КОМБИНИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВАРЕНО-СУШЕНЫХ КРУП Российский патент 2002 года по МПК A23L1/10 

Изобретение относится к варочно-сушильному оборудованию пищеконцентратной промышленности и может быть использовано для производства варено-сушеных круп, например быстроразваривающихся и не требующих варки.

Известен варочно-сушильный аппарат [ А. с. 1421292 А 23 L 1/10, БИ 33, 1988] непрерывного действия, включающий корпус, камеры замачивания, варки, сушки, выгрузки готового продукта, увлажнители, вентилятор с рециркуляционной трубой и калорифером. Варка осуществляется паром, отработанным после сушки. Продукт помещается в ступенчатых секциях с сетчатыми днищами, постепенно перемещаясь из одной в другую по камерам варки и сушки.

Данный варочно-сушильный аппарат имеет недостатки:
- необходимость применения ворошителей для предотвращения слеживаемости продукта в камере варки;
- создание циклических воздействий на втулки консольных осей при взаимодействии с копиром, что обусловливает снижение надежности и требует повышенного диаметра выходного конца оси и металлоемкости конструкции;
- сложность обеспечения заданной высоты слоя крупы и равномерной обработки продукта теплоносителем в секции;
- вероятность переувлажнения верхних слоев крупы в секции вследствие непостоянства высоты слоя.

Техническая задача заключается в снижении энергозатрат и металлоемкости установки.

Техническая задача достигается тем, что в предлагаемой комбинированной установке, включающей корпус, камеру замачивания, камеру варки, содержащую ступенчатые секции с сетчатым дном, расположенную под камерой варки камеру сушки, камеру выгрузки готового продукта, увлажнители, вентилятор с рециркуляционной трубой и калорифером, новым является то, что секции камеры варки, имеющие сплошные боковые стенки и штангу, расположены между ветвями цепного транспортера, на котором размещены копиры треугольной формы и выравниватели слоя, причем верхняя часть штанг секций контактирует с копирами для обеспечения колебательного движения секций и пересыпания продукта с одной секции на другую, выравниватель слоя представляет собой пластину, по обеим краям которой смонтированы ролики с возможностью перемещения по ступенчатым пазам, выполненным в корпусе, а в центре пластины установлен стержень, закрепленный к цепному транспортеру с помощью гильзы, внутри которой установлена пружина, над холостой ветвью цепного транспортера установлена защитная пластина, а камера сушки содержит сетчатую поверхность, жестко прикрепленную к корпусу со стороны загрузки и имеющую возможность вертикального перемещения со стороны выгрузки при помощи механизма, обеспечивающего перемещение шарниров, соединенных с сетчатой поверхностью и движущихся по дугообразным пазам.

Комбинированная установка производства варено-сушеных круп представлена на схемах общего вида (фиг. 1, 2) и чертежах элементов конструкции (фиг. 3-7).

Комбинированная установка для производства варено-сушеных круп (фиг. 1 и 2) состоит из корпуса 1, камер замачивания 2, варки 3, сушки 4, выгрузки готового продукта 5, вентилятора 6 с рециркуляционной трубой 7 и калорифером 8, вентилятора 9, бункера загрузки 10, перегрузочного бункера 11, цепного транспортера 12 с закрепленными на нем копирами 13 треугольной формы и выравнивателями слоя 14.

Камера замачивания 2 представляет собой корпус желобообразной формы с расположенным в нем шнеком 15, выполненным с лопастями переменного шага. Корпус размещен с наклоном и соединен с бункером загрузки 10 и перегрузочным бункером 11. В бункере загрузки 10 размещен дозатор секторного типа. Корпус снабжен системой коммуникаций подачи и отвода воды, а также соединен отводами с нагнетательной линией вентилятора 9. На нагнетательной линии перед вентилятором 9 размещен обратный клапан, предотвращающий попадание воды из камеры замачивания 2 в вентилятор 9. В нижней части корпуса имеется патрубок 23, имеющий сетчатый фильтр для предотвращения попадания в него крупинок и служащий для поддержания требуемого уровня воды в камере замачивания 2. Избыток воды из камеры замачивания 2 отводится через патрубок 23 в канализацию (на фиг. 1 и 2 не показано).

Камера варки 3 имеет ступенчатые секции 16 (фиг. 3), обладающие сетчатым дном 17, двумя боковыми сплошными стенками 18 и штангой 19 с роликом 20, установленным с возможностью свободного вращения на оси 21. Штанга 19 с двумя боковыми стенками 18, задней стенкой 22, сетчатым дном 17 и осью 24 образуют варочные секции 16.

Сетчатое дно 17 и боковые сплошные стенки 18 жестко соединены с осью 24, вокруг которой секция 16 может совершать вращательные колебательные движения. Секции 16 расположены между ветвями цепного транспортера 12, на котором размещены копиры 13 треугольной формы и выравниватели слоя 14.

Выравниватель 14 (фиг. 4) представляет собой пластину 25, по обоим краям которой закреплены ролики 26 с осями 27, а в центре ее установлены стержни 28, прикрепленные к цепному транспортеру 12 с помощью гильз 29, внутри которых расположены пружины 30. Ролики 26 имеют возможность перемещаться по ступенчатым пазам 43 в корпусе 1.

Камера сушки 4 (фиг. 5) содержит сетчатую поверхность 32, которая жестко прикреплена к корпусу 1 со стороны загрузки. Сетчатая поверхность 32 имеет двусторонние пластины 33, через которые она соединена со штоком механизма 34 перемещения шарниров 35 (фиг. 6). Шарниры 35 закреплены на сетчатой поверхности 32 и соединены с одной из пластин 31, размещенных в направляющих 36. Между пластин закреплена пружина сжатия 37. Пластина, наиболее удаленная от шарнира 35 сетчатой поверхности 32, прикреплена к боковой стенке корпуса 1. Со стороны загрузки над сетчатой поверхностью 32 имеется отражательная криволинейная пластина 38. Двусторонние планки 33 выполнены из упругого материала и зафиксированы на штоке механизма 34 за счет кольца 39 (фиг. 7). Камера сушки соединена с блоком 40 подачи теплоносителя и с вентилятором 6 линии рециркуляции.

Сетчатая поверхность 32 расположена под наклоном с небольшим углом в сторону выгрузки и имеет возможность вертикального перемещения с этой стороны за счет механизма 34 перемещения шарниров.

Над холостой ветвью цепного транспортера расположена защитная пластина 41, предотвращающая попадание пересыпающегося из камеры варки в камеру сушки продукта. Над сетчатым дном 17 в начальных секциях камеры варки 3 имеются увлажнители 42, соединенные с линией подачи воды.

Комбинированная установка для производства варено-сушеных круп работает следующим образом.

Перед началом работы установки задаются: частота вращения шнека 15 в камере замачивания 2, скорость перемещения цепного транспортера 12 в камере варки 3 и угол наклона сетчатой поверхности 32 в камере сушки 4 с помощью соответственно регулируемых приводов (не показаны) и штока механизма 34 перемещения шарниров 35. Изменением линейной скорости перемещения копиров 13 цепного транспортера 12 и перемещением торца сетчатой поверхности 32 со стороны выгрузки в вертикальной плоскости выставляют заданную скорость перемещения частиц крупы по камере варки 3 и сушки 4. Таким образом, регулированием частоты вращения шнека 15, линейной скорости цепного транспортера 12 и угла наклона сетчатой поверхности 32 добиваются соблюдения наиболее рациональной продолжительности соответственно процессов предварительной гидротермической обработки (ПГТО), варки и сушки.

Исходный продукт из загрузочного бункера 10 через секционный дозатор направляется в камеру замачивания 2 для ПГТО. Камера замачивания 2, наклоненная с возрастанием в сторону выгрузки, заполняется водой до уровня патрубка 23, ограничивающего попадание воды в перегрузочный бункер 11. Дополнительно в нижней части днища камеры замачивания 2 предусмотрен патрубок, обеспечивающий удаление использованной (грязной) воды. Крупа, насыщаемая жидкостью, шнеком 15 перемещается по камере замачивания 2 к перегрузочному бункеру 11 на выгрузку в камеру варки 3. Отработанная после ПГТО вода отводится через патрубок в наиболее нижней точке камеры замачивания 2. Вентилятором 9 часть потока теплоносителя из камеры варки 3 направляется в камеру замачивания 2 для подогрева воды. Обратный вентиль нагнетательной линии вентилятора 9 препятствует попаданию жидкости в линию подачи теплоносителя.

Крупа после достижения требуемой влажности направляется через перегрузочный бункер 11 в начальную секцию 16 камеры варки 3. Высота слоя продукта задается регулируемыми выравнивателями слоя 14. Крупа, находящаяся в сетчатом днище 17 секции 16, пронизывается восходящим потоком теплоносителя (пара) и периодически увлажняется, поочередно проходя под увлажнителями 42. В камере варки 3 перемещение продукта по секциям достигается перемещением крупы за счет поворота секции 16 относительно оси 24 и обеспечения колебательного движения секции вследствие взаимодействия копира 13 цепного транспортера 12 с роликом 20 штанги секции 16 (фиг. 3). Для обеспечения равномерной обработки продукта в секциях 16 выравниватель слоя 14 перемещается по ступенчатым пазам 43 в корпусе 1. Наличие двух симметрично расположенных гильз 29 относительно цепи транспортера 12 позволяет ликвидировать перекосы пластины 25 и достигнуть заданную высоту слоя по всей секции, что способствует равномерной обработке круп и получению готового продукта высокого качества.

Сваренный продукт пересыпается с последней секции 16 камеры варки 3 по криволинейной пластине 38 в камеру сушки 4 на сетчатую поверхность 32, где он, псевдоожижаясь под действием сушильного агента (в качестве которого используется перегретый пар), перемещается к камере выгрузки 5. Крупинки соприкасаются с теплоносителем в "кипящем" слое, что обеспечивает переменную относительную скорость движения твердой и газообразной фаз, способствуя повышению тепло- и массообмена и снижению продолжительности сушки дисперсного продукта.

Отработанный перегретый пар, насыщенный влагой, испаряемой из высушиваемой крупы, используется по двум направлениям. Часть его отбирается вентилятором 6 и засасывается в рециркуляционный трубопровод 7, где он с помощью калорифера 8 перегревается до требуемой температуры и снова используется для сушки крупы. Другая часть его пронизывает слой влажной крупы вышерасположенной камеры варки 3 и таким образом используется для варки продукта.

Для регулирования скорости частиц по сетчатой поверхности и, следовательно, продолжительности сушки продукта осуществляют изменение угла наклона сетчатой поверхности 32 за счет вертикального перемещения ее торца со стороны камеры выгрузки 5 с помощью штока механизма 34 перемещения шарниров 35.

Готовый высушенный продукт направляется в камеру выгрузки 5 и далее на последующие технологические стадии производства крупяных концентратов.

Использование вентиляторов 6 и 9 контура рециркуляции теплоносителя для процесса сушки и на выходе из камеры варки позволяет повысить эффективность управления потоком теплоносителя в процессах варки и сушки, а также обеспечить лучшую гидродинамику данных процессов при одновременном сокращении энергозатрат для циркуляции теплоносителя.

Предлагаемая комбинированная установка для производства крупяных концентратов даст возможность:
- обеспечения равномерной варки и сушки продукта вследствие достижения заданной высоты слоя, попеременного увлажнения в камере варки и обработки восходящим потоком пара, а также использования активного гидродинамического режима сушки;
- повышение степени использования теплоносителя вследствие применения пара, отработанного после сушки, для дальнейшей варки, а также использования вентиляторов контура рециркуляции теплоносителя как для процесса сушки, так и для варки круп с последующим направлением теплоносителя на предварительную гидротермическую обработку;
- снижения металлоемкости оборудования вследствие отсутствия консольной нагрузки осей секций камер варки и, следовательно, снижения диаметра осей, а также выполнения камеры сушки со сплошной сетчатой поверхностью, наклоненной в сторону выгрузки;
- отсутствие ворошителей для предотвращения слеживаемости продукта в камере варки;
- снижение мощности, затрачиваемой для поворота осей секций, и как следствие создание меньшей требуемой нагрузки при силовой схеме с внешними силами, действующими между опорами оси по сравнению с консольной нагрузкой оси.

Изобретение относится к варочно-сушильному оборудованию пищеконцентратной отрасли и может быть применено для варки и сушки круп для производства варено-сушеных круп, например круп, не требующих варки, и зернобобовых. Комбинированная установка для производства варено-сушеных круп включает корпус, камеру замачивания, камеру варки, содержащую ступенчатые секции с сетчатым дном, расположенную под камерой варки, камеру сушки, камеру выгрузки готового продукта, увлажнители, вентилятор с рециркуляционной трубой и калорифером. Камеры варки, имеющие сплошные боковые стенки и штанги, расположены между ветвями цепного транспортера, на котором размещены копиры треугольной формы и выравниватели слоя. Верхняя часть штанг секций контактирует с копирами для обеспечения колебательного движения секций и пересыпания продукта с одной секции на другую, выравниватель слоя представляет собой пластину, по обеим краям которой смонтированы ролики с возможностью перемещения по ступенчатым пазам,выполненным в корпусе, а в центре пластины установлен стержень, закрепленный к цепному транспортеру с помощью гильзы, внутри которой установлена пружина, над холостой ветвью цепного транспортера установлена защитная пластина, а камера сушки содержит сетчатую поверхность, жестко прикрепленную к корпусу со стороны загрузки и имеющую возможность вертикального перемещения со стороны выгрузки при помощи механизма, обеспечивающего перемещение шарниров, соединенных с сетчатой поверхностью и движущихся по дугообразным пазам. Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение тепловой эффективности за счет более полного использования энергии теплоносителя, создание компактного варочно-сушильного оборудования, снижение тепловых потерь в процессах варки и сушки. 7 ил.

Комбинированная установка для производства варено-сушеных круп, включающая корпус, камеру замачивания, камеру варки, содержащую ступенчатые секции с сетчатым дном, расположенную под камерой варки камеру сушки, камеру выгрузки готового продукта, увлажнители, вентилятор с рециркуляционной трубой и калорифером, при этом секции камеры варки, имеющие сплошные боковые стенки и штангу, расположены между ветвями цепного транспортера, на котором размещены копиры треугольной формы и выравниватели слоя, причем верхняя часть штанг секций контактирует с копирами для обеспечения колебательного движения секций и пересыпания продукта с одной секции на другую, выравниватель слоя представляет собой пластину, по обеим краям которой смонтированы ролики с возможностью перемещения по ступенчатым пазам в корпусе, а в центре пластины установлен стержень, закрепленный к цепному транспортеру с помощью гильзы, внутри которой установлена пружина, над холостой ветвью цепного транспортера установлена защитная пластина, а камера сушки содержит сетчатую поверхность, жестко прикрепленную к корпусу со стороны загрузки и имеющую возможность вертикального перемещения со стороны выгрузки при помощи механизма, обеспечивающего перемещение шарниров, соединенных с сетчатой поверхностью и движущихся по пазам.