УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФРОСТАЦИИ ЗАМОРОЖЕННЫХ СЫПУЧИХ СРЕД

Полезная модель относится к пищевой промышленности и может использоваться при дефростации (оттаивании) замороженных сыпучих пищевых продуктов, а именно ягод, фруктов и овощей.
Предлагаемое устройство будет полезно для дефростации продуктов перед их последующим приготовлением или консервированием. Замороженные продукты могут транспортироваться на большие расстояния, при этом сроки годности таких продуктов весьма продолжительны по сравнению обычным хранением. Во время дефростации продуктов требуется исключить доступ воздуха, т.к. при этом происходит конденсация влаги из окружающей среды на поверхности продукта. Поэтому при дефростации требуется создать такие условия, при которых отсутствует конденсация влаги из окружающего воздуха.
Из двух основных групп способов дефростации наиболее простым является способ, при котором тепловая энергия подводится к продукту через его поверхность, которая, в свою очередь, подвергается воздействию воздуха, пара или жидкости. В настоящее время дефростация продуктов обычно выполняется в закрытых бочках, размещаемых в складских помещениях, при этом за счет разности температуры воздуха помещения и температуры продукта происходит его отогрев до температуры +8°C. Однако это весьма продолжительный метод, зависящий от времени года, способа обогрева складского помещения и многих других факторов. Возникает проблема застаивания производства и снижения производительности предприятия.
Для решения указанных проблем существуют следующие способы и устройства для дефростации замерзших сред.
Известно устройство для размораживания эритроцитов [Патент на изобретение 2329016 РФ C1 A61F 7/00], содержащее ванну для воды, подвижную корзину для размещения контейнеров с продуктами крови, расположенную в ванне, привод для встряхивания корзины с рычагами, датчик температуры, соединенный с регулятором температуры, датчик уровня воды, ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с выходом регулятора температуры, и нагревательный элемент, подключенный через ключевой элемент к питающей сети, содержит n съемных перфорированных кассет для размещения контейнеров в корзине. В корзине предусмотрены направляющие для фиксации кассет, приемный и сборный коллекторы с n+1 отверстиями для распределения потока теплоносителя между кассетами, циркуляционный насос, датчик уровня воды подключен к управляющему входу ключевого элемента. Привод для встряхивания корзины выполнен в виде редукторного электродвигателя.
Недостатком устройства являются дополнительные энергозатраты на подогрев воды до постоянной температуры, а также затраты энергии на встряхивание емкостей с рабочим телом, что делает такое устройство малопригодным для дефростации сыпучих твердых сред и неприменимым в промышленных масштабах пищевого производства.
Прототипом предлагаемого решения можно считать устройство для размораживания замороженных биологических веществ [Патент на изобретение №2007116032 РФ A61J 1/00], включающее корпус, теплоизолированную рабочую камеру в виде ванны с жидким теплоносителем, насос, блок регулирования температуры, датчик уровня жидкости, блок коммутации, блок блокировки электропитания, блок аварийной сигнализации, при этом в состав устройства введены отрезок трубы с входным и выходным патрубками, датчик положения крышки, нагреватель установлен в отрезке трубы, входной патрубок соединен с выходом насоса, датчик температуры установлен в выходном патрубке, выходы датчика уровня жидкости соединены с управляющими входами блока коммутации.
Однако при использовании этого устройства наблюдается сложность погружения емкостей с замороженными продуктами в ванну с жидким теплоносителем, трудность контроля резкого повышения уровня жидкости при внесении емкостей в ванну, а также затраты энергии на поддержание постоянной температуры жидкости.
Технической задачей настоящей полезной модели является упрощение и ускорение технологии дефростации сыпучих продуктов.
Сущность устройства заключается в том, что в теплоизолированную ванну вносятся кассеты со смонтированными в них емкостями с замороженными сыпучими продуктами. За счет разности температуры жидкости, поступающей в ванну через входной патрубок и сыпучих продуктов в емкости происходит их дефростация в течение расчетного периода. В ванне может быть размещена по крайней мере одна емкость, омываемая жидкостью на высоту, определяемую высотой разделяющей перегородки. При этом в качестве греющей жидкости может быть использована нагретая вода после основного технологического цикла или вторичные энергоресурсы.
На фиг.1 показана схема полезной модели. Устройство состоит из теплоизолированной ванны 1, крышки 2, входного 3 и выходного 4 патрубков. Входной патрубок 1 подведен к ванной на высоте не выше уровня жидкости в объеме, ограниченном боковыми стенами ванны и размещен на расстояние от задней стены не более длины самой ванны. Выходной патрубок размещен в нижней части ванны. Внутри ванны 1 размещена перегородка 5, обеспечивающая поддержание установленного уровня жидкости. По крайней мере, одна емкость 6 крепится в съемной кассете 7. Работа устройства заключается в следующем.
Поступающая через входной патрубок 3 жидкость самотеком или за счет действия нагнетателя (условно не показан) через отверстия равномерно распределяется по всему объему ванны 1, при этом его избыток от постоянно вливающейся жидкости или внесения емкостей сбрасывается в отделенное перегородкой 5 пространство и удаляется из ванны через выходной патрубок 4. Емкости 6 крепятся в кассету 7 вне ванны и вносятся в нее с помощью любого подъемного устройства (условно не показано) через открытую крышку 2. Применение кассет 7 обеспечивает фиксацию емкостей 6 в ванне 1 в заданном положении, исключает вытеснение емкостей 6 водой и их всплывание на поверхность, а также монтаж-демонтаж кассеты 7 в объеме ванны 1. После монтажа кассеты в ванну и закрытия крышки 2 идет процесс дефростации. По его окончанию открывается крышка 2, кассеты 7 извлекаются из ванны 1 и демонтируются емкости 6.
В результате за счет разности температуры жидкости в ванне 1 и сыпучих продуктов в емкости 6 происходит их дефростация в течение расчетного периода. Это позволяет осуществлять весь технологический процесс без энергетических затрат на нагрев жидкости в случае использования остаточной теплоты оборотной воды, например, после автоклавов при стерилизации переработанной продукции, паро-водяной смеси, конденсата и т.д. При этом повышение производительности технологической линии зависит от количества емкостей 6 при одной загрузке. Положительным эффектом является охлаждение оборотной воды до низких температур для последующего ее возврата в производственный цикл предприятия или отработанной воды перед сливом в дренаж. Для повышения теплопередачи в ванне могут размещаться турбулизирующие перегородки (условно не показаны).
3
Предлагаемое устройство проверено в лабораторных условиях при установке одной емкости объемом 0,2 м в ванну с температурой 45°C. Дефростация лесных ягод с температуры -18°C до +8°C осуществлялось в течение 10 часов, что, пересчитывая на время доведения одной емкости до заданной температуры при одинаковых объемах производства, в два раза быстрее, чем при обычной дефростации емкости в помещении отапливаемого склада.