СПОСОБ УДЕРЖАНИЯ ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ И ВЯЗКОУПРУГОПЛАСТИЧНЫХ ПИЩЕВЫХ МАСС НА ТОНКОЙ ГАЗОВОЙ ПРОСЛОЙКЕ Российский патент 2003 года по МПК B65G51/00 A23G3/12 A21C9/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности.

Известен способ транспортирования тестовых заготовок на тонкой воздушной прослойке, который осуществляется по наклонной траектории на тонкой воздушной прослойке, полученной за счет подачи через сопла несущей поверхности транспортера сжатого воздуха в зазор между несущей поверхностью и опорной поверхностью заготовки /Пат. RU 2127059 С1, 6 А 21 С 9/08. Способ транспортирования тестовых заготовок / Битюков В.К., Чертов Е.Д., Носов О.А., Санина Т.В., Кузьмина С.И. (РФ); Воронеж, гос. технол. акад. 98104475, опубл. 10.03.99//Бюл., 1999. 7/.

Недостаток такого способа заключается в том, что воздушная прослойка между опорной поверхностью тестового полуфабриката и несущей поверхностью транспортера гарантированно создается лишь в некоторой окрестности проекции геометрического центра питающего сопла на нижнюю поверхность тестовой заготовки, в связи с этим, при конструировании такого конвейера предъявляются повышенные требования к подбору диаметра питающих сопел, к расстоянию между их центрами (шагу), а также расходу воздуха, подаваемого в прослойку, что, в свою очередь, влияет на равномерность распределения давления в тонкой воздушной прослойке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ транспортирования вязких пищевых масс, обладающих достаточной текучестью (помадные, ирисные массы, тесто и т.п.), на воздушной прослойке осуществляемый по профильному лотку, несущая поверхность которого выполнена из пористого материала (металлокерамики), /Б.И. Межоперационное транспортирование вязких пищевых масс на воздушной прослойке // Известия вузов СССР. Пищевая технология, 1, 1980, - с.72-75/.

Недостатки: равномерное распределение давления в тонкой воздушной прослойке, а следовательно, и удержание на воздушной прослойке вязких пищевых масс, обеспечивается использованием для изготовления несущей поверхности лотка дорогостоящих материалов с хаотично ориентированными, часто расположенными порами.

Технической задачей изобретения является снижение затрат на производство пневматических устройств, обусловленное применением для изготовления их рабочих поверхностей недорогих материалов; исключение повышенных требований к точности изготовления; улучшение эксплуатационных характеристик оборудования, выраженное в снижении требований к точности соблюдения режимов подачи газа.

Техническая задача решается тем, что в предложенном способе удержания вязкопластичных и вязкоупругопластичных пищевых масс на тонкой газовой прослойке, включающем создание газовой прослойки с равномерным распределением давления в ней, новым является то, что равномерное распределение давления в прослойке, обеспечивающее бесконтактное удержание пищевой массы, достигается за счет частичного заполнения внутреннего объема пневматической камеры зернистым материалом, который при установившемся режиме подачи газа находится в кипящем состоянии, при этом осредненная скорость движения зерен больше осредненной скорости истечения газа в прослойку.

Технический результат выражается в снижении затрат на производство пневматических устройств, обусловленном применением для изготовления их рабочих поверхностей недорогих материалов; исключении повышенных требований к точности изготовления; улучшении эксплуатационных характеристик оборудования, выраженном в снижении требований к точности соблюдения режимов подачи газа.

Способ осуществляют следующим образом и поясняется чертежом.

Внутренний объем пневматической камеры 1 с перфорированной рабочей поверхностью частично заполняется сферическими зернами 2. Сжатый газ, поступая в пневматическую камеру 1 и проходя через ее перфорированную рабочую поверхность, при установившемся течении газовой среды приводит в состояние кипящего слоя сферические зерна 2, при этом размеры и форма газопроводящих каналов в толще зернистого слоя непрерывно и быстро изменяются, за счет чего обеспечивается равномерное распределение давления в тонкой газовой прослойке, что способствует удержанию на ней пищевой массы 3.

Осредненную скорость истечения газа в прослойку и расход газа на удержание можно рассчитать по формулам, приведенным ниже.

Условие реализации способа:
U_ч≥U_г (1),
где U_ч - осредненная скорость зерен, м/с; U_г - осредненная скорость истечения газа в прослойку, м/с.

Эти величины связаны между собой зависимостями /Дэвидсон И.Ф., Харрисон Д. Псевдоожижение твердых частиц. Издательсто "Химия", М., 1965, - 184 с./:

где К - коэффициент пропорциональности, характеризующий движение газа через зернистый слой; p_f - осредненное давление внутри газа в кипящем слое, Па.

Осредненная скорость истечения газа в прослойку:

где η - коэффициент расхода газа через зернистый слой; ρ_a - плотность газа, кг/м³; ΔP - гидродинамическое сопротивление кипящего слоя, Па.

Коэффициент пропорциональности:

где ρ - плотность материала зерен, кг/м³; g - ускорение свободного падения, м/с²; ε - порозность кипящего слоя сферических зерен; Н₀ - высота зернистого слоя в момент начала псевдоожижения, м; ΔР_р - гидродинамическое сопротивление перфорированного дна пневмокамеры, Па.

Давление в пневмокамере:
P = P_a+ΔP₀+ΔP_c+ΔP_p; (5)
где Ра - атмосферное давление, Па; ΔР_о - избыточное давление в газовой прослойке, Па; ΔР_с - гидродинамическое сопротивление порозного слоя. Па.

Расход газа на удержание:

Основным преимуществом способа удержания вязкопластичных и вязкоупругопластичных пищевых масс на тонкой газовой прослойке является снижение затрат на производство пневматических устройств, обусловленное применением для изготовления их рабочих поверхностей недорогих материалов; исключение повышенных требований к точности изготовления; улучшение эксплуатационных характеристик оборудования, выраженное в снижении требований к точности соблюдения режимов подачи газа.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Газовую прослойку создают с равномерным распределением давления в ней. Равномерное распределение давления в прослойке обеспечивает бесконтактное удержание пищевой массы за счет частичного заполнения внутреннего объема пневматической камеры зернистым материалом, который при установившемся режиме подачи газа находится в кипящем состоянии, при этом осредненная скорость движения зерен больше осредненной скорости истечения газа в прослойку. Способ позволяет снизить затраты на производство пневматических устройств, обусловленное применением для изготовления их рабочих поверхностей недорогих материалов, исключить повышенные требования к точности изготовления, улучшить эксплуатационные характеристики оборудования, выраженное в снижении требований к точности соблюдения режимов подачи газа. 1 ил.

Способ удержания вязкопластичных и вязкоупругопластичных пищевых масс на тонкой газовой прослойке, включающий создание газовой прослойки с равномерным распределением давления, отличающийся тем, что равномерное распределение давления достигается за счет частичного заполнения внутреннего объема пневматической камеры зернистым материалом, который при установившемся режиме подачи газа находится в кипящем состоянии, при этом осредненная скорость движения зерен превышает осредненную скорость подачи газа в прослойку и происходит непрерывное и быстрое изменение размеров и формы каналов, образовавшихся в толще зернистого слоя, вследствие чего обеспечивается равномерное распределение давления в тонкой газовой прослойке, что способствует удержанию на ней пищевой массы.