устройство для копчения пищевых продуктов

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОПЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, включающее камеру, воздуходувку, средство для размещения пищевых продуктов, трубопровод подачи коптильной жидкости, на выходе которого установлено по меньшей мере одно сопло с источником ультразвука, и систему управления, отличающееся тем, что источник ультразвука снабжен стержневым концентратором продольных колебаний.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что свободный конец концентратора размещен внутри сопла с образованием зазора.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внутренняя поверхность сопла выполнена из электретного электризатора.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что сопло снабжено системой обогрева.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопло выполнено в виде осевого канала в теле концентратора и сообщено с трубопроводом подачи коптильной жидкости через штуцер, размещенный на линии нулевых смещений концентратора.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник ультразвука выполнен в виде магнитострикционного преобразователя с рубашкой жидкостного охлаждения, подключенной к трубопроводу подачи коптильной жидкости перед соплом.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено нагревательным элементом, размещенным в камере.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что оно снабжено дозатором, установленным на трубопроводе подачи коптильной жидкости, а система управления выполнена в виде установленных в камере датчика температуры, связанного через аналоговый преобразователь с нагревательным элементом, источником ультразвука и дозатором, и датчика влажности, связанного через аналоговый преобразователь с источником ультразвука, дозатором подачи коптильной жидкости и воздуходувкой.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено установленной в камере холодильной установкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности и может быть использовано при копчении пищевых продуктов жидким коптильным препаратом.

Известно устройство для копчения пищевых продуктов, содержащее камеру с размещенными в ней средствами поддержки продукта и трубопроводом подачи газожидкостной коптильной смеси, на выходе которого установлено по меньшей мере одно сопло, систему генерации газожидкостной коптильной смеси и систему управления.

Недостатками этого устройства являются высокий расход коптильной жидкости из-за ее низкой дисперсности в газожидкостной смеси и связанного с этим ее осаждения в подающем трубопроводе, на стенках и полу камеры, низкая скорость процесса копчения из-за медленной диффузии коптильной жидкости в продукт и низкое качество готового продукта из-за малой глубины проникновения коптильной жидкости в продукт.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для копчения пищевых продуктов, содержащее камеру с размещенными в ней воздуходувкой, средствами поддержки продукта и связанным с резервуаром трубопроводом подачи коптильной жидкости, на выходе которого установлено по меньшей мере одно сопло, и систему управления.

Это устройство обладает несколько сниженным расходом коптильной жидкости благодаря созданию воздуходувкой циркуляционного воздушного потока внутри камеры, препятствующего осаждению коптильной жидкости на стенках и полу камеры, но не исключающего его из-за низкой дисперсности коптильной жидкости при распылении в форсунке с сопловым выходом только за счет давления жидкости. В остальном это устройство полностью сохраняет недостатки предыдущего.

В предлагаемом устройстве для копчения пищевых продуктов, содержащем камеру с размещенными в ней воздуходувкой, средствами поддержки продукта, связанным с резервуаром трубопроводом подачи коптильной жидкости, на выходе которого установлено по меньше мере одно сопло, и систему управления, согласно изобретению сопло снабжено источником ультразвука со стержневым концентратом продольных колебаний.

Это позволяет повысить дисперсность коптильной жидкости до 0,1 мкм, чем увеличить ее поверхность испарения и практически полностью исключить ее оседание на стенках и полу камеры, увеличить глубину проникновения коптильной жидкости в продукт и ускорить диффузию за счет наложения на дисперсный поток коптильной жидкости ультразвуковой волны.

В предпочтительном варианте свободный конец концентратора с зазором размещен внутри сопла, при этом желательно, чтобы сопло было выполнено с системой обогрева, а его внутренняя поверхность - из электретного электролизера.

Это позволяет при наиболее простой конструкции обеспечить указанную выше дисперсность коптильной жидкости, увеличить вероятность ее испарения и за счет сил электростатического отталкивания снизить вероятность коагуляции и осаждения неиспарившихся частиц коптильной жидкости.

В другом предпочтительном варианте предусмотрено выполнение сопла в виде осевого канала в теле концентратора, сообщенного с трубопроводом подачи коптильной жидкости через штуцер, размещенный на линии нулевых смещений концентратора.

Такая конструкция при достаточной точности изготовления деталей позволяет достичь указанной выше дисперсности коптильной жидкости и осуществить ее подогрев без применения нагревательных элементов.

Предусмотрена возможность выполнения источника ультразвука в виде магнитострикционного преобразователя с рубашкой жидкостного охлаждения, подключенной к трубопроводу подачи коптильной жидкости перед соплом.

Это позволяет подогревать коптильную жидкость за счет диссипативных тепловыделений источника ультразвука, чем снизить энергоемкость устройства за счет утилизации тепла и повысить вероятность испарения коптильной жидкости без осаждения.

Предусмотрено также снабжение устройства дозатором, установленным на трубопроводе подачи коптильной жидкости, и выполнение системы управления в виде установленных в камере датчика температуры, связанного через аналоговый преобразователь с нагревательным элементом, установленным в камере для поддержания температуры процесса и повышения вероятности испарения коптильной жидкости, источником ультразвука и дозатором, и датчика влажности, связанного через аналоговый преобразователь с источником ультразвука, дозатором и воздуходувкой.

Это позволяет обеспечить оптимальные температурно-влажностные характеристики при копчении в зависимости от внешних условий, влияющих на внутренние условия в камере.

Возможно также снабжение устройства установленной в камере холодильной установкой.

Это позволяет за счет разности температуропроводности и теплоемкости стенок камеры и продукта, последовательно охлаждая камеру с продуктом и нагревая их, добиться конденсации коптильной жидкости только на продукте.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения узла распыления коптильной жидкости с источником ультразвука и концентратором, размещенным внутри сопла, и с соплом, выполненным в теле концентратора соответственно; на фиг. 4 представлена схема управления устройства.

Устройство для копчения пищевых продуктов содержит (фиг. 1) камеру 1 с размещенными в ней воздуходувкой 2, средствами 3 поддержки продукта, связанным с резервуаром 4 трубопроводом 5 подачи коптильной жидкости, на выходе которого установлены сопла 6, нагревательным элементом 7 и холодильной установкой 8 и систему управления. Сопла 6 снабжены (фиг. 2, 3) источниками 9 ультразвука со стержневыми концентраторами 10 продольных колебаний. Трубопровод 5 снабжен (фиг. 1) дозатором 11. Система управления выполнена (фиг. 4) в виде установленных в камере 1 датчика 12 температуры, связанного через аналоговый преобразователь 13 с нагревательным элементом 7, источником 9 ультразвука и дозатором 11, и датчика 14 влажности, связанного через аналоговый преобразователь 15 с источником 9 ультразвука, дозатором 11 и воздуходувкой 2.

На фиг. 2 показано выполнение узла распыления коптильной жидкости, в котором свободный конец концентратора 10 с зазором 16 размещен внутри сопла 6, которое выполнено обогреваемым элементами 17 и с внутренней поверхностью из электретного электризатора 18. Там же показано выполнение источника 9 ультразвука в виде магнитострикционного преобразователя 19 с рубашкой 20 жидкостного охлаждения, подключенной к трубопроводу 5 подачи коптильной жидкости перед соплом 6.

На фиг. 3 показано выполнение сопла 6 в виде осевого канала в теле концентратора 10, сообщенного с трубопроводом 5 подачи коптильной жидкости через штуцер 21, размещенный на линии нулевых смещений концентратора 10.

Устройство работает следующим образом.

В камере 1 на средствах 3 размещают предназначенный для копчения продукт, например колбасу, после чего камеру 1 герметизируют и включают холодильную установку 8. После охлаждения камеры 1 и размещенного в ней продукта до температуры ниже точки росы коптильной жидкости при заданной влажности в процессе копчения холодильную установку 8 отключают и включают воздуходувку 2 и нагревательный элемент 7. Последний остается включенным для проведения процесса копчения, температуры стенок камеры 1 выше температуры точки росы коптильной жидкости при температуре воздуха и заданной влажности и при сохранении температуры продукта ниже температуры точки росы коптильной жидкости при тех же параметрах. Затем включают источники 9 ультразвука при одновременной подаче из резервуара 5 по трубопроводу 5 через дозатор 11 коптильной жидкости в сопла 6. Коптильная жидкость поступает в рубашку 20 жидкостного охлаждения магнитострикционных преобразователей 19 источников 9 ультразвука, нагревается, утилизируя диссипативные тепловыделения преобразователей, и поступает в сопла 6.

При конструктивном выполнении узла распыления, показанном на фиг. 2, коптильная жидкость дополнительно разогревается в соплах 6 от элементов 17 и поступает в зазор 16 между внутренней поверхностью сопла 6 и внешней боковой поверхностью стержневого концентратора 10, размер которого не превышает диаметра каплепадения коптильной жидкости при температуре распыления. При такой величине зазора 16 происходят неизбежный контакт коптильной жидкости с боковой поверхностью концентратора 10 и ее транспортирование по ней за счет эжекции сопла 6 и разрежения, возникающего у торцовой поверхности концентратора 10 при его продольных колебаниях от источника 9, к торцовой поверхности концентратора 10, с которой происходит распыление коптильной жидкости с дисперсностью до 0,1 мкм. Одновременно при прохождении через зазор 16 и распылении из сопла 6 за счет контакта с электретным электризатором 18 капли коптильной жидкости приобретают одноименный статический электрический заряд, знак которого зависит от знака электретного электризатора 18 и его расположения относительно торцовой поверхности концентратора 10. Этот заряд препятствует коагуляции капель коптильной жидкости за счет сил электростатического отталкивания одноименно заряженных частиц.

При выполнении узла распыления коптильной жидкости, как показано на фиг. 3, коптильная жидкость через штуцер 21, расположенный на линии нулевых смещений концентратора 10 для исключения диссипации энергии его ультразвуковых колебаний в трубопроводе 5, поступает в сопло 6, выполненное в виде осевого канала в теле концентратора 10, где в процессе транспортировки к торцовой поверхности разогревается за счет утилизации энергии ультразвуковых колебаний концентратора 10 и аналогичным образом распыляется с его торцовой поверхности.

Дисперсный поток коптильной жидкости, являющийся носителем ультразвуковой волны, захватывается циркулирующим в камере 1 воздушным потоком, создаваемым воздуходувкой 2, и равномерно распределяется по объему камеры 1. Высокая дисперсность коптильной жидкости способствует ее частичному испарению, практически исключающему наличие жидкой фазы в циркулирующем газовом потоке. Температура продукта ниже точки росы коптильной жидкости приводит к конденсации коптильной жидкости на продукте, в то время как температура стенок камеры 1 выше температуры точки росы коптильной жидкости исключает конденсацию ее паров на стенках камеры 1. Это снижает расход коптильной жидкости. Ультразвуковая волна, носителем которой является поток коптильной жидкости, облегчает диффузию коптильной жидкости в продукт и увеличивает глубину ее проникновения, что ускоряет процесс копчения и повышает качество готового продукта.

Изменение относительной влажности в процессе копчения при расходе коптильной жидкости и изменении внешних условий, изменяющих условия внутри камеры 1, фиксируется датчиком 14, который подает сигнал о величине и характере изменения на аналоговый преобразователь 15, вырабатывающий командный сигнал по результатам сравнения поступающего от датчика 14 сигнала с заданным, который уменьшает или прекращает подачу коптильной жидкости дозатором 11, при перекрытии которого выключаются источники 9 ультразвука, и увеличивает производительность воздуходувка 2 при повышении влажности или наоборот при ее снижении. Колебания температуры внутри камеры 1 в зависимости от температурных условий вне нее фиксируются датчиком 12, который подает сигнал на аналоговый преобразователь 13, аналогичным образом вырабатывающий команду на включение нагревательного элемента 7 и прекращение подачи коптильной жидкости дозатором 11 при выключении источников 9 ультразвука, когда температура снижается ниже заданной, или на увеличение мощности источников 9 ультразвука и снижение мощности или выключение элемента 7 при повышении температуры для интенсификации поглощения теплоты облегчением испарения коптильной жидкости.

Таким образом предлагаемое устройство позволяет снизить расход коптильной жидкости, увеличить скорость процесса копчения и повысить качество готового продукта. (56) Азарх З. Ш. , Саломатин А. Д. , Епихина А. М. , Павликова Л. В. , Олифсон Н. М. , Костикова Л. Н. Технический уровень производства в мясной промышленности некоторых зарубежных стран. - Обзорная информация. М. : ЦНИИТЭИ мясомолпром, 1981, с. 19-20.