По окончании процесса сушки выключается блок управления 17, объект сушки 18 выгружается из рабочей камеры 2 через дверь корпуса 1.
При работе сушильной установки в режиме «теплой» осадки колбасных изделий отключается вентилятор (вентиляторы) 12 от блока управления 17, а холодильная машина, термостат и, при необходимости, увлажнитель воздуха 13 продолжают работать.
При работе сушильной установки в режиме «холодной» осадки колбасных изделий отключается от электросети блок управления 17, контролирующий работу калорифера 9 и вентилятора (вентиляторов) 12, а холодильная машина продолжает работать.
Удаление замороженного водного конденсата с поверхности охладителя воздуха 3 осуществляется в процессе размораживания холодильной машины сушильной установки подобно размораживанию промышленного или бытового холодильника.
По окончании технологического процесса или цикла исследовательских работ из психрометра и увлажнителя воздуха 13 удаляется дистиллированная вода, рабочая камера 2 и охладитель воздуха 3 сушильной установки дезинфицируются, промываются и просушиваются. Сушильная установка снова готова к работе.
С целью экономии электроэнергии и рабочего времени процесс размораживания водного конденсата можно совместить с процессом осадки колбасных изделий при проведении следующего цикла технологических исследований.
Упрощение схемы устройства позволяет создавать сушильные конвективные установки камерного типа как в полупромышленном, так и в малогабаритном лабораторном конструктивном исполнении. Это является очень удобным при проведении научных и технологических исследований. Разработанная сушильная установка в малогабаритном лабораторном конструктивном исполнении собрана в одном экземпляре в условиях Проблемной научно-исследовательской лаборатории электрофизических методов обработки пищевых продуктов (ПНИЛЭФМОПП) МГУ Прикладной биотехнологии. На ней было произведено в общей сложности 15 опытных выработок ферментированных мясных изделий. Образцы экспериментальной продукции характеризовались хорошим качеством, были равномерно высушены, без признаков «закала» поверхности продукта, наличия и роста плесени не наблюдалось.