СКОРОМОРОЗИЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ПЛОСКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2003 года по МПК F25D13/06 F25D17/06 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано на холодильниках пищевых предприятий, выпускающих замороженные плоские пищевые продукты (например дрожжевое тесто, котлеты и др.). Известны скороморозильные аппараты, используемые в промышленности для замораживания пищевых продуктов (см. Холодильная техника. Справочник. Применение холода в пищевой промышленности. //Москва. Пищевая промышленность. 1979 г.).

Указанные скороморозильные аппараты являются довольно громоздкими и металлоемкими, что является отрицательной их характеристикой. Наиболее близким аналогом является скороморозильный аппарат для замораживания пищевых продуктов на спиральной сетчатой ленте (см. там же, стр. 50, Конвейерный морозильный аппарат фирмы "Фригоскандия" (Швеция) для замораживания готовых блюд и кулинарных изделий). Аппарат имеет значительные габариты и массу из-за нерационального расположения его составляющих: большой вертикальный барабан (внутри пустой), вокруг которого движется транспортная сетчатая лента, значительный объем камеры занят воздухоохладителями с вентиляторами, круглый (в плане) транспортирующий механизм нерационально вписывается в прямоугольную теплоизоляционную конструкцию камеры. Кроме того, в таком аппарате из-за низкого коэффициента теплоотдачи от продукта к воздуху медленно будут замораживаться плоские пищевые продукты, так как они плохо омываются потоком воздуха (сравнительно большие линейные размеры длины и ширины).

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования "Скороморозильного аппарата для замораживания плоских пищевых продуктов". Поставленная задача решается так, что в "Скороморозильном аппарате для замораживания плоских пищевых продуктов", содержащем воздухоохладители, вентиляторы, воздуховоды, сетчатые транспортеры, теплоизолированную камеру, загрузочный и разгрузочный участки, согласно изобретению плоской поверхности продукта снизу и сверху придается форма, состоящая из большого количества шарообразных выступов путем устройства на входе продукта в аппарат прокатных валиков со специальными углублениями, которые формируют эти выступы.

Из теории замораживания известно, что, ориентированно, время замораживания продукта определяется по формуле (Я. Постольски, З. Груда "Замораживание пищевых продуктов", Москва. "Пищевая промышленность". 1978, с.86)

где q_z - удельная теплота замораживания продукта, кДж/кг; δ_e - плотность тела в замороженном состоянии, кг/м³; l_e - толщина пластины в замороженном состоянии, м; α - коэффициент теплоотдачи от замораживаемого продукта к воздуху, Вт/(м² К); λ_e - коэффициент теплопроводности тела в замороженном состоянии, Вт/(м К); Δt - средняя разность температур между криоскопической температурой продукта t_кр и температурой охлаждающей среды, ^oС, Δt = t_кр - t_ср;
А - постоянная величина, для пластины, охлаждаемой с 2-х сторон, А=2; для цилиндра, охлаждаемого по всей поверхности А=4 и для шара, также охлаждаемого по всей поверхности, А=6.

При l_е = d_шара при одних и тех же условиях шар будет замораживаться в три раза быстрее, чем пластина. Если же еще организовать движение потока воздуха у замораживаемого продукта таким образом, чтобы коэффициент теплоотдачи увеличился, то можно сократить время процесса замораживания более чем в 3 раза.

Последнее возможно при замораживании продукта с шарообразными выступами на сетчатой транспортерной ленте с максимально возможным живым сечением и обдувом его снизу и сверху струями воздуха перпендикулярно поверхности ("душирование"). Максимально возможное живое сечение транспортерной сетки способствует созданию условий одинакового омывания продукта струями воздуха как сверху, так и снизу, а следовательно, обеспечения практически одинаковой величины коэффициента теплоотдачи от продукта к воздуху.

Для обеспечения указанных условий верхняя ветвь транспортерной сетчатой ленты с продуктом по всей ее длине, и снизу, и сверху в камере замораживания охвачена воздуховодами с "душирующими" соплами. Для уменьшения сопротивления выходу потока воздуха через сопла, а следовательно, энергетических затрат на вентиляторы и холодильную машину сопла выполнены с плавным переходом. Воздуховоды с душирующими соплами по длине камеры чередуются с каналами для выхода из них воздуха согласно соотношению Н/L = 3÷6. Сопла целесообразно выполнять по профилю части лемпискаты Бернули в зоне пересечения ее составляющих. Все это, вместе взятое, значительно интенсифицирует процесс замораживания, а следовательно, способствует уменьшению габаритов и массы аппарата, а также его стоимости.

На фиг. 1 показан продольный разрез аппарата.

На фиг. 2 показан поперечный разрез аппарата.

На фиг. 3 показан поперечный разрез валков, формующих требуемый профиль пищевого продукта (например теста), подвергающегося замораживанию.

На фиг. 4 показан разрез и в плане сформованной тестовой заготовки для замораживания.

Скороморозильный аппарат для замораживания плоских пищевых продуктов включает теплоизолированную камеру 1, воздухоохладители 2, вентиляторы 3, сетчатый транспортер 4, охватывающие сверху и снизу его верхнюю ветвь воздуховоды 5 с соплами, барабаны 6, продукт 7, устройство, формующее продукт с многочисленными шарообразными выступами на поверхности, включающее формующие валки 8 с шарообразными выемками, расположенными по их длине и по их периметру, участок загрузки продукта 9, участок разгрузки продукта 10.

Скороморозильный аппарат для замораживания плоских пищевых продуктов работает следующим образом. На участке загрузки 9 плоская заготовка продукта (например теста) захватывается формующими валками 8 и формует продукт с шарообразными выступами на поверхности, что способствует сокращению продолжительности процесса замораживания. Затем отформованный продукт 7 попадает на сетчатый транспортер 6 и подается в камеру замораживания. В камере продукт обдувается перпендикулярными к его поверхности струями холодного воздуха и, пройдя через камеру справа налево, замораживается и разгружается на участке разгрузки 10. Продукт в камере интенсивно обдувается и снизу и сверху потоком воздуха, который с большой скоростью выходит из охватывающих воздуховодов 5 через сопла, выполненные по профилю части Бернули в зоне пересечения ее составляющих. Выполнение сопел с плавным выходным отверстием способствует значительному уменьшению гидравлического сопротивления потоку воздуха при выходе из охватывающих воздуховодов 5 в зону размещения продукта на транспортерной сетке 4 и тем самым сокращает энергетические затраты. Обдувая продукт, холодный воздух отепляется, выходит в камеру и затем засасывается вентиляторами 3. Вентиляторы 3 подают воздух в воздухоохладители, где происходит его охлаждение. Холодный воздух поступает в охватывающие воздуховоды 5, и процесс повторяется.

Циркуляция воздуха показана на фиг. 2. Для уменьшения скорости выхода потока воздуха после душирующих воздуховодов 5, а следовательно, и энергетических затрат, связанных с гидравлическими сопротивлениями, между воздуховодами устроены каналы шириной L (фиг. 1), по которым воздух выходит в свободное пространство камеры и засасывается вентиляторами.

Предлагаемый скороморозильный аппарат способствует ускоренному замораживанию плоских пищевых продуктов, сокращению занимаемых производственных площадей, уменьшению массовых и энергетических характеристик, а также стоимости аппарата.

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности при выпуске замороженных плоских пищевых продуктов, например слоеного или дрожжевого теста, тестовых заготовок, котлет и так далее. Аппарат содержит теплоизолированную камеру, воздухоохладители, сетчатый транспортер, устройство, формующее продукт с многочисленными шарообразными выступами на поверхности. Это устройство установлено на входе в камеру. Верхняя ветвь сетчатого транспортера снизу и сверху охвачена воздуховодами с соплами. Последние подают струи воздуха снизу и сверху перпендикулярно поверхности сетки. Изобретение обеспечивает ускорение замораживания пищевых продуктов, сокращение занимаемых производственных площадей. 4 ил.

Скороморозильный аппарат для замораживания пищевых продуктов, содержащий теплоизолированную камеру, воздухоохладители, вентиляторы, сетчатый транспортер, участки загрузки плоской заготовки продукта и разгрузки продукта, отличающийся тем, что на входе в аппарат установлено устройство, формирующее продукт с многочисленными шарообразными выступами на поверхности для интенсификации процесса его замораживания, при этом несущая продукт верхняя ветвь сетчатого транспортера снизу и сверху охвачена воздуховодами с соплами, подающими струи воздуха снизу и сверху перпендикулярно поверхности сетки, причем воздуховоды по длине аппарата чередуются с каналами для выхода из них воздуха в соответствии с соотношением 3÷6.