ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2002 года по МПК A23N12/00 A23L1/212 A23L1/10 

Изобретение относится к оборудованию для смешивания, мойки и влаготепловой обработки пищевых продуктов и может быть использовано для варки и сушки пищевых продуктов в различных отраслях промышленности, например, для производства варено-сушеных круп, а также для смешивания, мойки, бланширования, обжарки, сушки пищевых продуктов: моркови, свеклы, картофеля и др.

Известен варочный аппарат ВА-800М для варки круп периодического действия, включающий горизонтальный корпус, бункер, переднюю и заднюю стойки, передний - для ввода пара и задний - для выпуска пара патрубки, привод. Полые чугунные патрубки соединены между собой паропроводом, расположенным по оси барабана. К внутренней поверхности цилиндрической части барабана приварены спиральные лопасти. Барабан смонтирован на четырех роликах посредством двух бандажей, закрепленных на полых патрубках передней и задней стоек. Каждая пара роликов закреплена на передней и задней стойках. Бандаж переднего патрубка снабжен ребордой [Оборудование пищеконцентратного производства: Справочник/В. А. Воскобойников, В.М.Кравченко, И.Т.Кретов и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - С. 100-101].

Данное варочное оборудование имеет недостатки:
- варка осуществляется в герметически закрытых сосудах, работающих под давлением, при этом частицы крупы приобретают плотное строение из-за специфических особенностей протекания клейстеризации крахмала и денатурации белка, влага прочно связывается с материалом и поэтому при дальнейшей сушке приходится затрачивать теплоту не только на нагрев материала и испарение влаги, но и на преодоление связи влаги с материалом, в этом случае дополнительный расход теплоты составляет 15...20% общего количества, идущего на испарение влаги;
- образование в процессе варки комков и необходимость после варки выгрузки продукта на испарительные устройства, оборудованные ворошителями для разбивания комков;
- разовая одновременная подача всего количества жидкости в крупу, что сопровождается наличием свободной жидкости в слое, образованием амилозы и амилопектина на поверхности крупинок и, как следствие, переувлажнением поверхности частиц продукта;
- повышенный удельный расход теплоты на осуществление технологического процесса;
- значительная металлоемкость оборудования.

Техническая задача заключается в создании универсального оборудования, позволяющего улучшить качество готового продукта и повысить эффективность процесса за счет более рационального использования гидродинамического режима обработки продукта и устранения промежуточных транспортных операций.

Техническая задача достигается тем, что в предлагаемом полифункциональном аппарате, включающем корпус, бункеры загрузки и выгрузки, привод, корпус выполнен с возможностью колебательного движения при обработке продукта и состоит из двух подвижных относительно друг друга секторов, включающих в себя перфорированное цилиндрическое днище, к которому снаружи прикреплен кожух, имеющий патрубок, соединенный с гибким шлангом, с торцевых сторон оба сектора закрыты пластинами, в их нижней части жестко прикреплены оси, на которых шарнирно установлен пневмоцилиндр для перемещения секторов, причем одна из пластин соединена с помощью рычага с регулируемым приводом, а верхняя часть другой пластины снабжена патрубком с передвижным винтовым конвейером для загрузки исходного продукта, сверху каждый из секторов закрыт крышкой и шарнирно присоединен к трубовалу, внутри которого находится перфорированная труба для подачи жидкости.

Полифункциональный аппарат представлен на схеме общего вида (фиг.1) и чертежах элементов конструкции (фиг.2, 3, 4, 5, 6, 7).

Полифункциональный аппарат (фиг.1) включает корпус 1, загрузочный винтовой конвейер 2 и привод 3.

Корпус 1 выполнен разъемным и состоит из двух секторов 4 и 5. Оба сектора аналогичны, в основном, по конструкции и включают в себя верхнюю сплошную пластину 6 и перфорированное цилиндрическое днище 7, к которому снаружи прикреплен кожух 8, имеющий патрубок 9, соединенный с гибким шлангом 10.

С торцевых сторон оба сектора 4 и 5 закрыты пластинами 11. В нижней части секторов 4 и 5 симметрично прикреплены оси 12 и 13, на которых шарнирно установлен пневмоцилиндр 14.

Одна из пластин 11 шарнирно соединена с помощью рычага 15 с регулируемым приводом 3. В верхней части другой пластины 11 имеется патрубок 16, через который с помощью передвижного винтового конвейера 2 осуществляется загрузка исходного продукта (фиг.2 и 3).

Сверху каждый из секторов 4 и 5 закрыт крышкой 17 и шарнирно присоединен к трубовалу 18, внутри которого находится перфорированная труба 19 для подачи жидкой среды (воды). Трубовал 18 в своей нижней части имеет прорезь для подачи воды, выходящей из перфорированной трубы 19, внутрь корпуса 1.

Регулируемый привод 3 установлен сбоку аппарата и обеспечивает возможность колебательного движения корпуса 1 при обработке продукта. Пневмоцилиндр 14 обеспечивает разведение секторов 4 и 5 при выгрузке готового продукта.

Для обеспечения герметичности соединения секторов 4 и 5 по их периметру в месте их соприкосновения выфрезерованы пазы, в которые вставлены резиновые уплотнительные прокладки. Для жесткости соединения секторов 4 и 5 оси 12 и 13 с шарнирно установленным пневмоцилиндром 14 смонтированы по обе торцевые стороны корпуса 1.

Полифункциональный аппарат работает следующим образом. Вначале рассмотрим порядок работы аппарата при использовании его для тепловлажностной обработки сыпучих пищевых продуктов.

В исходном положении сектора 4 и 5 сомкнуты и зафиксированы соответствующим положением пновмоцилиндра 14. Затем через патрубок 16, находящийся в верхней части одной из пластин 11, осуществляется перемещение передвижного винтового конвейера 2 внутрь корпуса 1 (фиг.2).

Включается привод винтового конвейера 2 и исходный продукт из загрузочного бункера подается в корпус 1. После загрузки необходимого количества продукта в корпус 1 привод винтового конвейера 2 выключается и поступление продукта прекращается. Далее винтовой конвейер 2 выдвигается из корпуса 1 и патрубок 16 закрывается крышкой (фиг.3).

Затем включается регулируемый привод 3, который приводит с помощью рычага 15 корпус 1 в колебательное движение. Изменением частоты колебательного движения корпуса 1 предусматривают заданную интенсивность пересыпания частиц по внутренней поверхности корпуса и равномерное заполнение рабочего объема аппарата и, следовательно, перемешивания обрабатываемого материала. Причем характер кинематики корпуса 1, его геометрические размеры подбираются таким образом, чтобы обеспечить равномерное перемешивание продукта в процессе обработки.

При этом через гибкие гофрированные шланги 10, патрубки 9 и кожухи 8 внутрь корпуса 1 подается насыщенный пар, который, проходя через отверстия перфорированных днищ 7, пронизывает слой пересыпающегося продукта, находящегося внутри корпуса 1.

Одновременно через перфорированную трубу 19, находящуюся внутри трубовала 18, внутрь корпуса 1 подается вода. Причем в зависимости от вида обрабатываемого продукта (крупы, свекла, морковь, картофель и т.п.) и характера влаготепловой обработки (варка, бланширование, предварительная гидротермическая обработка и т.п.) устанавливается режим подачи пара и воды: непрерывный, периодический, пульсирующий и т.д.

Таким образом, изменением частоты колебательного движения корпуса 1 добиваются достижения наиболее рационального гидродинамического режима слоя и оптимальной продолжительности процесса влаготепловой обработки продукта.

Пересыпающийся слой продукта (например, крупы) на внутренней поверхности перфорированного днища 7 пронизывается снизу вверх восходящим потоком теплоносителя (насыщенного пара).

Колебательное движение корпуса 1 способствует одновременному перемешиванию и выравниванию слоя крупы, а также равномерной периодической обработке частиц продукта потоком теплоносителя.

Пар подается в кожух 8 из линии подачи пара с помощью гибкого гофрированного шланга 10, который обеспечивает компенсацию изменения длины при колебаниях корпуса 1.

После завершения процесса гидротермической обработки корпус 1 возвращается в исходное положение, выключается привод 3, прекращается подача пара и воды в корпус 1.

Затем одновременно включаются пневмоцилиндры 14, разводя нижние части секторов 4 и 5 в разные стороны (на фиг.7 показано это положение корпуса 1). Продукт ссыпается с внутренней поверхности секторов 4 и 5 и далее направляется на дальнейшую технологическую стадию производства.

На фиг.4 показано исходное положение корпуса 1, на фиг.5 - крайнее правое положение колеблющегося корпуса 1, на фиг.6 - крайнее левое положение колеблющегося корпуса 1 и на фиг.7 - положение корпуса 1 с разведенными в разные стороны секторами 4 и 5, при котором осуществляется выгрузка готового продукта.

Полифункциональность аппарата заключается в том, что его можно использовать для смешивания, мойки, тепловлажностной обработки (варки, гидротермической обработки, обжарки, бланширования и т.п.), сушки и т.д.

Например, при использовании аппарата в качестве смесителя винтовой конвейер 2 последовательно загружает внутрь корпуса 1 все смешиваемые ингредиенты, а при колебаниях корпуса осуществляется их равномерное перемешивание. Для дозирования жидких компонентов может использоваться перфорированная труба 19.

Например, при использовании его в качестве моечного аппарата винтовой конвейер 2 загружает внутрь корпуса 1 исходный продукт. Затем через перфорированную трубу 19 в корпус 1 подается моечная вода. Для интенсификации процесса мойки корпус приводится в колебательное движение, а грязная вода по мере необходимости удаляется через перфорированное днище 7, кожух 8 и патрубок 9.

Например, при использовании его в качестве аппарата для тепловлажностной обработки винтовой конвейер 2 загружает внутрь корпуса 1 исходный продукт. Через перфорированное днище 7, кожух 8 и патрубок 9 подается теплоноситель (пар). Для подачи воды используется перфорированная труба 19. При колебаниях корпуса осуществляется равномерная обработка продукта.

Например, при использовании аппарата в качестве сушилки винтовой конвейер 2 загружает внутрь корпуса 1 влажный продукт. Через перфорированное днище 7, кожух 8 и патрубок 9 подается теплоноситель (горячий воздух или перегретый пар). При колебаниях корпуса осуществляется равномерная сушка продукта.

Выгрузка продукта во всех указанных операциях осуществляется одинаково: при разведении секторов 4 и 5 в разные стороны.

Однако наиболее целесообразно последовательное использование полифункционального аппарата для выполнения любого сочетания вышеуказанных технологических операций в той или иной последовательности, так как при этом исключается необходимость в дополнительных перегрузочных и транспортных операциях.

Предлагаемый полифункциональный аппарат дает возможность:
- достижения равномерной влаготепловой обработки продукта вследствие попеременного увлажнения и обработки потоком пара, а также использования "мягких" температурных и "щадящих" режимов перемешивания продукта при максимальном сохранении формы частиц обрабатываемого продукта;
- повышения качества готового продукта за счет использования рационального гидродинамического режима слоя дисперсного продукта, снижения комкования сваренного продукта и предотвращения образования агломератов дисперсного материала;
- более эффективной очистки перфорированного днища и выгрузки продукта за счет использования гравитационных сил при разведении секторов;
- обеспечения равномерного увлажнения за счет применения перфорированной трубы, установленной по всей длине корпуса;
- увеличения производительности аппарата за счет последовательного выполнения любого сочетания технологических операций (мойки, смешивания, тепловлажностной обработки, сушки и т. п.), так как при этом исключается необходимость в дополнительных перегрузочных и транспортных операциях.

Изобретение относится к оборудованию для смешивания, влаготепловой обработки пищевых продуктов и может быть использовано для варки и сушки пищевых продуктов в различных отраслях промышленности, например, для производства варено-сушеных круп, а также для смешивания, мойки, бланширования, обжарки, сушки пищевых продуктов: моркови, свеклы, картофеля и др. Полифункциональный аппарат содержит корпус, бункеры загрузки и выгрузки, привод. Корпус выполнен с возможностью колебательного движения при обработке продукта и состоит из двух подвижных относительно друг друга секторов, включающих в себя перфорированное цилиндрическое днище, к которому снаружи прикреплен кожух, имеющий патрубок, соединенный с гибким шлангом. С торцевых сторон оба сектора закрыты пластинами, в их нижней части жестко прикреплены оси, на которых шарнирно установлен пневмоцилиндр для перемещения секторов. Одна из пластин соединена с помощью рычага с регулируемым приводом, а верхняя часть другой пластины снабжена патрубком с передвижным винтовым конвейером для загрузки исходного продукта. Сверху каждый из секторов закрыт крышкой и шарнирно присоединен к трубовалу, внутри которого находится перфорированная труба для подачи жидкости. Предлагаемое изобретение направлено на улучшение качества готового продукта и повышение эффективности процесса за счет более рационального использования гидродинамического режима обработки продукта, устранения промежуточных транспортных операций и создание компактного универсального оборудования. 7 ил.

Полифункциональный аппарат для обработки пищевых продуктов, включающий корпус, бункеры загрузки и выгрузки и привод, отличающийся тем, что корпус выполнен с возможностью колебательного движения при обработке продукта и состоит из двух подвижных относительно друг друга секторов, включающих в себя перфорированное цилиндрическое днище, к которому снаружи прикреплен кожух, имеющий патрубок, соединенный с гибким шлангом, с торцевых сторон оба сектора закрыты пластинами, в их нижней части жестко прикреплены оси, на которых шарнирно установлен пневмоцилиндр для перемещения секторов, причем одна из пластин соединена с помощью рычага с регулируемым приводом, а верхняя часть другой пластины снабжена патрубком с передвижным винтовым конвейером для загрузки исходного продукта, сверху каждый из секторов закрыт крышкой и шарнирно присоединен к трубовалу, внутри которого находится перфорированная труба для подачи жидкости.