УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ И КОПЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к устройствам для термической обработки рыбы или рыбных продуктов, мяса, колбасных изделий.
Известна установка для термообработки пищевых продуктов копчением (Пат. РФ №2102891, опубл. 27.01.1998), представляющая собой вертикальную цилиндрическую камеру с вертикально подвешенным к верхнему основанию полым перфорированным валом с приводом. На валу поярусно укреплены носители для размещения продукта. Подача дымовоздушной смеси внутрь полого вала с отверстиями для ее выхода по всей высоте полого вращающегося вала позволяет по всему объему камеры создать примерно равные плотности дымовоздушной смеси. Однако линейная скорость рыбы, которая находится на периферии от центра вала значимо выше, чем таковая, находящейся вблизи последнего. Поэтому равномерного насыщения рыбы коптильными компонентами не будет достигнуто.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для термической обработки пищевых продуктов (Пат. РФ №2142709, опубл. 20.12.1999), содержащее теплоизолированную камеру с дверцей, системы подачи и отвода рабочей смеси, вентилятор, рециркуляционные коллекторы, калорифер, контейнер для размещения продукта, соединенный с камерой дымогенератор и заслонку. Устройство позволяет производить термокопчение пищевых продуктов в дымовоздушной среде.
Недостатком взятого за прототип устройства является невозможность производить качественную холодного копчения или вяленую рыбу. Использование в конструкции установки одного вентилятора для рециркуляции дымовоздушной смеси, выброса отработанной смеси на утилизацию и забора свежего воздуха не позволяет достигать и поддерживать параметры дымовоздушной смеси внутри камеры, необходимые для выпуска качественных рыбных продуктов. Поле скоростей сушильного агента по длине и высоте камеры в разных точках может значимо отличаться. В то же время прототип может быть использован для выпуска изделий горячего копчения из мяса и рыбы при обработке их в паровоздушной и в дымовоздушной среде.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в увеличении производительности и повышении качества вяленой рыбы, рыбы холодного и горячего копчения, мясных продуктов за счет улучшения массообменных характеристик воздушных потоков по всему объему камеры, т.е. за счет совершенствования рециркуляционной системы.
Для достижения указанного технического результата в установке для сушки и копчения пищевых продуктов, содержащей теплоизолированную камеру с дверцей, емкость для продукта, вентилятор, установленный в рециркуляционном коллекторе, форсунки для впрыскивания воды, нагревательные элементы, дымогенератор, трубопроводы с заслонками, систему автоматического регулирования процесса, снаружи задней стенки камеры оборудован дополнительный рециркуляционный контур, включающий вентилятор с подсоединенными к нему всасывающим и напорным трубопроводами, при этом к последнему подведен трубопровод подачи свежего воздуха, кроме того напорный трубопровод подсоединен к коллектору, к выходным патрубкам которого смонтированы приточные сопла, установленные в свою очередь в приточные отверстия, выполненные в задней стенке камеры, к коллектору также подведен трубопровод выброса отработанного сушильного агента, вдоль боковых стенок камеры установлены сопла для нагнетания сушильного агента и создания вертикальных потоков.
Предлагаемая установка для сушки и копчения продуктов иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-4.
0
д
0
д
На фиг. 1 приведен продольный разрез установки, на фиг. 2 - поперечный разрез, на фиг. 3 - распределение скоростного потока сушильного агента по объему камеры при включенных двигателях вентиляторов основного и дополнительного рециркуляционных контуров: f=30 Гц - частота вращения двигателей вентиляторов основного рециркуляционного контура; v=14 м/с - скорость сушильного агента из вертикально расположенных сопел; v=22,5 м/с - скорость сушильного агента из горизонтально расположенных сопел дополнительного рециркуляционного контура, на фиг. 4 - распределение скоростного потока сушильного агента по объему камеры установки при включенных двигателях вентиляторов основного и дополнительного рециркуляционных контуров: f=35,2 Гц - частота вращения двигателей вентиляторов основного рециркуляционного контура; v=16 м/с - скорость сушильного агента из вертикально расположенных сопел; v=22,5 м/с - скорость сушильного агента из горизонтально расположенных сопел дополнительного рециркуляционного контура.
Установка содержит теплоизолированную камеру 1 с дверцей (фиг. 1, 2). В верхней части камеры 1 установлены вентиляторы 2, размещенные в рециркуляционных коллекторах 4 (фиг. 1). Ниже всасывающего отверстия вентилятора 2 установлена водяная форсунка 3 для создания паровоздушной среды в камере 1 (фиг. 2). В рециркуляционных коллекторах 4 вдоль боковых стенок камеры 1 смонтированы сопла 5 для нагнетания сушильного агента в камеру 1 и создания в камере 1 вертикальных потоков сушильного агента. Над тележкой с продуктом (на фиг. 1, 2 не показана) расположены электронагреватели 6, между нагревателями 6 и верхней частью тележек с продуктом размещен экран 7 (фиг. 1). На крыше камеры 1 установлена заслонка 8 с патрубком, выходящим в камеру 1 в зоне всасывающих отверстий вентиляторов 2. Заслонка 8 соединена трубопроводом 21 с фильтром, которым оснащен дымогенератор (на фиг. 1, 2 не показан). На задней стенке камеры 1 расположены несколько отверстий: приточные отверстия 9, которые расположены рядом с соплами 5, и вытяжное 10 отверстие (фиг. 2), которое находится на уровне примерно 1/3 высоты тележки с продуктом. Снаружи задней стенки камеры 1 оборудован дополнительный рециркуляционный контур. Контур включает вентилятор 11 с подведенными к нему всасывающим трубопроводом 12 с заслонкой 16 и напорным трубопроводом 14. К напорному трубопроводу 14 подведен трубопровод 13 с заслонкой 17 и предназначен для подачи свежего воздуха в камеру 1. Напорный трубопровод 14 подсоединен к коллектору 22. К выходным патрубкам 23 коллектора 22 смонтированы приточные сопла 24 и каждый патрубок 23 снабжен заслонкой 18 для выравнивания скоростного потока сушильного агента в камере 1. Приточные сопла 24 установлены в приточные отверстия 9, выполненные в задней стенке камеры 1. К коллектору 22 также подведен трубопровод 15, оборудованный заслонкой 19, и предназначенный для выброса отработанного сушильного агента. В камере 1 размещены датчики температуры, влажности, скорости дымовоздушной смеси (на фиг. 1, 2 не показаны). Камера 1 оснащена системой автоматического регулирования процесса.
Отличие заявляемой полезной модели относительно аналога, принятого за прототип, состоит в том, что в предлагаемой установке организован дополнительный рециркуляционный контур сушильного агента, в котором сушильный агент в продольном сечении камеры движется в основном в горизонтальном направлении (фиг. 1), смешиваясь с вертикально-нисходящими и восходящими потоками сушильного агента, реализованным основным рециркуляционным контуром (фиг. 2).
Результатом смешения двух потоков является увеличение значений скоростей сушильного агента в локальных точках по всему объему камеры (фиг. 3, 4). Этот эффект обусловлен тем, что снаружи задней стенки камеры 1 установлен дополнительный рециркуляционный контур.
В предложенном техническом решении, в отличие от прототипа, не требуется охлаждать дым и нет необходимости установки кожуха прямоугольной формы с перфорированными отверстиями. Поддержание необходимых параметров дымовоздушной смеси обеспечивается кондиционированием (нагрев, охлаждение, осушка) свежего воздуха, поступающего в камеру 1 и системой автоматического управления поддержанием теплофизических параметров на заданных уровнях на пульте управления.
Устройство работает следующим образом.
Σ
Отработавший сушильный агент (в процессе вяления и сушки) или дымовоздушная смесь (в процессах холодного или горячего копчения) в количестве M1 поступает через окна 20 к рециркуляционному вентилятору 2 и нагнетается в рециркуляционные коллекторы 4. Сушильный агент через сопла 5 нагнетается в камеру 1 для термообработки продукта (основной рециркуляционный контур). Дым из дымогенератора (на фиг. 1, 2 не показан) через трубопровод 21 в количестве М2 всасывается вентиляторами 2 и нагнетается через сопла 5 в камеру 1 (основной рециркуляционный контур). Часть сушильного агента в количестве М3 вентилятором 11 забирается из камеры 1 и по трубопроводам 12, 14 частично возвращается в камеру 1. Свежий воздух по трубопроводу 13 в количестве М4 смешивается в трубопроводе 12 с отработавшим сушильным агентом в количестве М3. Сушильный агент в количестве М2+М4 через трубопровод 15 выбрасывается вентилятором 11 на утилизацию. Таким образом, дополнительный вентилятор 11 из камеры 1 забирает отработанный сушильный агент в количестве М3 и возвращает в камеру 1 такое же количество сушильного агента, но уже с меньшим содержанием в нем влаги. Суммарное количество рециркулируемого сушильного агента в единицу времени составляет М=М1+М3. В результате смешения нисходящих и восходящих потоков основного контура и горизонтальных потоков дополнительного контура, а также эффекта эжекции и увеличения перекачиваемых объемов сушильного агента в камере 1 ликвидируются застойные зоны, в которых скорость движения сушильного агента меньше 2 м/с (фиг. 3). Как известно, при вялении и холодном копчении рыбы для интенсификации тепломассообменных процессов скорость сушильного агента относительно продукта должна быть 2 м/с или более. Кроме того, смешение двух разнонаправленных (вертикального и горизонтального) потоков сушильного агента приводит к частой смене направления движения потоков воздуха в локальных точках по всему объему камеры 1, тем самым сушильный агент в камере 1 дополнительно турбулизируется, улучшая свои массообменные характеристики. Меняя частоту вращения двигателей вентиляторов 2, достигается изменение скорости дымовоздушной смеси по высоте камеры (фиг. 3, фиг. 4). В результате процессы вяления, холодного копчения рыбы значительно сокращаются. Интенсифицируются и процессы термообработки мясных и колбасных изделий и улучшаются органолептические показатели готовых продуктов. Например, оснащение промышленной установки дополнительным контуром позволило сократить продолжительность вяления в 1,5-2 раза при вялении камбалы.