Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для жарки пончиков во фритюре.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой является установка для жарки пончиков во фритюре, содержащая корпус, бункер для теста, механизм формирования тестовых заготовок, теплоизолированную фритюрную ванну с вытяжным патрубком и сливным узлом, образованную днищем, передней, задней, боковыми стенками и крышкой с отверстием для выхода готовых пончиков, с размещенным внутри ванны нагревателем фритюра и вертикальной направляющей для ориентирования пончиков в процессе жарки, и устройство для извлечения готовых пончиков (описание к патенту РФ N 2129831 C1, кл. A 47 J 37/12, 10.05.1999).
Однако известная установка обладает достаточно сложной конструкцией ввиду наличия во фритюрной ванне двух отдельных полостей: загрузочной и жарочной, допускает возможность значительного перегрева теста в накопительной емкости из-за расположения последней над фритюрной ванной с разогретым маслом и не позволяет обеспечить необходимой точности ориентирования пончиков посредством вертикальных направляющих, расположенных с боковых сторон пончиков.
Технический результат от использования изобретения заключается в упрощении конструкции установки, ликвидации перегрева теста и увеличении улучшений точности ориентации пончиков.
Это достигается тем, что в установке для жарки пончиков во фритюре, содержащей корпус, бункер для теста, механизм формирования тестовых заготовок, теплоизолированную фритюрную ванну с вытяжным патрубком и сливным узлом, образованную днищем, передней, задней, боковыми стенками и крышкой с отверстием для выхода готовых пончиков, с размещенным внутри ванны нагревателем фритюра и вертикальной направляющей для ориентирования пончиков в процессе жарки и устройство для извлечения готовых пончиков, механизм формирования тестовых заготовок содержит по меньшей мере один вертикальный цилиндрический стакан с системой каналов в стенке его верхней части для протока охлаждающей жидкости, сообщенный своим верхним концом с фритюрной ванной через отверстие в ее днище и связанный с бункером для теста соединительным патрубком, а также плунжер, смонтированный внутри вертикального цилиндрического стакана с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения для формирования тестовых заготовок через отверстие в днище фритюрной ванны, при этом вертикальная направляющая для ориентирования пончиков выполнена в виде стержня, нижний конец которого жестко закреплен на верхней части плунжера, а верхний - выведен в центральную часть отверстия крышки, при этом нагреватель фритюра может быть выполнен в виде спирали, установленной с зазором относительно боковых стенок и днища фритюрной ванны, крышка фритюрной ванны одним концом может быть шарнирно смонтирована на оси, установленной на корпусе в зоне верхнего края высокой боковой стенки ванны, а другим - свободно опирается на низкую боковую стенку ванны, перекрывая последнюю по всему контуру сверху, устройство для извлечения готовых пончиков может быть выполнено в виде проходящего через продольный паз в средней части крышки Г-образного рычага, жестко закрепленного меньшим плечом на указанной оси с возможностью взаимодействия большим плечом с верхним пончиком, в бункере могут быть установлены датчик нижнего уровня теста и/или спиральное перемешивающее устройство.
На фиг. 1 схематично изображена установка для жарки пончиков во фритюре (продольный разрез);
на фиг. 2 - процесс формирования тестовой заготовки пончика в увеличенном масштабе;
на фиг. 3 - установка для жарки пончиков во фритюре (вид сверху на устройство для извлечения готовых пончиков);
на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1 (при наличии одного механизма формирования тестовых заготовок);
на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 1 (при наличии нескольких механизмов формирования тестовых заготовок);
на фиг. 6 - схема движения фритюра вблизи жарящихся тестовых заготовок.
Установка для жарки пончиков во фритюре содержит фритюрную ванну, образованную высокой боковой стенкой 1, низкой боковой стеной 2 и днищем 3. Стенки 1, 2 замкнуты по периметру передней и задней стенками (как видно на фиг. 4) и покрыты снаружи теплоизоляцией 4. Днище 3 ограничивает жарочную полость, заполненную фритюром 5. В ванне установлен нагреватель 6 для нагревания фритюра, выполненный в виде спирали, размещенной в ванне с зазором относительно боковых стенок и днища. Свободное пространство ванны соединено с вытяжным патрубком 7. В нижней части ванны расположен сливной узел, совмещенный со средством для извлечения фритюра из ванны, образованным вертикальным, выведенным из днища 3 ванны патрубком 8. На патрубке установлен запорный кран 9. Модуль для поддержания постоянного уровня фритюра в ванне содержит емкость 10 с холодным фритюром, соединенную трубопроводом 11 с патрубком 8. На выходе из емкости 10 установлен запорный кран 12, а в средней части трубопровода 11 - устройство 13, обеспечивающее подачу холодного фритюра в ванну. Вертикальный бункер 14 установки служит для заполнения тестом 15 и связан с ванной общим корпусом 16. Сверху бункер 14 закрыт свободной (не герметичной) крышкой 17, а снизу - сообщен соединительным патрубком 18 с механизмом 19 формирования тестовых заготовок, связанным штоком 20 с приводом 21. В нижней части бункера 14 установлен датчик 22 нижнего уровня теста. Механизм формирования тестовых заготовок имеет плунжер 23, установленный внутри вертикального цилиндрического стакана 24 с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения для формирования тестовых заготовок через отверстие в днище фритюрной ванны. Стакан 24 сообщен своей верхней частью с фритюрной ванной через отверстие в ее днище и связан с бункером 14 соединительным патрубком 18. В стенке верхней части стакана 24 выполнена система каналов 25 для протока охлаждающей жидкости. На верхней части плунжера 23 закреплен нижний конец стержня 26, выполняющего роль вертикальной направляющей для ориентирования пончиков. Верхний конец стержня выведен в центральную часть отверстия 27 крышки 28. Один конец крышки шарнирно смонтирован на оси 29, установленной на корпусе 16 в зоне верхнего края высокой стенки 1 ванны, а другой конец крышки 28 свободно опирается на низкую стенку 2 ванны, перекрывая последнюю по всему контуру сверху. Устройство для извлечения готовых пончиков кинематически связано с корпусом и выполнено в виде Г-образного рычага 30, проходящего через продольный паз 31 крышки 28 и жестко закрепленного меньшим плечом на оси 29 через втулку 32. Большее плечо в свободном состоянии параллельно стенке 1 ванны. Длина большего плеча выбрана из расчета контакта его при повороте рычага с самым верхним пончиком 33, расположенным на стержне 26. Поворот рычага 30 осуществляется за ось 29, на свободный конец которой воздействуют одним из известных средств (не изображено).
Для повышения производительности установки может быть использовано несколько механизмов формирования тестовых заготовок 19 с вертикальными стержнями 26, соединенных патрубками 18, 34, 35 с бункером теста 14 (фиг. 5). В этом случае нагреватель 6 выполнен в плане овальным (а его замыкающие ветви на фиг. 5 не изображены).
Установка снабжена расположенным в бункере 14 устройством для перемешивания теста, состоящим из спирального перемешивающего элемента 36, вращаемого через вал 37 приводом 38.
Работу с установкой осуществляют следующим образом (см. фиг. 6).
Фритюр 5, заполняющий ванну до уровня 39, разогревают нагревателем 6 до заданной температуры, составляющей для жарки пончиков 180...190oC. Температуру поддерживают регулятором в процессе всего времени работы установки с помощью датчика (не изображен).
Охлаждающая жидкость протекает по системе каналов 25 и, охлаждая стакан 24, препятствует проникновению тепла от разогретого фритюра в тесто 15, заполняющее механизм формирования тестовых заготовок 19.
Тесто 15 из бункера 14 через патрубок 18 посредством механизма формирования тестовых заготовок 19, приводимого в движение приводом 21, в виде тестовой заготовки 40 подают в нижнюю часть фритюрной ванны и размещают на внутренней поверхности днища 3. Формирование тестовой заготовки производят таким образом, что она оказалась нанизанной на стержень 26. Плотность заготовки в начальный момент больше плотности разогретого фритюра и поэтому она некоторое время не всплывает - положение I. Плотность заготовки быстро (за 5-8 с) уменьшается и достигает плотности разогретого фритюра, после чего она всплывает и занимает промежуточное положение II. Ее дальнейшее всплытие останавливается предыдущими тестовыми заготовками - положение III.
Процесс жарки тестовой заготовки 40 начинается сразу со всех сторон после ее размещения в разогретом фритюре, плотность которого порядка 800 кг/м3, и завершается только после выхода ее в виде готового пончика за верхнюю границу 41 фритюрной пены 42 - положение V. При жарке плотность заготовок постоянно уменьшается при одновременном росте их объема и достигает для готовых пончиков порядка 400 кг/м3.
На этой особенности (существенная разность плотностей фритюра и пончика) построен весь принцип действия установки, в которой все транспортные механизмы заменены выталкивающей силой. Причем вес пончиков (или их количество при заданной дозатором массе одного пончика), находящихся над уровнем фритюра 39 - положения IV и V, равен выталкивающей силе (сила Архимеда) нижних пончиков - положение III. Таким образом, тестовые заготовки 40, поступающие снизу, удерживаются в объеме фритюра весом предыдущих заготовок, а самые верхние готовые пончики положения V вытеснены последующими, даже выше верхней границы 41 вспененного уровня фритюра и обтекают от него.
Самый верхний готовый пончик 33, полностью обжаренный и освобожденный от фритюра, извлекается рычагом 30 из самого верхнего положения V и скатывается по наклонной поверхности крышки 28 в приемную емкость готовых изделий (не показана). На место извлеченного пончика поступает следующий. Таким образом, заготовки последовательно проходят положения от I до III, в которых они, полностью погруженные в разогретый фритюр, интенсивно обжариваются со всех сторон, затем - положение IV, в пенном слое фритюра, где их процесс обжаривания практически прекратился, а затем - положение V, в котором с них стекает фритюр.
Количество жарящихся тестовых заготовок в положениях I-III остается постоянным, что обеспечивает тем самым необходимое время их пребывания в разогретом фритюре до полного их обжаривания со всех сторон. Причем работа механизма формирования тестовых заготовок 19, рычага 30 и устройства 13, поддерживающего уровень фритюра 39, согласованы так, что это постоянство обеспечивается на протяжении всего времени работы установки.
После размещения тестовой заготовки 40, начальная температура которой порядка 25. . .30oC в разогретом фритюре (180-190oC), ее поверхностный слой быстро приобретает температуру 100oC, и из него начинает выпариваться вода, а внутренний объем заготовки продолжает прогреваться вглубь. При этом выделение пара в начальный момент происходит более интенсивно, чем на конечном этапе обжаривания и почти полностью прекращается при достижении пончиком состояния готовности.
Пары воды от всех жарящихся пончиков в виде пузырьков 43 (фиг. 6) поступают в разогретый фритюр 5 и, смешиваясь с ним, образуют парожидкостную смесь, которая за счет газлифтного эффекта поднимается вверх вдоль пончиков по пространству фритюрной ванны. На поверхности фритюра происходит разделение парожидкостной смеси на пузырьки, которые пополняют пенный слой 42 на поверхности фритюра 39, и разогретый фритюр, освобожденный от пузырьков, который опускается вдоль стенок ванны вниз, а затем опять выделяющимися пузырьками пара увлекается от днища ванны вверх. В результате этого процесса во фритюрной ванне возникает постоянное и достаточно интенсивное циркулирующее движение фритюра, указанное на фиг. 1 и фиг. 6 сплошными стрелками. Это циркулирующее течение существенно интенсифицирует процесс теплообмена фритюра с нагревателем и полностью выравнивает поле температур во фритюрной ванне и не допускает даже местного перегрева фритюра вблизи стенок нагревателя 6, что существенно снижает темп порчи фритюра.
Кроме этого основного течения фритюра, показанного на фиг 1 и фиг. 6 сплошными стрелками, в ванне имеется более слабое, но весьма важное течение фритюра между пончиками, указанное на фиг. 6 пунктирными стрелками. Фритюр, поднимаясь вверх от днища, попадает в кольцевой зазор 44, образованный отверстиями в тестовых заготовках положения II-IV и стержнем 26. В этом кольцевом зазоре также происходят процесс жарки пончиков и выделение пара в виде пузырьков вовнутрь этого объема. В отличие от наружного течения, где существует свободное пространство фритюра вокруг пончиков, внутреннее оказывается как бы запертым в ограниченном пространстве кольцевого зазора, в результате чего там повышается давление, заставляющее фритюр вместе с пузырьками просачиваться в горизонтальные зазоры 45 между прижатыми друг к другу заготовками.
При дозировании пончиковой заготовки 40 образуется "мусор" 46 - мелкие кусочки теста. В обычных установках эти кусочки обжариваются на поверхности фритюра 39 и тонут на дно ванны, где продолжают "гореть" (обугливаться) на протяжении всего времени работы установки, вызывая тем самым ускоренную порчу фритюра. В предлагаемой установке за счет интенсивного течения фритюра снаружи от пончиков "мусор" 46 не оседает на дно ванны, а вовлекается в циркулирующее течение фритюра и попадает вместе с ним во внутренний кольцевой зазор 44, если не с первого захода, так с десятого (см. второстепенное течение фритюра на фиг. 6). Из этого кольцевого зазора фритюр просачивается между пончиками через горизонтальные зазоры 45 и попадает в свободное пространство ванны, а "частички" мусора задерживаются на заготовках и, не успев обуглиться, уносятся из ванны вместе с готовыми пончиками, т.е. происходит самофильтрация фритюра в процессе жарки, в результате чего существенно снижается темп порчи фритюра.
В процессе жарки происходит убыль фритюра, уносимого с готовыми продуктами. При падении уровня фритюра ниже "нормы" происходит срабатывание устройства 13, в результате чего холодный фритюр из емкости 10 поступает в ванну до тех пор, пока ванна не заполнит ее до нормального уровня 39.
В процессе жарки, как было указано выше, образуется пенный слой 42 фритюра, состоящий из пара, выделившегося из тестовых заготовок и разделенного пленками горячего фритюра. Этот пенный слой неустойчив, и верхняя его граница 41 подвержена самораспаду при контакте с холодным воздухом, попадающим в свободное пространство под крышкой через кольцевой зазор 47, образованный периферийной границей пончика 33 и выходным отверстием 27 в крышке 28. Этот воздух вместе с паром, выделяющимся при самораспаде пены, вытягивается из установки через вытяжной патрубок 7. Поэтому при эксплуатации установки полностью отсутствуют испарения от жарки.
Воздух, поступающий через кольцевой зазор 47 в крышке, охлаждает ее. Таким образом, благодаря теплоизоляции 4 на боковых стенках ванны и охлаждаемой крышке 28 вся наружная поверхность установки становится безопасной для прикосновений.
С момента закладки теста в бункер до полного его использования проходит некоторое время, в течение которого тесто продолжает бродить и пересыщаться газом. Для выравнивания консистенции теста периодически включается привод 38, который через вал 37 вращает спиральный перемешивающий элемент 36, в результате чего происходит дегазация теста. Выравнивание консистенции теста делает процесс дозирования более стабильным, а следовательно, пончики получаются более качественными, а также одинакового размера и веса.
Наличие теста 15 в патрубке 18 и особая конструкция механизма 19 формирования тестовых заготовок предотвращают вытекание (прорыв) горячего фритюра 5 из ванны через механизм формирования тестовых заготовок 19 в патрубок 18, а затем в бункер 14. При жарке пончиков происходит убыль теста 15 в бункере 14, что может привести к полному опорожнению механизма формирования тестовых заготовок от теста, и возникает опасность его разгерметизации. Поэтому в нижней части бункера 14 установлен датчик 22 нижнего уровня теста, подающего команду на автоматическое отключение привода 21 при опорожнении бункера.
Заявителем проведена большая серия экспериментов при отработке конструкции установки.
Установка предназначена для жарки пончиков во фритюре и содержит фритюрную ванну, образованную боковыми стенками и днищем, покрытыми теплоизоляцией, установленный в ванне нагреватель, расположенную в ванне вертикальную направляющую, сливной узел, расположенный в днище ванны, крышку, закрывающую ванну сверху и имеющую отверстие для выхода готовых пончиков. Установка также содержит устройство для извлечения готовых пончиков, вытяжной патрубок, механизм формирования тестовых заготовок, связанный с фритюрной ванной через отверстие в ее днище. Вертикальный бункер установки, служащий для размещения запаса теста, связан с ванной общим корпусом и закрыт сверху крышкой. Снизу бункер соединен патрубком с механизмом формирования тестовых заготовок. Последний имеет плунжер, смонтированный с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения в вертикальном цилиндрическом стакане, закрепленном в отверстии днища ванны и имеющем систему охлаждения. Направляющая выполнена в виде вертикального стержня, нижний конец которого жестко закреплен на верхней части плунжера, а верхний выведен в центральную часть отверстия крышки фритюрной ванны. Крышка фритюрной ванны одним концом шарнирно смонтирована на оси, установленной на корпусе в зоне верхнего края высокой стенки, а другой ее конец свободно опирается на низкую стенку ванны. Это позволяет упростить конструкцию установки, ликвидировать перегрев теста и увеличить (улучшить) точность ориентации пончиков. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
| УСТАНОВКА ДЛЯ ЖАРКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ВО ФРИТЮРЕ | 1997 |
|
RU2129831C1 |
