УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОВОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ Российский патент 1998 года по МПК A21B1/00 F25D13/06 F25D17/08 

Изобретение относится к газовой обработке продуктов, в частности пищевых и подобных им продуктов, с использованием газовых струй, направляемых на продукты, например, с целью их охлаждения, нагревания или сушки.

Устройства для охлаждения или нагревания пищевых продуктов известны, например, из патента США N 4679542 Дональда Смита и др. Эти устройства содержат пространство, заполненное газом высокого давления, которое соединено с верхним и нижним каналами, ограничивающими собой зону обработки и имеющими множество сопел для эжектирования газовых струй вертикально в зону обработки. Подлежащие обработке пищевые продукты поддерживаются ленточным конвейером, который транспортирует их через зону обработки.

Однако в известных устройствах регулирование потока газа представляет серьезную проблему. Кроме того, конструкция этих устройств очень сложна, что приводит к трудностям при попытке удовлетворить требованиям высокой гигиены в пищевой промышленности. Кроме того, техническое обслуживание известных устройств требует много времени, и интервалы между последовательными остановками короткие.

Следовательно, одной из задач настоящего изобретения является создание устройства для газовой обработки продуктов, которое имеет простую конструкцию.

Другой задачей настоящего изобретения является создание такого устройства, которое удовлетворяет требованиям высокой гигиены пищевой промышленности.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства с более простым техническим обслуживанием.

Еще одной задачей настоящего устройства является создание такого устройства, которое обеспечивает хорошее управление потоком газа для того, чтобы можно было обеспечить высокую эффективность, например, теплопередачи.

Согласно настоящему изобретению устройство для газовой обработки продуктов содержит корпус, имеющий входное и выходное отверстия, ленточный конвейер для транспортирования продуктов через устройство от входного отверстия к выходному отверстию, туннель, имеющий объем намного меньше, чем корпус и закрывающий ленточный конвейер, по меньшей мере, на протяженной части пути от входного отверстия до выходного отверстия, при этом упомянутый туннель имеет верхнюю стойку, две боковые стойки и нижнюю стойку, причем по крайней мере одна из стенок, верхняя или нижняя, выполнена с возможностью прямого доступа из внутренней полости корпуса к перфорированной, средство всасывания газа, связанное с туннелем для создания вакуума во внутренней полости туннеля, при этом газ, циркулирующий из внутренней полости туннеля наружу, находясь, по существу, под давлением окружающей среды, возвращается обратно во внутреннюю полость туннеля через упомянутую по крайней мере одну перфорированную стенку туннеля, так что газ, всасываемый через по крайней мере одну перфорированную стенку туннеля из его внутренней полости, образует газовые струи, набегающие и падающие на ленточный конвейер, и средство кондиционирования газа для кондиционирования газа, циркулирующего через средство всасывания газа.

За счет укрывания зоны обработки в туннеле и соединения туннеля со средством всасывания газа исключаются каналы для распределения газа в зону обработки известных устройств, что улучшает регулирование газового потока. Кроме того, перфорированная стенка туннеля непосредственно доступна для осмотра и очистки. При этом предпочтительно, чтобы перфорации в упомянутой стенке проходили по всей ее площади.

Предпочтительнее, ленточный конвейер выполнен перфорированным и туннель дополнительно имеет перфорированные верхнюю и нижнюю стенки. Следовательно, газ также будет всасываться через обе перфорированные стенки снаружи туннеля, образуя газовые струи, которые падают на ленточный конвейер. Таким образом, по верхним и нижним поверхностям пищевых продуктов, поддерживаемых перфорированным конвейером, будут ударять струи газа, размывая границу газового слоя, близкого к этим поверхностям. Таким способом тепло будет передаваться от газа пищевым продуктам с высокой скоростью.

В предпочтительном варианте выполнения устройства верхняя стенка туннеля перфорирована, по существу, по всей площади, тогда как нижняя стенка туннеля имеет перфорированные участки, проходящие поперек пути от входного отверстия к выходному отверстию.

Устройство может содержать вакуумную камеру, с которой соединены средства всасывания газа, множество апертур в упомянутых других верхней и нижней стенках туннеля, упомянутые апертуры чередуются с упомянутыми перфорированными участками и соответствующим множеством каналом, при этом каждый канал соединяет одну апертуру с вакуумной камерой.

Следовательно, вакуум, созданный средствами всасывания газа, будет превалировать в вакуумной камере, каналах, соединяющих вакуумную камеру с туннелем и туннели. В этом контексте под вакуумом понимают давление порядка 1000 - 2000 Па ниже давления окружающей среды.

Кроме того, каждая перфорированная секция или участок могут быть соединены с наружной частью туннеля отдельным каналом. В результате каждый такой канал может быть ограничен или очерчен двумя упомянутыми каналами, упомянутой вакуумной камерой и одним из упомянутых перфорированных участков.

В предпочтительном варианте каждый канал имеет открытый и закрытый концы, и его высота возрастает от упомянутого закрытого конца в направлении к упомянутому открытому концу.

Предпочтительнее, чтобы верхняя стенка туннеля была шарнирно соединена по ее краю параллельно пути от входного отверстия к выходному отверстию. Таким образом, за счет наклона верхней стенки туннеля от ее рабочего положения к поднятому положению обеспечивается возможность доступа во внутреннюю полость туннеля для осмотра и очистки.

Обычно газом является воздух, но также можно включать и другие газы. Когда устройство используется для замораживания пищевых продуктов, средства кондиционирования включают охлаждающую батарею, как, например, испаритель. Когда устройство используется для нагревания пищевых продуктов, средства кондиционирования могут включать теплообменник или электрический нагреватель. Наконец, когда устройство используется для высушивания пищевых продуктов, средства кондиционирования могут включать устройство для регулирования влажности. Другими средствами кондиционирования могут быть газовая горелка и парогенератор.

Далее изобретение описывается более детально со ссылкой на приложенные чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - схематический вид в разрезе известного устройства, иллюстрирующий принцип его действия;
фиг. 2 - аналогичный вид в разрезе устройства по изобретению, при этом на фиг. 2а показана деталь фиг. 2;
фиг. 3 - сечение по III-III на фиг. 5 предпочтительного варианта устройства по настоящему изобретению;
фиг. 4 - продольное сечение по IV-IV на фиг. 3;
фиг. 5 - вид сверху, сечение по V-V на фиг. 3;
фиг. 6 - перспективный вид, детально показывающий вакуумную камеру устройства по фиг. 3 - 5,
фиг. 7 - вид, подобный фиг. 3, показывающий еще один вариант устройства по настоящему изобретению.

На фиг. 1 показано устройство воздушной обработки, известное из уровня техники, которое содержит кожух-камеру 1 с полостью 2, соединенной с каналами 3, 4. Полость 2 имеет отверстие 5, в котором установлен импеллер 6. В зоне обработки 7 между каналами 3, 4, из которых показано только два, расположен ленточный конвейер 8, поддерживающий и несущий пищевые продукты 9, подлежащие обработке.

Импеллер 6 (средство подачи газа под давлением) создает высокое давление в полости 2 и каналах 3, 4 для того, чтобы воздушные струи 10 эжектировались через сопла 11 в противоположных сторонах каналов 3, 4. Эти воздушные струи 10 набегают на верхнюю и нижнюю поверхности пищевых продуктов 9, поддерживаемых ленточным конвейером 8, в результате чего размывается или уничтожается граница воздушного слоя, ближайшего к упомянутой верхней или нижней поверхности. В результате этого скорость теплопередачи между воздушными струями 10 и пищевыми продуктами 9 должна быть высокой. Воздух воздушных струй 10 циркулирует между каналами 3, 4 и обратно к импеллеру 6 для поддержания высокого давления внутри полости 2 и каналов 3, 4.

Описанное выше устройство воздушной обработки особенно хорошо приспособлено для обработки плоских пищевых продуктов, как, например, мясных лепешек, поскольку воздушные струи имеют ограниченный полезный диапазон. Следовательно, зона обработки 7 имеет ограниченную высоту, что делает трудным доступ для осмотра и очистки этой зоны 7. Конструкция каналов 3, 4 также обеспечивает возможность осмотра и очистки внутренней полости этих каналов 3, 4.

Как изображено на фиг. 2, устройство согласно настоящему изобретению, содержит корпус 12, в котором туннель 13 ограждает зону обработки 7. Туннель 13 соединен со средством всасывания воздуха 14, например вентилятором, при этом пищевые продукты 9 в туннеле 13 поддерживаются ленточным конвейером 8. На фиг. 2 перфорирована только верхняя стенка 15 туннеля 13, образуя сопла 16 (см. фиг. 2а) без каких-либо деталей, проходящих выше или ниже стенки 15. Следовательно, стороны стенки 15 являются совершенно ровными и гладкими, что создает преимущества с точки зрения требований гигиены. Кроме того, закругленные кромки на входном конце перфораций снижают потери газового потока, в результате чего формируются хорошо очерченные воздушные струи. В описанном ниже предпочтительном варианте нижняя стенка туннеля 13 также перфорирована.

При работе средство всасывания воздуха 14 создает вакуум в полости туннеля 13, так что воздух всасывается через сопла 16 в верхней стенке 15, в результате чего образуются воздушные струи, набегающие на ленточный конвейер 8 и пищевые продукты 9, расположенные на нем.

Как можно видеть, конструкция устройства на фиг. 2 более проста, чем конструкция на фиг. 1. Таким образом, к перфорированной стенке 15 имеется прямой доступ для осмотра и очистки. Кроме того, за счет выполнения верхней стенки шарнирно сочлененной ленточный конвейер 8 и внутренняя полость туннеля 13 также становятся доступными для осмотра и очистки.

Следует также отметить, что давление в корпусе равно давлению окружающей среды. Однако, когда запускается устройство фиг. 2, средство всасывания 14 будет создавать несколько более высокое давление в корпусе 12, в результате чего воздух будет просачиваться изнутри корпуса 12 наружу. В противоположность этому в устройстве фиг. 1, при его запуске бактерии могут всасываться в корпус 1 этого устройства, что будет укорачивать рабочий ход этого устройства.

Предпочтительный вариант устройства согласно изобретению описан ниже со ссылкой на фигуры 3 - 6.

Как изображено на фиг. 4, корпус 12 имеет входное отверстие 18 и выходное отверстие 19 для подлежащих обработке в устройстве пищевых продуктов. Ленточный конвейер 8 проходит между роликами 20, 21 в верхней части пути для транспортирования пищевых продуктов от входного отверстия 18 к выходному отверстию 19 и затем возвращается по нижней части пути от выходного отверстия 19 к входному отверстию 18. Туннель 13 укрывает ленточный конвейер 8 на всей части его верхнего пути между входным отверстием 18 и выходным отверстием 19. Туннель 13 имеет перфорированную верхнюю стенку 15, выполненную в виде отдельной пластины, которая шарнирно соединена по его боковой кромке со стенкой 22 корпуса 12. Туннель 13 дополнительно имеет перфорированную нижнюю стенку 23, которая разделена на перфорированные участки 24, чередующиеся с апертурами 26 вдоль верхнего пути ленточного конвейера 8 (фиг. 6). Перфорированные участки 24 и апертуры 25 проходят поперек пути между входным отверстием 18 и выходным отверстием 19 по всей ширине ленточного конвейера 8. Каждая апертура 25 каналами 26 соединена с вакуумной камерой 27, расположенной под туннелем 13 и проходящей по всей его длине.

Всасывающее средство 14, включающее вентилятор 28 и двигатель 29, соединено с вакуумной камерой 27 и посредством каналов 26 - с туннелем 13. Каналы 30, расположенные между каналами 26, ведут от наружной стороны туннеля 13 и вакуумной камеры 27 к каждому перфорированному участку 24. Таким образом, каждый канал 30 ограничен стенками двух примыкающих каналов 26 и верхней стенкой вакуумной камеры 27. Каждый канал 30, кроме того, имеет закрытый конец, ограниченный стенкой 22 корпуса 12, и открытый конец. Высота каждого канала 30, предпочтительнее, увеличивается от закрытого конца к его открытому концу.

На потолке корпуса 12 над туннелем 13 установлен теплообменник 31. Буферная или демпфирующая пластина 32 соединяет нижнюю плиту теплообменника 31 с передней стенкой 33 вакуумной камеры 27 так, что воздух, всасываемый из вакуумной камеры 27 всасывающим средством 14, циркулирует через теплообменник 31 и через сопла 16 в верхней стенке 15 туннеля 13 и участки нижней стенки 24 обратно во внутреннюю полость туннеля 13.

Воздух, образующий воздушные струи, затем всасывается через сопла 16 в верхней стенке 15, и участки 24 нижней стенки туннеля 13 набегают на верхнюю и нижнюю поверхности пищевых продуктов 9, поддерживаемых ленточным конвейером 8, после чего воздух проходит в каналы 26 через апертуры 25 в вакуумную камеру 27.

Как показано на фиг. 4 и 5, корпус 12 и вакуумная камера 27 имеют двери 34 - 36 для обеспечения доступа во внутреннюю полость корпуса 12 и вакуумную камеру 27.

Для того, чтобы приспособить устройство для пищевых продуктов различной высоты, верхняя пластина 15 туннеля 13 может вертикально регулироваться.

Как показано на фиг. 7, описанные выше два устройства могут быть заключены в один и тот же корпус 12¹. Большие устройства могут быть сконструированы путем объединения таких модулей, как приведенные в качестве примеров на фиг. 2 - 6 и 7 соответственно.

Как, очевидно, следует из вышеприведенного описания и чертежей, объем туннеля 13, каналов 26 и вакуумной камеры 27 намного меньше, чем объем корпуса 12, в результате чего давление воздуха в корпусе 12 снаружи туннеля 13, по существу, равно давлению окружающей среды, также к верхней стенке 15 туннеля 13 имеется прямой доступ из внутренней полости корпуса.

Понятно, что в устройстве могут быть выполнены различные модификации, изменения и замены, не отходящие от сферы применения настоящего изобретения, заявленного в формуле. Например, верхняя стенка 15 туннеля 13 может быть заменена другой стенкой, имеющей различные перфорации.

Изобретение относится к газовой обработке продуктов, в частности пищевых, с использованием газовых струй, направленных на продукты, например, с целью их охлаждения, нагревания или сушки. Изобретение позволяет регулировать потоки газа при упрощении конструкции устройства и повышении его гигиенических показателей. Устройство для газовой обработки продуктов содержит корпус, имеющий входное отверстие и выходное отверстие. Ленточный конвейер транспортирует продукты через корпус вдоль пути от входного отверстия к выходному отверстию. Туннель укрывает ленточный конвейер по крайней мере на части пути от входного отверстия к выходному отверстию и имеет перфорированную верхнюю стенку. Средство всасывания газа соединено с туннелем для создания вакуума во внутренней полости туннеля. Средство кондиционирования газа кондиционирует газ, циркулирующий за счет средства всасывания газа из внутренней полости туннеля к его наружной стороне и возвращающийся обратно во внутреннюю полость туннеля через его перфорированную верхнюю стенку. Таким образом, газ, всасываемый через перфорированную верхнюю стенку туннеля с его внешней стороны (снаружи туннеля), образует газовые струи, набегающие на ленточный конвейер. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для газовой обработки продуктов, содержащее корпус с входным и выходным отверстиями, ленточный конвейер для транспортирования продуктов через корпус, а также средства кондиционирования и всасывания газа, отличающееся тем, что ленточный конвейер установлен в туннеле, имеющем значительно меньший объем, чем корпус, и укрывающем ленточный конвейер по меньшей мере на протяжении части пути от входного отверстия к выходному, туннель имеет верхнюю, нижнюю и две боковые стенки, причем по меньшей мере одна из верхней или нижней стенок выполнена перфорированной и расположена с возможностью прямого доступа из внутренней полости корпуса, при этом средство для всасывания газа соединено с туннелем для создания в его внутренней полости вакуума и циркуляции газа под давлением окружающей среды из внутренней полости туннеля наружу и обратно в туннель через по меньшей мере одну перфорированную стенку с образованием газовых струй, набегающих на ленточный конвейер. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ленточный конвейер выполнен перфорированным, одна из верхней или нижней стенок туннеля перфорирована по существу по всей ее площади, а другая из верхней или нижней стенок туннеля выполнена с перфорированными участками, проходящими поперек пути конвейера от входного отверстия к выходному и чередующимися с апертурами. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит вакуумную камеру, соединенную со средством всасывания газа, при этом в верхней и нижней стенках туннеля упомянутые апертуры чередуются с упомянутыми перфорированными участками, при этом устройство имеет множество соответствующих каналов, каждый из которых соединяет одну из апертур с вакуумной камерой. 4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что каждый перфорированный участок соединен с наружной стороной туннеля посредством отдельного канала. 5. Устройство по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что каждый канал, соединяющий перфорированный участок с наружной стороной туннеля, ограничен двумя каналами, соединяющими апертуры с вакуумной камерой и одним из упомянутых перфорированных участков. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что каждый канал, соединяющий перфорированный участок с наружной стороной туннеля, имеет закрытый и открытый конец, а высота канала увеличивается от закрытого конца в направлении к открытому концу. 7. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что одна из верхней или нижней стенок туннеля шарнирно соединена по ее краю параллельно пути между входным и выходным отверстиями. 8. Устройство по п. 1, или 2, или 3, отличающееся тем, что расстояние между ленточным конвейером и одной из верхней или нижней стенок туннеля регулируемое. 9. Устройство по п. 1, или 2, или 3, отличающееся тем, что газ является воздухом. 10. Устройство по п. 1, или 2, или 3, отличающееся тем, что средством кондиционирования является теплообменник. 11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что средством кондиционирования является испаритель. 12. Устройство по п. 1, или 2, или 3, отличающееся тем, что оно предназначено для охлаждения или замораживания плоских пищевых продуктов, причем высота туннеля равна сумме высоты ленточного конвейера и высоты плоского пищевого продукта.