установка для сублимационной сушки пищевых продуктов

Формула изобретения

Установка для сублимационной сушки пищевых продуктов, содержащая сублимационную камеру с размещенными в ее объеме пластинчатыми нагревателями и стойками для крепления противней с высушиваемым продуктом, соединенный с ней десублиматор, выполненный в виде камеры с размещенными в ней панелями для намораживания льда, систему откачки объемов сублимационной камеры и десублиматора, отличающаяся тем, что она снабжена гидравлическим источником высокого давления, регулятором подачи рабочей жидкости и электрически связанными с ним посредством программного устройства датчиками контроля температуры сублимируемого продукта и давления в сублимационной камере, а стойки для крепления противней выполнены в виде основания с закрепленными на нем телескопическими полыми штангами, установленными с возможностью их перемещения в вертикальном направлении, причем полости штанг заполнены рабочей жидкостью и соединены с гидравлическим источником высокого давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике хранения и переработки пищевых продуктов и может быть использовано для их охлаждения, заморозки и последующей сублимационной сушки.

Известна установка для сублимационной сушки материалов, например пищевых продуктов (а. с. N 606058, КЛ F 26В 5/06), содержащая сублимационную камеру с блоком полых греющих плит и расположенными над ними противнями, установленные между плитами сменные калиброванные вставки, подсоединенный к камере конденсатор-вымораживатель.

Известна сублимационная сушилка для пищевых продуктов (а. с. N 568814, КЛ F 26 В 5/06), содержащая сушильную камеру с поярусно расположенными противнями, выполненными в виде электронагревательных элементов, соединенных с помощью шин в горизонтальные ряды и подключенных к токопроводящему устройству, выполненному в виде двух вертикальных стержней, установленных внутри камеры у ее боковых стенок и снабженных набором втулок из электропроводного и изоляционного материала, размещенных через одну для соединения с одной и другой стороны горизонтальных рядов в последовательную электрическую цепь.

Известна установка для сублимационной сушки пищевых продуктов (а. с. N 641251 КЛ F 26 В 5/06), содержащая сублиматор и подсоединенные к нему конденсаторы с охлаждающими элементами в виде гофрированных и вертикально установленных трубок фильда, к нижним концам которых в каждом конденсаторе прикреплена решетка, под которой установлены электромагниты.

Известна установка для сушки гранулированных пищевых продуктов (а. с. N 646171 КЛ F 26 В 17/26, F26В 5/04), содержащая вакуумную камеру, внутри которой укреплена рама с поярусно расположенными лотками, подсоединенными к вибратору, и электронагреватель, выполненный в виде гибкого кабельного термоэлектрического элемента, расположенного по винтовой линии вокруг лотков с шагом, увеличивающимся в направлении перемещения продукта, причем днище каждого лотка выполнено биметаллическим из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения.

Известна установка для сублимационной сушки материалов, например пищевых продуктов (а. с. N 334457 КЛ F 26 В 5/06), содержащая корпус с размещенным по его оси сублиматором и расположенными по обе его стороны конденсаторами, охлаждающие элементы которых выполнены в виде вертикально установленных трубок фильда и расположены рядами с увеличивающимся количеством в них трубок по мере удаления от сублиматора, а коллекторы для подвода и отвода хладагента в конденсаторы вынесены за пределы корпуса.

Известна взятая в качестве прототипа установка для сублимационной сушки пищевых продуктов (а. с. N 765611 КЛ F 26 В 5/06), содержащая сублимационную камеру, размещенные внутри нее на стойках в два вертикальных ряда противни для высушиваемого материала, выполненные с выступами на днище для фиксации зазора между ними, нагреватели, выполненные в виде общей вертикальной панели, установленной в промежутке между рядами противней, и конденсаторы для намораживания льда, установленные по другую от панели сторону противней.

Однако все известные установки для сублимационной сушки пищевых продуктов имеют фиксированный зазор между нагревательными элементами и противнями для размещения сублимируемого продукта, что является их недостатком, так как снижает их производительность при замораживании продукта, уложенного в противни, в холодильной камере и точность поддержания температурного режима продукта в процессе его сублимационной сушки в связи с постоянным количеством тепла, подводимого к продукту в течение всего этого процесса.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности установки и точности поддержания заданного температурного режима продукта в процессе его сублимационной сушки.

Поставленная цель достигается тем, что штанги стоек для крепления противней с сублимируемым продуктом выполнены телескопическими с возможностью перемещения последних в вертикальном направлении, а полости штанг заполнены рабочей жидкостью и соединены с гидравлическим источником высокого давления, причем регулятор подачи рабочей жидкости электрически связан через программное устройство с датчиками контроля температуры сублимируемого продукта и давления в сублимационной камере.

Предлагаемое выполнение сублимационной установки позволяет одновременно:

повысить ее производительность вследствие более рационального использования объема холодильной камеры за счет увеличения (примерно в два раза) количества загружаемого в нее сублимируемого продукта, так как во время замораживания штанги складываются и зазор между противнями, предназначенный для прохода пластинчатых нагревателей, исключается;

повысить качество и точность поддержания температурного режима продукта в процессе его сублимационной сушки, так как изменение расстояния между противнями и пластинчатыми нагревателями изменяет количество тепла, подводимого к продукту, в зависимости от давления в камере, определяющего долю конвективного теплообмена, и температуры сублимируемого продукта, которая должна изменяться в процессе сушки в пределах от +80 +100^oC до +25 +50^oC (в зависимости от типа продукта).

Совокупность вышеописанных признаков достаточна для достижения положительного эффекта и позволяет считать эти существенные признаки отличными от прототипов.

На фиг. 1 показан продольный разрез сублимационной камеры и схема подсоединения к ней отдельных элементов; на фиг. 2 вид внутреннего объема сублимационной камеры при снятой крышке, а на фиг. 3 разрез телескопической штанги, входящей в состав стойки для крепления противней с сублимируемым продуктом.

Установка содержит сублимационную камеру 1 с герметичной крышкой 2, в объеме которой размещены стойки, включающие в себя основание 3 с закрепленными на нем телескопическими штангами 4, и катки 5 для перемещения стоек по направляющим 6, закрепленным на внутренней поверхности корпуса камеры 1. Штанги 4 выполнены телескопическими из отдельных колен 7, 8, 9, 10, 11, снабженных патрубками 12, 13, 14, 15 для подсоединения их полостей при помощи гибких шлангов 16 и трубопроводов 17, 18, 19 к гидравлическому источнику 20 высокого давления с регулятором 21 подачи рабочей жидкости.

В камере 1 установлены регулируемые ограничители 21, определяющие возможность крайнего перемещения штанг 4 в вертикальном направлении при подаче в ее полость рабочей жидкости.

Регулятор 21 подачи рабочей жидкости в полость штанг 4 через программное устройство 23 электрически связан с датчиком температуры 24 сублимируемого продукта и датчиком давления 25 в рабочем объеме сублимационной установки.

К коленам 7, 8, 9, 10, 11 телескопической штанги 4 прикреплены стержни 26 для установки противней 27 с сублимируемым продуктом.

На внутренней поверхности сублимационной камеры 1 установлены кронштейны 28 для закрепления пластинчатых нагревателей 29, входящих в промежутки между противнями 27.

Объем сублимационной камеры 1 при помощи патрубка 30 соединен с десублиматором 31, внутри которого размещены панели для намораживания влаги, выделяющейся из продукта в процессе сублимационной сушки. Эти панели при помощи трубопровода 32 и вентиля 33 подключены к холодильной машине 34, к которой также при помощи трубопровода 35 и вентиля 36 подключена холодильная камера 37 для быстрой заморозки сублимируемого продукта.

Объемы сублимационной камеры 1 и десублиматора 31 при помощи трубопроводов 38, 39 и вентилей 40, 41 соответственно подключены к системе откачки 42, состоящей из вакуумных насосов.

Установка для сублимационной сушки пищевых продуктов работает следующим образом.

Сублимируемый продукт укладывается на противни 27, которые устанавливаются на стержнях 26 штанги 4, находящейся в это время в сложенном состоянии. После укладки продукта стойки загружаются в холодильную камеру 37, подключаемую к холодильной машине 34, и продукт замораживается до температуры -25 -40^oC (в зависимости от типа продукта). После заморозки стойки с замороженным продуктом перемещаются в сублимационную камеру 1, причем колена штанг 4 раздвигают, в полость колен подают рабочую жидкость из гидравлического источника давления до момента соприкосновения торца верхнего колена 11 с ограничителем 22, установленным на необходимое перемещение, достаточное для прохода между противнями 27 пластинчатых нагревателей 29.

Камеру герметизируют при помощи крышки 2, открывают вентиль 33 для подачи хладагента в панели десублиматора 31 и начинают откачку рабочих объемов камеры 1 и десублиматора 31. По достижении в объеме камеры 1 заданного уровня разрежения включают пластинчатые нагреватели 29.

В процессе сушки контролируют давление в камере 1 при помощи вакуумметрического датчика 25 и температуру сублимируемого продукта при помощи датчика 24, сигналы от которых поступают в программное устройство 23, обеспечивающее путем управления регулятором 21 подачу рабочей жидкости в полости штанг 4. В зависимости от создаваемого в этих полостях давления рабочей жидкости колена 7, 8, 9, 10 и 11 штанг 4 перемещаются в вертикальном направлении, обеспечивая в процессе сушки изменение зазора между противнями 27 и пластинчатыми нагревателями 29, за счет чего изменения количество тепла, подводимого к сублимируемому продукту.

По окончании процесса сушки камера разгерметизируется, противни 27 изымаются из ее объема, и сублимируемый продукт направляется на фасовку и упаковку.

Выполнение штанг стоек для крепления противней с сублимируемым продуктом телескопическими позволяет:

значительно (примерно в два раза) увеличить производительность установки за счет более рационального использования объема холодильной камеры в процессе заморозки продукта;

одновременно выполнять штангам роль регулятора количества тепла, подводимого в процессе сушки к сублимируемому продукту, в зависимости от температуры продукта и давления в сублимационной камере, что повышает качество технологического процесса сушки и точность поддержания температурного режима сублимируемого продукта.