УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1997 года по МПК A23B7/02 

Изобретение относится к устройствам для сушки пищевых продуктов и может быть использовано для сушки грибов, ягод, овощей и трав, а также вяления рыбы и мяса в домашних условиях.

Известно устройство для сушки грибов и фруктов, содержащее поддон и поярусно расположенные над ним рамки для продуктов. В нижней части поддона выполнены воздухозаборные отверстия. Внутри поддона размещен теплообменник, включающий патрубок для отвода продуктов горения и теплообменные элементы для подогрева воздуха, каждый из которых состоит из двух скрепленных между собой тарелок пирамидальной формы, обращенных большим основанием одна к другой, и горизонтальной прямоугольной перегородки. Перегородки двух соседних теплообменных элементов расположены так, что их длинные стороны взаимно перпендикулярны.

Недостатком указанного устройства является отсутствие средств регулирования величины потока подогретого воздуха и использование экологически загрязненных источников тепла [1]
Известно устройство для сушки растительных пищевых продуктов, содержащее каркас, электронагреватель, тканевый чехол, стойки, причем каркас выполнен в виде закрепленных на стойках сетчатых полок двух типов: кольца и круга, чередующихся между собой, причем площадь сечения центрального отверстия в полке типа кольцо равна площади сечения кольцевого зазора между внешней кромкой полки типа круг и тканевым чехлом, а тканевый чехол выполнен разъемным прототип [2]
Недостатком указанного устройства-прототипа является неравномерность условий сушки продукта на верхних и нижних полках, обусловленная конвективным процессом переноса тепла от нагревателя к продуктам на полках срок готовности продукта на верхних полках существенно больше, чем на нижних, при этом ухудшается качество готового продукта из-за пересушивания его на нижних полках и недосушивания на верхних. Время сушки зависит от степени загрузки поддонов продуктом и от неравномерности загрузки из-за возможного образования застойных воздушных зон, в которые резко снижено поступление тепла. Затруднено обеспечение однородности готового продукта путем перекладывания с верхних поддонов на нижние в процессе сушки.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение производительности устройства при обеспечении однородности качества готового продукта, повышение экономичности использования электроэнергии и пожаробезопасности устройства.

Это достигается тем, что устройство содержит корпус, образующий сушильную камеру со съемными сетчатыми поддонами на направляющих, дверцу с фиксатором, нагнетательную камеру с электровентилятором и электронагревателем, калиброванное отверстие на выходе воздуха из сушильной камеры, термодатчик, блок управления и тиристорную схему, термовыключатель, регулируемое с помощью заслонки отверстие в нагнетательной камере переключатель уровней мощности электронагревателя; между поддонами, стенками корпуса и дверцей имеется зазор, нормированный по площади проходного сечения; между сушильной и нагнетательной камерами имеется защитная сетка. Проходное сечение нормированного зазора выбирается не менее величины, обеспечивающей охлаждение обмотки вентилятора. Так как при постоянной мощности электронагревателя температура воздуха на входе в сушильную камеру обратно пропорциональна величине потока, а калиброванное отверстие на ее выходе является наибольшей составляющей гидравлической нагрузки проходного тракта, обеспечивающей стабилизацию величины потока воздуха независимо от степени загрузки поддонов, то имеет место стабилизация количества подаваемого тепла к продукту в процессе всего времени сушки. Это обеспечивает стабильность условий сушки продукта независимо от количества одновременно загруженного на поддоны продукта, и тем самым позволяет обеспечить его качество соответствующим выбором мощности электронагревателя, величины потока воздуха и времени сушки.

С целью повышения экономичности использования электроэнергии в нагнетательной камере выполнено регулируемое по площади проходного сечения отверстие между выходом электровентилятора и окружающей средой. Это отверстие располагается в нагнетательной камере вблизи от выходного отверстия электровентилятора и служит для стравливания избыточного давления, обеспечивая таким образом уменьшение потока воздуха через сушильную камеру и, следовательно, увеличение в ней температуры подаваемого воздуха. При досушивании продукта или при неполной загрузке поддонов повышение температуры подаваемого в сушильную камеру воздуха можно обеспечить увеличивая площадь сечения этого отверстия при переключении электронагревателя на меньшую мощность. Вместе с тем температура воздуха в сушильной камере повышается и от наличия тепловой изоляции стенок корпуса. С целью повышения пожаробезопасности устройство содержит термовыключатель в цепи его электропитания; термовыключатель располагается в нагнетательной камере между электровентилятором и электронагревателем; между сушильной и нагнетательной камерами введена защитная сетка с ячейкой, меньшей чем минимальный зазор между крыльчаткой электровентилятора и его кожухом.

Известны устройства регулирования мощности, подаваемой в электронагреватель, например, состоящие из трубчатого электронагревателя с двумя обмотками и пятипозиционного переключателя режимов работ электроплитки типа "Мечта" [3] либо в виде электронагревателя с одной обмоткой и регулируемого термоконтакта [4]
Известны электровентиляторы с мягкой характеристикой расход/статическое давление, например, типа 1,25ЭВ-2,8-6-3270. [5,6] При работе в гидравлической системе поток воздуха через такой вентилятор тем меньше, чем больше гидравлическая нагрузка системы.

Известны тиристорные схемы, содержащие тиристоры и симисторы, применяемые для бесконтактной коммутации нагрузки в электрических цепях [7]
На фиг. 1 приведена принципиальная конструктивная схема устройства. Устройство состоит из корпуса 1, образующего сушильную камеру 2 с сетчатыми поддонами 3 на направляющих 4 и дверцей 5 с фиксатором 6, нагнетательной камеры 7, с расположенными в ней электровентилятором 8 с проходным сечением крыльчатки 9 и электронагревателем 10, калиброванного отверстия 11 на выходе потока воздуха из сушильной камеры 2, термодатчика 12, блока управления 13, тиристорной схемы 14, термовыключателя 15, регулируемого заслонкой отверстия 16 в нагнетательной камере 7, переключателя уровней мощности 17, электронагревателя 10. Между каждым поддоном 3, стенками корпуса 1 и дверцей 5 имеется нормированный по площади проходного сечения зазор 18, а между сушильной 2 и нагнетательной 7 камерами имеется защитная сетка 19 с ячейкой, меньшей чем зазор между крыльчаткой электровентилятора 8 и его кожухом.

На фиг.2 приведена функциональная электрическая схема устройства. Устройство работает следующим образом. Сырой продукт помещают на поддоны 3, загружают их в сушильную камеру 2 и закрывают дверцу 5, удерживаемую фиксатором 6. Сушку продукта можно проводить в следующих режимах: при неизменной, например максимальной, величине мощности электронагревателя 10; при изменяемой во времени (вручную) по некоторой программе мощности электронагревателя 10; при автоматической стабилизации температуры воздуха в сушильной камере 2.

В начале работы устанавливают желаемую величину мощности электронагревателя 10 переключателем уровней мощности 17, при этом включается по сигналу блока управления 13 тиристорная схема 14 и напряжение поступает на электровентилятор 8 и электронагреватель 10. Забираемый из окружающей среды воздух нагнетается в камеру 7. Вихревое движение воздуха в нагнетательной камере 7 обеспечивает принудительный теплообмен воздуха с электронагревателем 10. Из нагнетательной камеры 7 воздух поступает в сушильную камеру 2, перегороженную, расположенными последовательно по направлению движения воздуха, поддонами 3. На начальном этапе сушки возможно полное перекрытие проходного сечения поддонов сырым продуктом, при этом воздух проходит в сушильной камере 2 через проходное сечение зазора 18, величина которого выбирается достаточной для охлаждения обмотки электровентилятора 8. В сушильной камере 2 нагретый воздух отдает тепло продукту и, будучи охлажденным, выходит наружу через калиброванное отверстие 11. Калиброванное отверстие 11 с площадью, выбираемой не меньше площади проходного сечения зазора 18 и не больше площади проходного сечения 9 электровентилятора 8, обеспечивает уменьшение зависимости величины потока, а следовательно и температуры воздуха, поступающего в сушильную камеру, от степени загрузки продуктом каждого из поддонов 3. По мере выхода влаги из продукта и уменьшения его объема, увеличивается площадь проходного сечения каждого из поддонов. Однако из-за того, что площадь проходного сечения 9 электровентилятора 8 выбирается существенно меньше, чем площадь сетчатого поддона 3, это практически не изменяет температуру поступающего в сушильную камеру 2 воздуха. При необходимости температура подаваемого в сушильную камеру 2 воздуха изменяется дискретно или плавно переключением уровней мощности в электронагревателе 10 с помощью переключателя 17. Вместе с тем потребительские свойства устройства расширяются путем повышения температуры подаваемого в сушильную камеру 2 воздуха при неизменной установленной мощности электронагревателя 10 за счет уменьшения в нагнетательной камере 7 и, как следствие этого, уменьшения величины потока воздуха через сушильную камеру 2. Это достигается посредством регулируемого заслонкой отверстия 16. При работе устройства нельзя исключать возможность остановки электровентилятора 8. При этом прекращается принудительная вентиляция нагнетательной камеры 7 и температура повышается в ней сверх допустимой. Во избежании допустимого перегрева термовыключатель 15 разрывает цепь электропитания устройства.

В режиме стабилизации температуры воздуха в сушильной камере 2 сигнал термодатчика 12, размещенного в сушильной камере 2 и выполненного, например, в виде терморезистора в мостовой схеме, преобразуется в усилителе-дискриминаторе блока управления 13 в сигнал управления тиристорной схемой 14 таким образом, что при сигнале, соответствующем недогреву до температуры баланса мостовой измерительной схемы обеспечивается проводимость тиристорной схемы 14, а при перегреве выключение ее.

Блок управления 13, как следует из вышеизложенного, обеспечивает на выходе управление тиристорной схемой 14 по входным сигналам от термодатчика 12 и от переключателя уровней мощности 17, обеспечивая состояние тиристорной схемы 14 во всех положениях переключателя 17 за исключением случаев перегрева воздуха в сушильной камере 2, когда блок управления 13 включает тиристорную схему 14 для охлаждения воздуха в сушильной камере 2 до необходимой температуры. В блоке управления 13 реализована возможность настройки уровня регулирования температуры. Таким образом функции блока управления 13, описанные выше, просты и могут быть реализованы известными методами на элементной базе цифровой и аналоговой техники.

Возможности устройства могут быть расширены путем использования двух и большего числа электровентиляторов и электронагревателей.

Литература.

1. Авторское свидетельство СССР N 708241.

2. Авторское свидетельство СССР N 704738.

3. Электроплита ЭПТ-1-1/220 ТУ-92-278-79 "Мечта-3". Руководство по эксплуатации.

4. Электроплитка ЭПТ-1-1/220 ГОСТ 14919-83. Руководство по эксплуатации ИВБЕ. 681911.005 РЭ.

5. Электровентиляторы осевые типа ЭВ на 50 Гц. Техническое описание и руководство по эксплуатации.

6. Справочник по электрическим машинам. /Под ред. Копылова, М. Энергоатомиздат, 1989, с. 186
7. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения. 2-е издание. М. Радио и связь, 1990. с. 160.

Устройство для сушки пищевых продуктов, содержащее корпус, сетчатые поддоны и электронагреватель; корпус, имеющий дверцу с фиксатором, образует сушильную камеру с поддонами внутри нее и калиброванным отверстием на выходе из нее и нагнетательную камеру с расположенными в ней электровентилятором и электронагревателем; величина площади сечения калиброванного отверстия подбирается не более площади проходного сечения электровентилятора и не менее площади проходного сечения зазора между поддоном, стенками корпуса и дверцей, обеспечивающей охлаждение обмотки электровентилятора. В стенке нагнетательной камеры выполнено регулируемое по площади проходного сечения отверстие в окружающую среду; стенки корпуса устройства покрыты тепловой изоляцией. Устройство содержит термовыключатель и защитную сетку. Термовыключатель включен в сеть на вводе электропитания в устройство. Защитная сетка установлена между сушильной и нагнетательной камерами. Устройство содержит тиристорную схему, переключатель уровней мощности, блок управления и термодатчик. Тиристорная схема и переключатель уровней мощности включены последовательно в цепь питания электронагревателя. Блок управления соединен одним входом с термодатчиком, а другим - с переключателем уровней мощности. Выход блока управления соединен с управляющим входом тиристорной схемы. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для сушки пищевых продуктов, содержащее корпус, образованную им сушильную камеру с входным и выходным отверстиями для сушильного агента, поддоны для размещения обрабатываемого продукта, расположенные в корпусе внутри камеры, и электронагреватель, отличающееся тем, что оно снабжено дверцей с фиксатором и вентилятором, в нижней части корпуса выполнена нагнетательная камера с расположенными в ней вентилятором и электронагревателем, поддоны в сушильной камере установлены с зазором между стенками камеры и дверцей, при этом величина выходного отверстия камеры выбирается не более площади проходного сечения вентилятора и не менее площади проходного сечения зазора между поддонами, стенками корпуса и дверцей. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в стенке нагнетательной камеры выполнено регулируемое по площади проходного сечения отверстие, а стенки корпуса снабжены теплоизоляцией. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено защитной сеткой, установленной между сушильной и нагнетательной камерами и термовыключателем, включенным в сеть на вводе электропитания в устройство. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено тиристорной схемой, переключателем уровня мощностей, блоком управления и термодатчиком, при этом тиристорная схема и переключатель уровня мощностей включены последовательно в цепь питания электронагревателя, блок управления соединен одним входом с термодатчиком, другим входом с переключателем уровня мощности, а выход блока управления соединен с управляющим входом тиристорной схемы.