ШКАФ ДЛЯ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1998 года по МПК A01F25/12 A23L3/40 

Изобретение относится к области сушки продуктов путем удаления из них влаги, а именно к бытовым сушильным шкафам, и может быть использовано для сушки овощей, ягод, фруктов, грибов, лекарственных трав и др.

Известен сушильный шкаф по заявке на выдачу патента РФ N 93007400/06 от 05.02.93, опубликованной в БИ N 5 от 20.02.96, МКИ F 26 B 9/00, включающий корпус с входным отверстием, снабженным сверху откидывающейся крышкой и дверцей, через которую загружают кассеты с высушиваемым материалом. Кассеты в сушильном шкафу установлены с зазором, чередующимся по высоте в шахматном порядке относительно задней стенки и дверцы.

В нижней части шкафа монтируется блок из нескольких электронагревателей, между которыми установлены металлические перегородки. При этом электронагреватели выполнены в виде трубчатого корпуса, составленного из двух цилиндров, внутри которых размещены электросопротивления на слюдопластиковой основе, а снаружи насажены пластины оребрения с дистанциирующими отгибами по краям.

Недостатком известного устройства является неэффективное влагоудаление за счет плохой конвекции воздуха через односторонний зазор между кассетами и стенками шкафа и отсутствия отверстий в крышке корпуса, а также наличие одного блока электронагревателей, установленного в нижней части шкафа, который не обеспечивает равномерного прогрева продуктов по всему объему шкафа. Кроме того, блок электронагревателей сложен по конструкции и трудоемок в изготовлении.

Известен шкаф по заявке на выдачу патента РФ N 92006893/13 от 18.11.92, опубликованной в БИ N 10 от 10.04.96, МКИ F 26 B 9/06 (прототип), включающий корпус, в котором установлены сетки, примыкающие с трех сторон к стенкам корпуса, а с четвертой стороны имеют зазор, причем зазоры у рядом лежащих сеток расположены с противоположных сторон. Размеры зазоров, расстояние между сетками, размер ячеек сетки и толщина самой сетки установлены такими, что при этом обеспечивается наиболее эффективное протекание воздуха через высушиваемый продукт. В крышке шкафа выполнен зазор такой же, как в сетках, а в нижней части шкафа установлены нагреватели и выполнено отверстие для поступления воздуха.

Недостатком известного устройства является недостаточное качество сушки, обусловленное плохой конвекцией воздуха через односторонний зазор между сетками с продуктами и стенками шкафа, малоэффективным подогревом воздуха одним блоком нагревателей, размещенным у основания шкафа, не предусмотрены контроль и поддержание температуры в объеме шкафа. Это приводит к тому, что продукты на нижних сетках, расположенных ближе к нагревателям, сушатся быстрее, чем на верхних. Для обеспечения равномерной сушки сетки с продуктами необходимо вручную менять местами, открывая дверку. Этим самым нарушается режим сушки.

Технический эффект - повышение качества сушки.

Указанный технический эффект обеспечивается тем, что шкаф для сушки пищевых продуктов с отверстием в основании для прохождения воздуха, включающий перфорированную крышку, сетчатые лотки, установленные в корпусе горизонтально друг над другом с боковым зазором и блок электронагревателей, согласно изобретению дополнительно содержит связанное с блоками электронагревателей устройство контроля и поддержания температуры, блоки электронагревателей, установленные под каждым лотком, при этом лотки установлены в корпусе с зазором с четырех сторон, ширина каждого из которых составляет 0,04 - 0,06 от длины соответствующей стороны лотка, расстояние между блоком электронагревателей и верхним лотком превышает расстояние между блоком электронагревателей и нижним лотком, площадь перфорации крышки шкафа составляет 1,2 - 1,5 от площади боковых зазоров лотка, а по периметру основания выполнено отверстие, идентичное боковому зазору между лотками и корпусом.

Технический эффект достигается еще и тем, что в вышеупомянутом шкафу блок электронагревателей выполнен в виде рамки с закрепленными на ней электросопротивлениями, установленными параллельно друг другу и одной из сторон рамки и заключенными в корпуса из мулитокремнеземистой трубки, при этом расстояние между нагревателями в блоке составляет 0,15 - 0,16 ширины лотка.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1; 2; 3.

На фиг. 1 представлен общий вид сушильного шкафа, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Шкаф содержит корпус 1 с дверкой 2 и основанием 3, крышку 4, лотки 5, блоки электронагревателей 6, датчик 7 и пульт управления 8 устройства контроля и поддержания температуры.

Лотки 5 (фиг. 2) служат для размещения высушиваемого продукта и выполнены в виде рамки 9, на которой закреплено сетчатое дно 10. Лотки установлены с возможностью перемещения по направляющим 11, которые выполнены в виде уголков, закрепленных концами на передней и задней стенках шкафа. Упоры 12 закреплены на задней стенке шкафа против каждого лотка. Направляющие 11 и упоры 12 служат для обеспечения зазоров a и b между лотком и корпусом, равных 0,04 - 0,06 от длины соответствующей стороны, например в шкафу с размерами лотков 370 х 500 мм величина зазоров a и b составляет соответственно 15 и 20 мм.

Под каждым лотком размещен блок электронагревателей 6 (фиг. 3), закрепленный в корпусе шкафа с помощью уголков 13 подобно направляющим лотков. Расстояние между каждым блоком нагревателей и верхним лотком h₁ превышает расстояние между блоком нагревателей и нижним лотком h₂. Например, h₁ = 110 мм, h₂=90 мм.

Крышка шкафа 4 имеет перфорацию выполненную по всей площади крышки в виде отверстий произвольной формы. Общая площадь перфорации составляет 1,2 - 1,5 от площади боковых зазоров между лотком м корпусом. Например, при общей площади зазоров 31000 мм² площадь перфорации составляет 46500 мм².

Основанием шкафа 3 может служить съемный поддон (обозначенный одноименной позицией), изготовленный из сплошного листа и установленный на таких же средствах крепления 11 как и лотки, формируя отверстие, идентичное боковому зазору между лотками и корпусом.

Блок электронагревателей (фиг. 3) выполнен в виде рамки 14, при этом ее противоположные стороны содержит отверстия, в которых закреплены электронагреватели 15. Каждый из них представляет собой электросопротивление 16, заключенное в корпус из мулитокремнеземистой трубки ТУ 14-8-447-83 (поз. 17). Нагреватели электрически соединены между собой в блоки, а блоки электронагревателей соединены с пультом управления. Электронагреватели в блоке установлены параллельно одной из сторон рамки, расстояние между ними d составляет 0,15 - 0,16 ширины лотка, например d = 59 мм.

Устройство контроля и поддержания температуры состоит из датчика температуры 7, размещенного в центральной части шкафа на изогнутой П-образной планке, закрепленной на направляющих 11 среднего лотка. Датчик 7 электрически связан с пультом управления 8 устройства, при этом пульт закреплен на боковой поверхности шкафа с наружной стороны. В качестве датчика температуры использовался, например, диодный датчик D 102 A (ТТ3.362.083 ТУ), а пульт управления выполнен, например, на основе схемы, приведенной в сборнике "В помощь радиолюбителю" (ВРЛ) вып. 105/B80, М., ДОСААФ, 1989, стр. 64.

Шкаф для сушки продуктов работает следующим образом.

Высушиваемые продукты помещаются на лотки 5, которые устанавливают на направляющие 11 до упора 12. Закрывают дверку 2.

С помощью пульта управления 8 производят включение блоков нагревателей 6, задают температуру сушки в зависимости от вида продукта. Например, для яблок (75 - 85)^oC, а для грибов (45 - 50)^oC. Сигнал с датчика 7 поступает на пульт управления 8 и по достижению заданной температуры блоки нагревателей отключаются.

Нагрев продукта осуществляется с помощью воздуха, равномерно нагреваемого электронагревателями 15 в блоке, заключенными в корпус 17 из мулитокремнеземистой керамики. Испаряемая из продукта влага, увлекаемая потоком поднимающегося воздуха, уносится через боковые зазоры и отверстия в крышке 4 шкафа.

Атмосферный воздух поступает в шкаф через отверстия в его основании 3.

В процессе сушки заданная температура поддерживается автоматически. По мере необходимости температуру процесса можно менять, задавая ее величину с помощью пульта управления.

Процесс сушки в предлагаемом шкафу обусловлен теплообменом между воздухом, нагреваемым с помощью блоков электронагревателей, и атмосферным воздухом, поступающим через отверстия в основании корпуса, через лотки с высушиваемым продуктом и боковые зазоры между лотками и корпусом шкафа, а также конвекцией воздуха, уносящего испаряемую влагу через вышеупомянутые зазоры и далее через высушиваемый продукт и через перфорированную крышку. Кроме того, на процесс сушки оказывают влияние конструкция блока электронагревателей, а также материал, из которого изготовлены корпуса электронагревателей. Температура сушки задается и автоматически поддерживается с помощью устройства контроля и поддержания температуры.

Экспериментально установлено, что величина зазора между лотками и корпусом шкафа, составляющая 0,04 - 0,06 от длины соответствующей стороны лотка, и идентичная величина отверстия в основании шкафа является оптимальной. Например, для шкафа с лотками 370 х 500 мм оптимальные боковые зазоры и отверстия в основании шкафа находятся в пределах 15 - 20 и 20 - 30 мм. Эксперименты показали, что наличие зазоров и отверстий в основании шкафа меньше 15 и 20 мм соответственно приводит к появлению пережогов продуктов, а увеличение зазоров и отверстий в основании шкафа больше 20 мм и 30 мм соответственно приводит к значительным потерям тепла и увеличению времени сушки.

Эксперименты позволили установить, что при всех других оптимальных параметрах шкафа площадь перфорации крышки, составляющая 1,2 - 1,5 от площади боковых зазоров, является оптимальной. Так, например, для площади боковых зазоров 31000 мм² площадь перфорации 37200 - 46500 мм² является оптимальной. Уменьшение площади перфорации меньше оптимальной приводит к появлению капель влаги на внутренней стороне крышки из-за уменьшения объема удаляемого влажного воздуха. Увеличение площади перфорации приводит к непроизводительным потерям тепла и увеличению времени сушки.

Экспериментально установлено, что при прочих оптимальных параметрах расстояние d между нагревателями в блоке, равное 0,15 - 0,16 ширины лотка, является оптимальным. Так для шкафа с лотками шириной 370 мм оптимальным является интервал значений d, равный соответственно 55,5 - 59,2 мм. При более близком расположении нагревателей наблюдаются пережоги продуктов, а при большем расстоянии между нагревателями наблюдаются участки сырого продукта на лотках, совпадающие с расстоянием между нагревателями.

Также экспериментально установлено, что при прочих оптимальных параметрах, расстояние между блоком нагревателей и верхним лотком h₁, составляющее, например, 110 - 115 мм, должно превышать расстояние между блоком и нижним лотком h₂, составляющее, например, 90 - 95 мм. Проведенные эксперименты позволили установить, что если h₁ меньше h₂, то наблюдается прилипание продукта к сеткам лотка.

Применение мулитокремнеземистой трубки в качестве корпуса электронагревателя дает более равномерное распределение тепла в объеме шкафа по сравнению с корпусами из других материалов: нержавеющей стали, стали марки 3, кварцевого стекла типа КИ и типа КВ. Эксперименты показали, что при прочих оптимальных параметрах шкафа применение керамических трубок позволяет избежать пережога продукта, наблюдаемого в результате применения в тех же условиях нагревателей с корпусом из вышеперечисленных материалов.

Техническое решение согласно формуле изобретения позволит подобрать такие режимы сушки, например температуру сушки не выше 90^oC, которые обеспечивают получение высушенных продуктов высокого качества, без пережогов, с сохранением значительной части витаминов.

Изобретение относится к области сушки продуктов путем удаления влаги, а именно к бытовым сушильным шкафам. Высушиваемые продукты помещаются на лотки до упора. С помощью пульта управления производят включение блоков нагревателей и задают температуру сушки в зависимости от вида продукта. Сигнал с датчика поступает на пульт управления и по достижению заданной температуры блоки электронагревателей отключаются. По мере необходимости температуру процесса можно менять, задавая ее величину с помощью пульта управления. Шкаф для сушки существенно повышает качество сушки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Шкаф для сушки пищевых продуктов с отверстием в основании для прохода воздуха, включающий перфорированную крышку, сетчатые лотки, установленные в корпусе горизонтально друг над другом с боковым зазором и блок электронагревателей, отличающийся тем, что шкаф дополнительно содержит связанное с блоками электронагревателей устройство контроля и поддержания температуры, блоки электронагревателей, установленные под каждым лотком, при этом лотки установлены в корпусе с зазорами с четырех сторон, ширина каждого из которых составляет 0,04 - 0,06 от длины соответствующей стороны лотка, расстояние между блоком электронагревателей и верхним лотком превышает расстояние между блоком электронагревателей и нижним лотком, площадь перфорации крышки шкафа составляет 1,2 - 1,5 от площади боковых зазоров лотка, а по периметру основания выполнено отверстие, идентичное боковому зазору между лотком и корпусом. 2. Шкаф по п.1, отличающийся тем, что блок электронагревателей выполнен в виде рамки с закрепленными на ней электросопротивлениями, установленными параллельно друг другу и одной из сторон рамки и заключенные в корпусе из мулитокремнеземистой трубки, при этом расстояние между электронагревателями в блоке составляет 0,15 - 0,16 ширины лотка.