ТЕРМОКОПТИЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2005 года по МПК A23B4/44 

Изобретение относится к области удовлетворения потребностей человека, в частности к термической обработке продуктов, например, для копчения рыбы.

Известна установка для термообработки пищевых продуктов, включающая, генератор, камеру термообработки, систему подачи и отвода дымовоздушной смеси, включающая основной и дополнительный дымовод, заслонки с приводами, нагнетательно-всасывающее устройство в виде гофрированной камеры (патент РФ №2039442. Установка для термообработки пищевых продуктов. МПК А 23 В 4/044, 1995.07.20).

Данная установка не позволяет задавать режимы термообработки и управлять процессом копчения. В ней отсутствует система очистки коптильной смеси от сложных компонентов, которые загрязняют продукт. Слабо по мощности нагнетательно-всасывающее устройство.

Наиболее близкой к изобретению по назначению и технической сущности является термокоптильная установка, включающая термоизолированную камеру с дверцей и отверстием, соединенными с воздуховодом для выброса рабочей среды, систему подвода и отвода коптильной среды с воздуховодом, заслонками и вентилятором, подогреватель и охладитель коптильной среды, искрогаситель, дымогенератор с емкостью для опилок, датчики температуры коптильной среды и продукта, соединенные с пультом задания режима и управления процессом копчения (патент РФ №2142709. Термокоптильная установка. МПК А 23 В 4/044, 1999.12.20).

Недостатки данной установки следующие. В процессе копчения на данной установке происходит насыщение рыбы СО₂ и в результате этого коптильная смесь обедняется, а дополнительное обогащение рециркулируемой коптильной смеси не предусмотрено. Недостаток СО₂ в готовом продукте сокращает срок его хранения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции термокоптильной установки, позволяющей регулировать обогащение коптильной смеси газом СО₂, что позволит увеличить срок хранения.

Указанная задача достигается тем, что в известной термокоптильной установке, содержащей теплоизолированную камеру с дверцей и отверстием, соединенным с воздуховодом, загружаемую обрабатываемым продуктом, систему подвода и отвода коптильной среды, включающую вентилятор, заслонку и воздуховоды, подогреватель и охладитель коптильной среды, фильтр для очистки среды, датчики температуры коптильной среды и продукта, соединенные с пультом задания режима управления процессом копчения, искрогаситель, устройство для получения коптильной среды на базе дымогенератора с емкостью для опилок, согласно изобретению устройство для получения коптильной среды, состоит из дымогенератора, генератора CO₂, камеры смешения и емкости для воды, объединенных в одном корпусе, имеющем выходное отверстие, которое со стороны камеры смешения закрыто перфорированной камерой, в которой установлен искрогаситель, причем камеры смешения сообщаются с дымо- и генератором СО₂, а емкость для воды установлена на ее дне, дымогенератор имеет съемную крышку для загрузки опилок, на которой закреплен регулятор подачи воздуха с глазком, генератором СО₂ снабжен глазком и регулятором подачи воздуха, входное отверстие устройства для получения коптильной среды соединено посредством воздуховодов, в которых установлены заслонки с инжекторами, один из инжекторов установлен в воздуховоде для выброса рабочей среды после вентилятора, а другой инжектор - через воздуховоды, устройство для очистки среды, включающее последовательно соединенные уловитель, фильтры и охладитель, подогреватель и второй вентилятор, соединенный с входом камеры, второй выход которой через третью заслонку соединен со вторым инжектором.

Регулятор подачи воздуха выполнен в виде трубки с калибровочным отверстием и гайкой. Охладитель и устройство очистки выполнены в виде набора сужающихся и расширяющихся трубок и емкостей с набором сеток. На входе камеры установлен рассекатель коптильной среды. Уловитель снабжен емкостью для сбора конденсата.

На фиг.1 представлена схема термокоптильной установки, на фиг.2 - электрическая схема установки.

Устройство состоит из теплоизолированной камеры 1 с тележками 2 для размещения продукта. Одно выходное отверстие камеры 1 подключено к входу вентилятора 3, выход которого соединен с воздуховодом 4, через инжектор 5. Устройство для получения коптильной среды 6 состоит из трех частей: собственно дымогенератора 7, генератора СО₂, камеры смешивания 9, на дне которой находится емкость для воды 10. На выходном отверстии устройства 6 со стороны камеры смешивания 9 закреплена перфорированная камера 11, содержащая искрогаситель 12. Дымогенератор 7 снабжен кассетами 13 (может быть одна или несколько кассет), куда засыпаются опилки, съемной крышкой 14, к которой крепится прецизионный регулятор подачи воздуха 15 и глазок 16. Генератор СО₂ снабжен прецизионным регулятором подачи воздуха 17, а также глазком 18 и люком 19 для загрузки дров.

Выходное отверстие устройства 6 через заслонку 20 и трубопровод соединено с инжектором 5, а также через заслонку 21 с инжектором 22 и далее с уловителем 23, фильтрами 24, охладителем 25, подогревателем среды 26 и вентилятором 27 через рассекатель 28 с камерой 1. Второй выход камеры соединен через заслонку 29 с инжектором 22. Уловитель 23 снабжен сборником 30.

После установки камеры 1 в соответствующем помещении (согласно санитарным нормам и правилам для пищевых производств), подключения коммуникаций (электроэнергия, вентиляция), заготовки топлива (дрова, опилки) и сырья (рыба) можно приступать к процессу копчения.

Порядок функционирования включает следующие этапы:

1. Розжиг дымогенератора и генератора СО₂.

1.1 Заправка дров в генератор. Дрова должны быть из деревьев лиственных пород, желательно фруктовые (яблони, груши, вишни, сливы и т.д.). Размер чурок 60×300 мм.

1.2 Заправка заполненных опилками кассет в дымогенератор. Берутся опилки (кроме хвойных пород) размером 3-12 мм.

1.3 Включение открытого контура воздушного потока.

1.3.1 Перевод заслонки 20 в положение "закрыто".

1.3.2 Перевод заслонки 21 в положение "открыто".

1.3.3 Перевод заслонки 29 в положение "закрыто".

1.3.4 Включение вентилятора 28.

При этом воздух через регулятор 17 и регулятор 15, в результате всасывающего действия вентилятора 28, через охладитель 25 и фильтры 24, и заслонку 21 поступает в камеру 1 смешивания (подогреватель 26 выключен). Вентилятор 3 не включен и через его крыльчатку поток воздуха из камеры 1 уходит через воздуховод 4 в атмосферу. Таким образом, в устройстве для копчения среды создается тяга. Путем вращения колпачков регуляторов (15, 17) можно регулировать величину потока воздуха.

1.4 Открывается крышка 19 генератора СО₂ 8.

1.5 Загружаются дрова (5-6 кг на всю смену 8-10 часов).

1.6 Производится розжиг дров и крышка закрывается.

1.7 Путем вращения колпачка регулятора 17 и наблюдения в смотровой глазок 18 добиваются состояния, когда светящаяся полоса малинового цвета (температура 283-325°С) над тлеющим древесным топливом была бы не более 15-20 мм.

1.8 Открываем крышку 14 дымогенератора 7.

1.9 Поджигаем опилки в кассете 13 дымогенератора 7 и закрываем крышку 14.

1.10 С помощью вращения колпачка регулятора 15 убираем языки пламени и добиваемся равномерного свечения (15-20 мм). При этом газ СО₂ из генератора 8 и дым из дымогенератора 7 смешиваются в камере смешивания 9, проходя через открытую заслонку 21, точку инжекции 28, уловитель 23, фильтры 24, охладитель 25, через неработающий подогреватель 26, вентилятор 27 и попадает в камеру 1 и далее через неработающий вентилятор 3 - в атмосферу. Через смотровые окна камеры и при включенном освещении внутри камеры можно наблюдать плотность заполнения ее дымом. Процесс разгона камеры представляет собой увеличение потока воздуха для увеличения СО₂ и дыма, что может привести к воспламенению топлива и опилок, а также смолообразующих веществ в фильтре 24 и охладителе 25. Поэтому дымогенератор 7 рассчитан на определенный объем рабочей камеры. В 1 час должно пройти не менее 50 объемов камеры: 50·6 м³=300 м³, т.к. один м³ дыма содержит 1,5 г коптящего вещества, 1,5·300=450 г. В смене 8 часов, таким образом, 450·8=3500 г коптящего вещества на 500 кг рыбы. Иногда коптящее вещество в других камерах заменяют "жидким" дымом.

Таким образом, в предлагаемой камере установки соблюдается преемственность традиций копчения и соответственно вкуса рыбы.

2. Параллельно с процессом розжига устройства 6 осуществляется процесс подготовки и загрузки сырья (рыбы).

Он включает в себя следующие этапы:

2.1 Дефростация - размораживание.

2.2 Соление в тузлуке (солевом растворе).

2.3 Сушка.

2.4 Загрузка в камеру.

2.4.1 Рыба помещается на вешала в количестве, согласно ее весу (5-6 кг на одно вешало). Вешала помещаются на тележки 2, тележки закатывается в камеру 1.

3. Функционирование коптильной камеры.

3.1 В зависимости от вида рыбы (сельдь, скумбрия, горбуша, осетр и т.д. (существуют таблицы параметров обработки конкретного рыбного сырья), электронным блоком 31 выставляются необходимая температура в камере, например, 24-26°С для сельди.

Замер температуры производится двумя датчиками 32, 33 внутри камеры 1 и в самом теле рыбы. Процесс регулирования температуры происходит с помощью датчика 32, находящегося в камере. Информация от датчика 33 внутри тела рыбы служит для дополнительного контроля протекающего процесса. С пульта управления 31 включают подогреватель 26 (см. фиг.2) и температура подаваемого воздуха поднимается до необходимой. Дым продолжает выходить через воздуховод 4. Осуществляется режим открытой системы.

3.2 Перевод коптильной установки в замкнутый режим.

3.2.1 Перевод заслонки 29 в положение "открыто". Остальные заслонки без изменения.

Регулятором 15 увеличиваем подачу воздуха в дымогенератор 7 (и тем самым увеличиваем количество СО₂, который необходим для обогащения рециркулируемого дыма. Светящаяся полоса в обоих случаях доводится почти до предела срыва и далее делается один оборот назад. Поток СО₂ и дыма проходит через уловитель 23, фильтры 24, охладитель 25. Путем последовательных операций разряжения-сжатия, происходящих с дымовоздушной смесью из дыма удаляются канцерогенно-смолистые вещества, которые стекают по стенкам фильтра в уловитель 23 и далее в емкость 30. Поток здесь также охлаждается. Применяемая конструкция фильтра и охладителя позволяет добиваться точки выпадения смолистых веществ без дополнительных холодильных агрегатов за счет энергии сжатия-расширения потоков, создаваемых энергией вентилятора 27. Увеличение температуры в камере копчения приводит к подварке рыбы (в зависимости от вида рыбы температура подварки - разложения белка различная). При работе в летний период за счет фильтра 24 и охладителя 25 температура в камере 1 может быть понижена до необходимой (ниже температуры окружающей среды).

При прохождении потока в точке инжекции 22 при открытой заслонке 29 происходит всасывание дыма из камеры 1 и смешивание его с дымом из дымогенератора.

Поскольку динамическое сопротивление в дымогенераторе большое, то происходит рециркуляция дыма с обогащением. Дымогенератор 7 дает 15% СО₂ (остальное дым), а генератор 8 - 75% СО₂ (остальное дым - коптящие вещества).

В процессе копчения рыба забирает консервант СО₂, который потом добавляется в поток генератором 8. Пульт 32 задает следующий режим работы: 50 мин происходит работа на обогащенном дыме в замкнутом (рециркулируемом) режиме. В последующие 10 минут происходит полная очистка камеры от отработанного дыма.

3.3 Очистка камеры.

3.3.1 Электронный блок пульта 31 в автоматическом режиме включает вентилятор 3 для полной смены объема дыма в камере 1. Вентилятор 27 имеет, например, 1500 об/мин, вентилятор 3, например, 3000 об/мин. Регуляторы 15, 17 не дают возможность сорвать процесс тления, ограничивая подачу воздуха в камере сгорания. И также дымогенератор не гаснет. Далее вентилятор 27 выключается (при постоянно работающем вентиляторе 3 и процесс копчения продолжается согласно ГОСТу).

3.4 В процессе копчения происходит замена кассеты через 45-60 мин.

3.5 Перевод дымогенератора в режим холостого хода (XX) для осуществления процесса выгрузки.

3.5.1 Заслонка 20 переводится в положение "открыто".

3.5.2 Заслонка 21 переводится в положение "закрыто".

3.5.3 Ручным переключением включается вентилятор 3.

При работающем вентиляторе 3 из камеры 1 выводится дым, при этом при открывании дверей камеры 1 дым из нее не попадает в рабочее помещение. В точке инжекции 5 поток, всасывающий воздух через заслонку 20 осуществляет тягу в дымогенераторе 7 и генераторе 8, и они не гаснут. Регуляторы 15, 17 поддерживают стабильный режим работы дымогенератора 7 и генератора 8 и в этом случае.

4. Выгрузка рыбы.

Оператор камеры по органолептическим показателям определяют готовность и качество рыбы. Это:

1. Цвет (коллер).

2. Вкус.

3.Запах.

4. Твердость.

5. Контрольный вес.

Если продукт готов, то происходит его выгрузка в тару (болейки). Продукт далее передается на хранение (24 суток при температуре +4°С...-4°С).

В связи с тем, что в описываемой установке применяется дополнительный генератор СО₂, насыщенность рыбы этим газом возрастает, возрастает тем самым и срок хранения.

Далее происходит повторение вышеописанного цикла.

5. При окончании работы очищаются дымогенератор 7 и генератором СО₂ 8.

Происходит санитарная обработка камеры, очистка фильтров, охладителя и уловителя. Освобождается емкость 30.

По сравнению с известным устройством, предлагаемая термокоптильная установка имеет следующие преимущества:

1. Отсутствие канцерогенов в продукте, связанных с производством.

2. Малое энергопотребление.

3. Малое потребление древесного топлива.

4. Высокая скорость копчения.

5. Меньшая стоимость камеры при лучших технических параметрах.

6. Стабильное регулирование температуры влажности в камере независимо от температуры и влажности среды, при отсутствии процесса самовозгорания топлива.

7. Возможность использования тепла для обогрева рабочего помещения.

8. Возможность копчения в неотапливаемом помещении и в летний период.

9. Отсутствие задымленности рабочего помещения.

10. Возможность применения смолообразующих видов древесного топлива.

11. Возможность работы в замкнутом цикле, т.е. без постоянного выброса в атмосферу дыма.

12. Возможность регулируемого обогащения дыма СО₂.

Изобретение относится к установкам для копчения и может быть применено на предприятии пищевой промышленности, например, для копчения рыбы. Установка состоит из термоизолированной камеры, в которой размещается продукт, подлежащий копчению. С помощью воздуховодов, заслонок, вентиляторов и инжекторов она соединена с устройством для получения коптильной среды, которое состоит из дымогенератора, генератора углекислого газа и камеры смешивания, объединенных в одном корпусе. Установка также снабжена фильтром-охладителем, подогревателем коптильной среды и пультом задания режима управления процессом копчения. Такое выполнение установки позволяет регулировать обогащение коптильной смеси углекислым газом, обеспечивает возможность работы в замкнутом цикле, т.е. без постоянного выброса в атмосферу коптильной среды. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Термокоптильная установка, содержащая теплоизолированную камеру с дверцей и отверстием, соединенным с воздуховодом, загружаемую обрабатываемым продуктом, систему подвода и отвода коптильной среды, включающую вентилятор, заслонку и воздуховоды, подогреватель и охладитель коптильной среды, фильтр для очистки среды, датчики температуры коптильной среды и продукта, соединенные с пультом задания режима и управления процессом копчения, искрогаситель, устройство для получения коптильной среды на базе дымогенератора с емкостью для опилок, отличающаяся тем, что устройство для получения коптильной среды состоит из дымогенератора, генератора углекислого газа, камеры смешивания и емкости для воды, объединенных в одном корпусе, имеющем выходное отверстие, которое со стороны камеры смешивания закрыто перфорированной камерой, в которой установлен искрогаситель, причем камера смешивания сообщена с дымо- и генератором углекислого газа, а емкость для воды установлена на ее дне, дымогенератор имеет съемную крышку для загрузки опилок, на которой закреплен регулятор подачи воздуха с глазком, генератор углекислого газа снабжен глазком и регулятором подачи воздуха, выходное отверстие устройства для получения коптильной среды соединено посредством воздуховодов, в которых установлены заслонки, с инжекторами, один из которых установлен в воздуховоде для выброса рабочей среды после вентилятора, а другой соединен через воздуховоды, устройство для очистки среды, включающее последовательно соединенные уловитель, фильтры и охладитель, подогреватель и второй вентилятор с входом теплоизолированной камеры, второй выход которой через третью заслонку соединен со вторым инжектором.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что регулятор подачи воздуха выполнен в виде трубки с калибровочным отверстием и гайкой.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что охладитель и устройство очистки выполнены в виде набора сужающихся и расширяющихся трубок и емкостей с набором сеток.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на входе камеры установлен рассекатель коптильной среды.5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что уловитель снабжен емкостью для сбора конденсата.