СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБЖАРКИ Российский патент 2015 года по МПК A47J37/12 

Настоящее изобретение относится к способу обжарки и обжарочному аппарату, более точно к способу и устройству с высокой эффективностью использования энергии и образованием небольшого количества отходящего тепла.

Настоящее изобретение особо применимо в изготовлении закусочных пищевых продуктов, более точно картофельных чипсов.

Процессы обжарки широко применяются для изготовления разнообразных обжаренных пищевых продуктов. Обжарка, в частности, используется для приготовления закусочных пищевых продуктов, таких как картофельные чипсы. При изготовлении картофельных чипсов нарезанный ломтиками сырой картофель обжаривают при высокой температуре в обжарочном аппарате с маслом для жарки. Для нагрева масла и поддержания его температуры на желаемом уровне требуется энергия. Кроме того, в процессе обжарки ломтики картофеля обезвоживаются и образуется большое количество пара, которое обычно улавливается вытяжным шкафом, расположенным над обжарочным аппаратом, и выбрасывается в атмосферу, или пар подается в термоокислитель для разрушения летучих веществ.

В пищевой промышленности существует общепризнанная потребность в снижении затрат на выработку энергию и отходящего тепла в обжарочном аппарате. Тем не менее, также необходимо, чтобы способ и устройство обжарки обеспечивали высококачественный продукт, отвечающий требованиям потребителя и наверняка и постоянно доступный, несмотря на высокие объемы производства. В частности, обычно требуется, чтобы картофельные чипсы отвечали очень строгим требованиям потребителя в отношении соответствующего продукта, например, чтобы чипсы обладали конкретным содержанием влаги и масла, желаемым вкусом и другими сенсорными качествами.

В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства и способа обжарки пищевых продуктов, таких как закусочные пищевые продукты, в частности, картофельных чипсов с повышенной эффективностью использования энергии и уменьшенным образованием отходящего тепла, в частности, уменьшенным образованием отработанного пара.

Соответственно, в настоящем изобретении предложено устройство для обжарки пищевых продуктов, содержащее обжарочный аппарат, имеющий загрузочный и разгрузочный концы, систему рециркуляции масла, соединенную с обжарочным аппаратом, теплообменник для нагрева масла в системе рециркуляции масла, вытяжной шкаф над обжарочным аппаратом для сбора пара, образующегося в процессе обжарки, и компрессор для сжатия собранного пара, имеющий впускное отверстие для впуска пара из вытяжного шкафа и выпускное отверстие для выпуска сжатого пара в теплообменник.

Устройство может дополнительно содержать газовый двигатель для приведения в действие компрессора.

Устройство может дополнительно содержать второй теплообменник для нагрева масла в системе рециркуляции масла, с которым соединен выхлоп для газообразных продуктов сгорания газового двигателя.

Устройство может дополнительно содержать электрогенератор, соединенный с газовым двигателем и вырабатывающий электроэнергию для приведения в действие компрессора. Газовым двигателем может являться газовая турбина.

Устройство может дополнительно содержать резервуар для сбора конденсированного пара из теплообменника.

Устройство может дополнительно содержать устройство управления для регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление. Тем самым может регулироваться качество пара до его сжатия в компрессоре.

Устройство может дополнительно содержать по меньшей мере вентилятор или заслонку, расположенную в трубопроводе для отвода пара из вытяжного шкафа и служащую для регулирования давления пара в вытяжном шкафу.

Устройство может дополнительно содержать датчик по меньшей мере в вытяжном шкафу или трубопроводе, передающий устройству управления данные для регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление.

Из вытяжного шкафа необязательно выходит вверх вертикальная выхлопная труба. Устройство предпочтительно дополнительно содержит линию промежуточного охлаждения для подачи пара промежуточного охлаждения из компрессора в теплообменник и обратную линию из теплообменника в компрессор для возврата охлажденного пара в компрессор.

В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство для обжарки пищевых продуктов, содержащее обжарочный аппарат, имеющий загрузочный и разгрузочный концы, транспортер для извлечения обжаренных пищевых продуктов из масла в обжарочном аппарате на выпускном конце, вытяжной шкаф над обжарочным аппаратом для сбора пара, образующегося в процессе обжарки, по меньшей мере частично проходящий над транспортером, и систему создания давления для сжатия пара в вытяжном шкафу под давлением, превышающим атмосферное давление.

Нижняя окружность вытяжного шкафа необязательно окружает преимущественно всю верхнюю окружность обжарочного аппарата и по меньшей мере часть транспортера, ведущего из обжарочного аппарата.

В настоящем изобретении также дополнительно предложен способ обжарки пищевых продуктов с использованием возвращенного в повторный цикл масла, включающий стадию нагрева возвращенного в повторный цикл масла из обжарочного аппарата с использованием теплообменника, к которому подводится теплота пара, образующегося в процессе жарки.

Пар, подводимый к теплообменнику, необязательно сжат в компрессоре под давлением от 10×10⁵ Па до 15×10⁵ Па.

Пар, подводимый к теплообменнику, необязательно имеет температуру от 190 до 220°C.

Компрессор необязательно приводится в действие газовым двигателем.

Газовый двигатель необязательно имеет выхлоп для газообразных продуктов сгорания, который соединен со вторым теплообменником для нагрева возвращенного в повторный цикл масла.

Газовый двигатель необязательно соединен с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для приведения в действие компрессора.

Электрогенератор может быть объединен с газовым двигателем.

Газовым двигателем необязательно может являться газовая турбина.

Способ необязательно включает стадию сбора конденсированного пара из теплообменника.

Способ необязательно включает стадию сбора пара, образующегося в процессе обжарки в вытяжном шкафу над обжарочным аппаратом, и регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление.

Давление пара в вытяжном шкафу необязательно создает противодавление над обжарочным аппаратом.

Давление пара в вытяжном шкафу необязательно составляет от более 1×10⁵ Па до 1,5×10⁵ Па.

Температура пара в вытяжном шкафу необязательно составляет от 100 до 155°C.

Способ необязательно включает измерение параметра, выбранного из давления, температуры или содержания кислорода над обжарочным аппаратом, и регулирование давления пара в вытяжном шкафу на основании измеренного параметра.

Пар, образующийся в процессе обжарки, необязательно собирается в преимущественно вертикальной выхлопной трубе.

В настоящем изобретении также дополнительно предложен способ обжарки пищевых продуктов, включающий стадии:

(а) использования обжарочного аппарата, имеющего загрузочный и разгрузочный концы,

(б) извлечения обжаренных пищевых продуктов из масла на выпускном конце обжарочного аппарата с использованием транспортера,

(в) сбора пара, образующегося в процессе обжарки в вытяжном шкафу над обжарочным аппаратом, при этом вытяжной шкаф по меньшей мере частично проходит над транспортером,

(г) сжатия пара в вытяжном шкафу под давлением, превышающим атмосферное давление.

Сжатый пар необязательно повышает температуру обжаренных пищевых продуктов на транспортере.

Температура в вытяжном шкафу необязательно составляет по меньшей мере 100°C. Кроме того, разность температур в вытяжном шкафу между загрузочным и разгрузочным концами составляет не более 50°C.

В настоящем изобретении также дополнительно предложен способ снижения содержания масла в пищевых продуктах, обжаренных в обжарочном аппарате непрерывного действия, включающий стадию использования пара под давлением, превышающим атмосферное давление, и при температуре по меньшей мере 100°C по меньшей мере над частью транспортера для извлечения обжаренных пищевых продуктов из масла на выпускном конце обжарочного аппарата.

Сжатый пар необязательно повышает температуру обжаренных пищевых продуктов на транспортере, что приводит к усиленному отводу масла из обжаренных пищевых продуктов.

Содержание масла необязательно снижается на 4-5% по весу в пересчете на вес масла в обжаренных пищевых продуктах.

Содержание масла необязательно снижается на 1-3% по весу в пересчете на общий вес обжаренных пищевых продуктов.

Обычно пищевые продукты представляют собой закусочные пищевые продукты, необязательно картофельные чипсы.

Далее лишь в качестве примера будет описан один из вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

на фиг.1 схематически проиллюстрирован обжарочный аппарат согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 показан обжарочный аппарат согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Обжарочный аппарат 2 представляет собой обжарочный аппарат непрерывного действия, в котором пищевые продукты, обычно закусочные пищевые продукты, такие как картофельные чипсы для обжарки загружают с одного входного продольного конца 4, а именно загрузочного конца обжарочного аппарата 2, а приготовленные пищевые продукты извлекают с противоположного выходного продольного конца 6, а именно разгрузочного конца обжарочного аппарата 2. Соответственно, масло для жарки непрерывно протекает через обжарочный аппарат 2 от входного или загрузочного конца 4 до выходного или разгрузочного конца 6. На разгрузочном конце 6 находится транспортер 7 для извлечения обжаренных пищевых продуктов из масла в обжарочном аппарате 2.

Масло с относительно высокой температурой подачи, обычно от 175 до 182°C загружают с входного конца 4 или вблизи него, а масло с относительно низкой температурой от 150 до 155°C непрерывно извлекают из обжарочного аппарата 2 с выходного конца 6. Выпускное отверстие 8 на выходном конце 6 соединено с первой стороной 9 первого теплообменника 10, который нагревает масло на первой стадии нагрева. Выпускная линия 12 на первой стороне 9 первого теплообменника 10 соединена с первой стороной второго теплообменника 14, который нагревает масло на второй стадии нагрева. Выпускная линия 16 на первой стороне 13 второго теплообменника 14 соединена с впускным концом 4 обжарочного аппарата 2. В результате образуется первый замкнутый контур 18 рециркуляции масла для обжарочного аппарата 2, при этом рециркулирующее масло последовательно нагревается сначала первым теплообменником 10, а затем вторым теплообменником 14. На второй стороне 11 первого теплообменника 10 находится по меньшей мере одно впускное отверстие 19 для рабочей текучей среды в виде пара и выпускное отверстие 20 для конденсата в виде воды. На второй стороне 11 первого теплообменника 10 происходит фазовое превращение рабочей текучей среды из газа в жидкость, и отдаваемая при этом скрытая теплота вместе с теплоотдачей от повышения входной температуры рабочей текучей среды по сравнению с входной температурой масла на первой стороне 9 используется для нагрева масла на первой стадии нагрева. Конденсированная рабочая текучая среда из выпускного отверстия 20 поступает в резервуар 22 для сбора конденсата. Конденсат, рекуперированный из паров обжарочного аппарата, собирается в сборном резервуаре 22 и может затем служить источником воды для применения где-либо на производственной установке или в производственном процессе, например, для промывания картофеля, из которого изготавливают картофельные чипсы, чтобы компенсировать или снизить расход пресной воды на предприятии. Рекуперированная вода может дополнительно охлаждаться до температуры окружающей среды с использованием предлагаемого на рынке холодильного оборудования.

Над обжарочным аппаратом 4 расположен вытяжной шкаф 24 для улавливания пара, который образуется при обезвоживании пищевых продуктов, обычно ломтиков картофеля в процессе обжарки. Нижняя окружность 26 вытяжного шкафа 24 окружает преимущественно всю верхнюю окружность 28 обжарочного аппарата 2, и вытяжной шкаф 24 улавливает преимущественно весь пар, который выделяется из масла для жарки в процессе обжарки. Вытяжной шкаф 24 по меньшей мере частично проходит над транспортером 7, и после извлечения из масла на обжаренный продукт на транспортере 7 воздействуют условия в вытяжном шкафу 24.

Вытяжной шкаф 24 имеет выпускное отверстие 30, соединенное с трубопроводом 32. Трубопровод 32 проходит преимущественно вертикально и образует выхлопную трубу 34 вытяжного шкафа. Внутри трубопровода 32 может находиться вентилятор 36, приводимый в действие, например, электродвигателем (непоказанным), для втягивания пара из вытяжного шкафа 24. Внутри трубопровода 32 над вытяжным шкафом 24 расположен фильтр 37 для задержания частиц примесей.

Первый отвод 38 трубопровода вверху выхлопной трубы 34 соединен с трубой 40 для выпуска части пара в атмосферу. В качестве альтернативы, пар может конденсироваться и охлаждаться до температуры окружающей среды с использованием предлагаемого на рынке холодильного оборудования. Собранная вода может направляться в сборный резервуар 22. Второй отвод 42 трубопровода соединен с механическим паровым компрессором 44. Внутри первого отвода 38 трубопровода и второго отвода 42 трубопровода могут быть предусмотрены клапаны (непоказанные) для избирательного открывания и закрывания соответствующего отвода 38, 42.

Соответственно, пар из процесса обжарки в виде газообразной рабочей текучей среды подают в компрессор 44, который сжимает газообразную рабочую текучую среду, в результате чего ее температура и давление становятся еще более высокими. Затем рабочая текучая среда при такой высокой температуре и давлении поступает во впускное отверстие 19 на второй стороне 11 первого теплообменника 10 и отдает большое количество энергии маслу для жарки в обжарочном аппарате, проходящему через первую сторону 9 первого теплообменника 10. Обычно масло для жарки поступает из обжарочного аппарата 2 в первый теплообменник 10 при температуре подачи от около 150 до 155°C и выходит из первого теплообменника 10 при температуре от около 165 до 180°C.

Двигатель 46 приводится в действие путем сжигания горючего газа, такого как природный газ. Обычно двигателем 46 является газовая турбина. Электрогенератор 52, генерирующий переменный ток, соединен с выходным валом 48 газового двигателя 46 и вырабатывает электричество. Электричество используется для приведения в действие компрессора 44. Компрессор 44 имеет один или несколько вращающихся дисков 50 для сжатия потока пара, протекающего внутри компрессора 44.

В одном из вариантов осуществления электроэнергия, вырабатываемая электрогенератором 52, приводимым в действие газовым двигателем 46, превышает электроэнергию, необходимую для приведения в действие компрессора 44. Избыток электроэнергия используется на месте или на предприятии.

Газовый двигатель 46 имеет выхлоп 54 для продуктов горения, который в качестве впускного отверстия 56 соединен со второй стороной 15 второго теплообменника 14. Выпускное отверстие 58 на второй стороне 15 второго теплообменника 14 соединено с трубой 40 для выхлопа продуктов горения из газового двигателя в атмосферу.

Соответственно, газовый двигатель 46 используется не только для обеспечения электроэнергии с целью приведения в действие парового компрессора 44 и необязательно для выработки избытка электроэнергии с целью использования на месте, но также для обеспечения высококачественного источника энергии, дополняющего окончательное соотношение энергии, необходимой для нагрева масла, за счет использования отработавшего газа для отдачи маслу отходящего тепла из газового двигателя 46.

Отработавший газ выходит из выхлопной трубы 54 газового двигателя 46 при типичной температуре от около 300 до 500°C, а газ из выпускного отверстия 58 при типичной температуре около 230°C поступает в трубу 40.

Тем самым обеспечивается энергосберегающая система нагрева масла для жарки в обжарочном аппарате, в которой также рекуперируется отработанный пар с целью получения полезного конденсата и необязательно вырабатывается электричество. В процессе работы в вытяжном шкафу 24 собирается пар, и в образованной трубопроводом 32 вертикальной выхлопной трубе 34 вытяжного шкафа создается противодавление пара. Противодавление в вытяжном шкафу 24 создается паровым компрессором 44 и дополнительно вертикальной ориентацией выхлопной трубы 34. Между паровым компрессором 44 и вытяжным шкафом 24 может быть предусмотрена заслонка 33 для регулирования противодавления. В вытяжном шкафу 24 или трубе 34 может быть установлен датчик 39, которым может являться датчик давления или кислородный датчик для обеспечения упреждающего регулирования вентилятора 36 и/или заслонки 33.

За счет такого противодавления из образующихся при обжарке паров создается густая паровая пленка преимущественно по всей площади вытяжного шкафа 24, которая соответствует площади обжарочного аппарата 4. Это противодавление поддерживает в вытяжном шкафу 24 положительную разность давлений на уровне выше атмосферного давление. Обычно в результате противодавления, создаваемого в вытяжном шкафу 24, определенная небольшая доля, как правило, 1-5% пара вытесняется из-под края 26 нижней окружности вытяжного шкафа 24. Тем не менее, большая часть пара, образующегося в процессе обжарки, собирается в выхлопной трубе и образует густую паровую пленку. Кроме того, большая часть, как правило, 70-90% по весу пара, накапливающегося в выхлопной трубе, поступает в компрессор 44 и обеспечивает полезную энергию для нагрева масла. Такая густая паровая пленка обеспечивает пар соответствующего качества для сжатия в компрессоре 44 под высоким давлением и при высокой температуре с возможностью отдачи значительной тепловой энергии на второй стороне 15 первого теплообменника 10 для нагрева масла.

Обычно пар, выходящий из вытяжного шкафа 24 вверх по трубопроводу 32 и поступающий во впускное отверстие компрессора 44, имеет температуру от около 100 до 150°C, обычно около 125°C и находится под давлением, превышающим атмосферное давление, обычно под давлением от более 1×10⁵ Па до 1,5×10⁵ Па, например, 1,01×10⁵ Па.

В компрессоре 44 пар сжимается под повышенным давлением и затем соответствующим образом нагревается до повышенной температуры. Например, сжатый пар, выходящий из компрессора 44 и, соответственно, подаваемый в качестве рабочей текучей среды в первый теплообменник 10, имеет температуру от 190 до 220°C, обычно около 190°C и находится под давлением от 10×10⁵ Па до 15×10⁵ Па.

Такая газообразная рабочая текучая среда с высокой температурой и под высоким давлением при прохождении через вторую сторону 11 первого теплообменника 10 отдает большое количество тепловой энергии пара маслу на первой стороне 9 первого теплообменника 10. Поступающий пар при температуре обычно около 190°C охлаждается в первом теплообменнике 10 и конденсируется с образованием воды высокого давления при температуре обычно около 170°C, которая поступает в резервуар 22.

Кроме того, может рекуперироваться теплота промежуточного охлаждения из компрессора 44, который подает пар по линии 47 промежуточного охлаждения на вторую сторону 11 первого теплообменника 10, при этом охлажденный пар возвращается в компрессор 44 по обратной линии 49. Между компрессором 4 и первым теплообменником 10 необязательно может быть предусмотрено множество контуров промежуточного охлаждения.

По сравнению с традиционным промышленным обжарочным аппаратом для картофельных чипсов способ и устройство обжарки согласно настоящему изобретению способны обеспечивать значительную экономию энергии и затрат.

Например, в традиционном обжарочном аппарате применяется газовый нагреватель для нагрева масла, выходящего с разгрузочного конца резервуара обжарочного аппарата, и нагретое масло возвращается до загрузочного конца резервуара обжарочного аппарата. Масло обычно нагревается до температуры от около 155°C до 185-190°C. Пар обычно выпускается в атмосферу или подается в термоокислитель для разрушения летучих веществ в парах обжарочного аппарата, а затем выпускается в атмосферу.

Рекуперация пара не только обеспечивает источник воды, но также извлечение из пара значительных количеств как тепловой, так и скрытой энергии, которые используются для нагрева масла в первом теплообменнике после конверсии густого пара в рабочую текучую среду высокого давления ис высокой температурой в компрессоре. Компрессор приводится в действие двигателем, работающем на горючем газе, а энергия выхлопных газов по меньшей мере частично используется для нагрева масла во втором теплообменнике.

За счет применения способа и устройства обжарки согласно настоящему изобретению может достигаться экономия топлива приблизительно 50% или более по сравнению с традиционным обжарочным аппаратом. Кроме того, за счет рекуперации воды снижаются затраты на воду на всем предприятии.

Было неожиданно установлено, что за счет использования густой паровой пленки над обжарочным аппаратом 2 может обеспечиваться снижение содержания жира в закусочных пищевых продуктах, обычно картофельных чипсах. За счет использования густой паровой пленки достигается значительно более высокая температура в вытяжном шкафу 24 по сравнению с традиционным вытяжным шкафом, в котором пар выпускается из вытяжного шкафа под атмосферным или более низким давлением вверх по вытяжной трубе.

На загрузочном конце 4 обжарочного аппарата 2 температура пара в вытяжном шкафу 24 является преимущественно такой же, как в традиционном обжарочном аппарате. Тем не менее, после прохождения приблизительно средней точки обжарочного аппарата 2 густая паровая пленка способна предпочтительно вызывать повышение температуры пара в вытяжном шкафу 24 приблизительно на 40-45°C по сравнению с вытяжным шкафом традиционной конструкции. Температура внутри выхлопной трубы 34 в точке непосредственно под традиционным фильтром для задержания частиц примесей, который расположен в выхлопной трубе, приблизительно на 10°C превышает температуру в вытяжном шкафу традиционной конструкции.

Было обнаружено, что эта более высокая температура в вытяжном шкафу 24, в частности, в точках после загрузочного конца 4 обжарочного аппарата 2 приводит к снижению содержания масла в обжаренном продукте, таком как картофельные чипсы. При использовании густой паровой пленки, вызывающей повышение температуры в вытяжном шкафу, содержание влаги в закусочном пищевом продукте, в частности, в картофельных чипсах оставалось преимущественно неизменным, как и вкус, органолептические и сенсорные свойства закусочного пищевого продукта. Присутствие густой паровой пленки на выпускном конце обжарочного аппарата обеспечивает более высокое давление, чем атмосферное давление, что преимущественно предотвращает попадание холодного воздуха с выпускного конца над обжарочным аппаратом. Это в свою очередь имеет тенденцию повышать температуру продукта на транспортере для извлечения обжаренных пищевых продуктов с выпускного конца обжарочного аппарата. За счет повышения температуры продукт, выходящий из обжарочного аппарата, подвергается воздействию более высоких температур окружающей среды, что предположительно вызывает увеличение оттока масла из обжаренных пищевых продуктов непосредственно после их извлечения из резервуара обжарочного аппарата. Увеличение оттока масла в свою очередь вызывает снижение содержания масла в готовых закусочных пищевых продуктах.

Обжаренные продукты были испытаны в лабораторных условиях, и было установлено, что при использовании густой паровой пленки в продуктах, в частности, в картофельных чипсах, преимущественно не изменяется содержание акриламида по сравнению с традиционным выпуском пара в атмосферу над обжарочным аппаратом.

Таким образом, было установлено, что при использовании густой паровой пленки в вытяжном шкафу над обжарочным аппаратом обеспечивается не только более высокая эффективность использования энергии и рекуперация отработанного пара, но также получение улучшенного закусочного пищевого продукта за счет снижения в нем содержания масла. Соответственно, в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения может обеспечиваться более питательный продукт без изменения вкуса или органолептических или сенсорных свойств закусочного пищевого продукта, в частности, картофельных чипсов.

Настоящее изобретение будет далее проиллюстрировано на следующих неограничиващих примерах.

Пример 1

Обжарили картофельные чипсы в обжарочном аппарате с вытяжным шкафом с проиллюстрированной на фиг.1 конфигураций, в котором над обжарочным аппаратом образуется густая паровая пленка. Входная температура масла составляла 187°C, а выходная температура масла составляла 160°C. С загрузочного конца обжарочного аппарата загрузили ломтики картофеля сорта Lady Rosetta с содержанием макрочастиц 23,2% по весу, и извлекли обжаренные картофельные чипсы с разгрузочного конца обжарочного аппарата с помощью традиционного разгрузочного транспортера.

Осуществили измерения температуры в положениях под номерами 1, 2, 3 и 4, указанными на фиг.1, а также в положении 4 выхлопной трубы непосредственно под фильтром 37 для задержания частиц примесей.

Температуры, измеренные в начале и конце производственного цикла, приведены в Таблице 1.

Таблица 1 °C Пример 1 - начало Пример 1 - конец Положение 1 146,4 147,3 Положение 2 108,5 110,8 Положение 3 104,6 105,7 Положение 4 103,8 106,9 Положение 5 138,8 138,2

Видно, что на протяжении испытания температура в вытяжном шкафу на загрузочном конце обжарочного аппарата составляла по меньшей мере 146°C. Температура в вытяжном шкафу в последующих положениях на протяжении обжарочного аппарата была более низкой, но постоянно выше 100°C, в том числе в точке (положения 3 и 4) на конце приемном конце выпускного транспортера.

Содержание масла в картофельных чипсах, измеренное в лабораторных условиях методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР), составляло 29,54% по весу в пересчете на общий вес картофельных чипсов.

Сравнительный пример 1

Повторили Пример 1, но с использованием традиционного вытяжного шкафа для удаления пара под давлением, не превышающим атмосферное давление. Снова измерили температуры в тех же положениях 1-5, которые проиллюстрированы на фиг.1. Температуры, измеренные в начале и конце производственного цикла, приведены в Таблице 2.

Таблица 2 °C Сравнительный пример 1 - начало Сравнительный пример 1 - конец Положение 1 146,9 146,6 Положение 2 66,8 68,9 Положение 3 63,5 63,6 Положение 4 59,9 60,1 Положение 5 128,6 128,2

Из сравнения Таблиц 1 и 2 можно увидеть, что за счет использования густой паровой пленки температура в положениях 2-4 значительно повысилась, как правило, по меньшей мере на 40°C по сравнению с температурами, измеренными в Сравнительном примере 1, а температура в выхлопной трубе повысилась примерно на 10°C.

Содержание масла в картофельных чипсах, измеренное в лабораторных условиях методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР), составляло 31,35% по весу в пересчете на общий вес картофельных чипсов.

Таким образом, в способе по Примеру 1 настоящего изобретения содержание масла в пересчете на общий вес картофельных чипсов стало на 1,81% ниже, чем в Сравнительном примере 1. Соответственно, настоящее изобретение может применяться для снижения содержания масла в традиционных картофельных чипсах, которое обычно составляет 32-34% по весу в пересчете на общий вес картофельных чипсов, до 31-32% по весу в пересчете на общий вес картофельных чипсов за счет использования в вытяжном шкафу густой паровой пленки под давлением, превышающим атмосферное давление. В результате этого содержание масла может снижаться на 1-3% по весу в пересчете на общий вес обжаренных пищевых продуктов.

Соответственно, при использовании паровой пленки в Примере 1 было достигнуто снижение на 4-5% по весу в пересчете на вес масла в картофельных чипсах по сравнению с традиционным выпуском пара при атмосферном давлении согласно Сравнительному примеру 1.

За счет более высоких температур в вытяжном шкафу готовые картофельные чипсы имеют сниженное содержание масла, что улучшает их традиционные свойства без ущерба для вкуса или органолептических свойств.

Также измерили содержание влаги в картофельных чипсах, которое оказалось одинаковым в Примере 1 и Сравнительном примере 1.

Картофельные чипсы, изготовленные в Примере 1 и Сравнительном примере 1, имели более низкое содержание акриламида, чем допустимое содержание, установленное при изготовлении картофельным чипсов.

Изобретение относится к способу и устройству с высокой эффективностью использования энергии и образованием небольшого количества отходящего тепла. Устройство для обжарки пищевых продуктов содержит обжарочный аппарат, имеющий продольные загрузочный и разгрузочный концы, систему рециркуляции масла, соединенную с обжарочным аппаратом, теплообменник для нагрева масла в системе рециркуляции масла, вытяжной шкаф над обжарочным аппаратом для сбора пара, образующегося в процессе обжарки, трубопровод для доставки пара из вытяжного шкафа и компрессор для сжатия пара, имеющий впускное отверстие, соединенное с трубопроводом, и выпускное отверстие для сжатого пара, соединенное с теплообменником. Варианты способа обжарки пищевых продуктов содержат стадию нагрева возвращенного в повторный цикл масла из обжарочного аппарата с использованием теплообменника, к которому подводится теплота пара, образующегося в процессе обжарки; стадию сбора пара, образующегося в процессе обжарки в вытяжном шкафу над обжарочным аппаратом, стадию сжатия пара в вытяжном шкафу под давлением, превышающим атмосферное давление; стадию использования пара под давлением, превышающим атмосферное давление. 6 н. и 62 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Устройство для обжарки пищевых продуктов, содержащее обжарочный аппарат, имеющий загрузочный и разгрузочный концы, систему рециркуляции масла, отличающееся тем, что система рециркуляции масла соединена с обжарочным аппаратом, при этом устройство имеет теплообменник для нагрева масла в системе рециркуляции масла, вытяжной шкаф над обжарочным аппаратом для сбора пара, образующегося в процессе обжарки, и компрессор для сжатия собранного пара, имеющий впускное отверстие для впуска пара из вытяжного шкафа и выпускное отверстие для выпуска сжатого пара в теплообменник.

2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее газовый двигатель для приведения в действие компрессора.

3. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее второй теплообменник для нагрева масла в системе рециркуляции масла, с которым соединен выхлоп для газообразных продуктов сгорания газового двигателя.

4. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее электрогенератор, соединенный с газовым двигателем и вырабатывающий электроэнергию для приведения в действие компрессора.

5. Устройство по любому из пп. 2-4, в котором газовым двигателем является газовая турбина.

6. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее резервуар для сбора конденсированного пара из теплообменника.

7. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее устройство управления для регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление.

8. Устройство по п. 7, дополнительно содержащее по меньшей мере вентилятор или заслонку, расположенную в трубопроводе для отвода пара из вытяжного шкафа и служащую для регулирования давления пара в вытяжном шкафу.

9. Устройство по п. 8, дополнительно содержащее датчик по меньшей мере в вытяжном шкафу или трубопроводе, передающий устройству управления данные для регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление.

10. Устройство по п. 1, в котором из вытяжного шкафа преимущественно вверх выходит вертикальная выхлопная труба.

11. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее линию промежуточного охлаждения для подачи пара промежуточного охлаждения из компрессора в теплообменник и обратную линию из теплообменника в компрессор для возврата охлажденного пара в компрессор.

12. Устройство для обжарки пищевых продуктов, содержащее обжарочный аппарат, имеющий загрузочный и разгрузочный концы, транспортер для извлечения обжаренных пищевых продуктов из масла в обжарочном аппарате на выпускном конце, отличающееся тем, что содержит вытяжной шкаф над обжарочным аппаратом для сбора пара, образующегося в процессе обжарки, по меньшей мере частично проходящий над транспортером, и систему создания давления для сжатия пара в вытяжном шкафу под давлением, превышающим атмосферное давление.

13. Устройство по п. 12, в котором нижняя окружность вытяжного шкафа необязательно окружает преимущественно всю верхнюю окружность обжарочного аппарата и по меньшей мере часть транспортера, ведущего из обжарочного аппарата.

14. Устройство по п. 12, в котором система создания давления рассчитана на создание противодавления пара в вытяжном шкафу.

15. Устройство по любому из пп. 12-14, в котором система создания давления имеет трубопровод для доставки пара из вытяжного шкафа и компрессор для сжатия пара.

16. Устройство по п. 15, дополнительно содержащее систему рециркуляции масла для ввода масла в обжарочный аппарат вблизи загрузочного конца и извлечения масла вблизи разгрузочного конца и теплообменник для нагрева масла в системе рециркуляции масла, при этом компрессор имеет выпускное отверстие для выпуска сжатого пара в теплообменник.

17. Устройство по п. 16, дополнительно содержащее газовый двигатель для приведения в действие компрессора.

18. Устройство по п. 17, дополнительно содержащее второй теплообменник для нагрева масла в системе рециркуляции масла, с которым соединен выхлоп для газообразных продуктов сгорания газового двигателя.

19. Устройство по п. 17, дополнительно содержащее электрогенератор, соединенный с газовым двигателем и вырабатывающий электроэнергию для приведения в действие компрессора.

20. Устройство по любому из пп. 17-19, в котором газовым двигателем является газовая турбина.

21. Устройство по п. 16, дополнительно содержащее резервуар для сбора конденсированного пара из теплообменника.

22. Устройство по п. 15, дополнительно содержащее устройство управления для регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление.

23. Устройство по п. 22, дополнительно содержащее по меньшей мере вентилятор или заслонку в трубопроводе для регулирования давления пара в вытяжном шкафу.

24. Устройство по п. 22 или 23, дополнительно содержащее датчик по меньшей мере в вытяжном шкафу или трубопроводе, передающий устройству управления данные для регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление.

25. Устройство по п. 15, в котором трубопровод образует преимущественно вертикальную выхлопную трубу.

26. Способ обжарки пищевых продуктов, в котором используют возвращенное в повторный цикл масло, отличающийся тем, что содержит стадию нагрева возвращенного в повторный цикл масла из обжарочного аппарата с использованием теплообменника, к которому подводится теплота пара, образующегося в процессе обжарки.

27. Способ по п. 26, в котором пар, подводимый к теплообменнику, сжат в компрессоре под давлением от 10×10⁵ Па до 15×10⁵ Па.

28. Способ по п. 27, в котором пар, подводимый к теплообменнику, имеет температуру от 190 до 220°С.

29. Способ по п. 27, дополнительно включающий доставку пара промежуточного охлаждения из компрессора в теплообменник и возврат охлажденного пара в компрессор из теплообменника.

30. Способ по любому из пп. 27-29, в котором компрессор приводится в действие газовым двигателем.

31. Способ по п. 30, в котором газовый двигатель имеет выхлоп для газообразных продуктов сгорания, который соединен со вторым теплообменником для нагрева возвращенного в повторный цикл масла.

32. Способ по п. 30, в котором газовый двигатель соединен с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для приведения в действие компрессора.

33. Способ по п. 30, в котором газовым двигателем является газовая турбина.

34. Способ по п. 26, дополнительно включающий стадию сбора конденсированного пара из теплообменника.

35. Способ по п. 26, дополнительно включающий стадии сбора образующегося в процессе обжарки пара в вытяжном шкафу над обжарочным аппаратом и регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление.

36. Способ по п. 35, в котором давление пара в вытяжном шкафу создает противодавление над обжарочным аппаратом.

37. Способ по п. 35 или 36, в котором давление пара в вытяжном шкафу составляет от более 1×10⁵Па до 1,5×10⁵Па.

38. Способ по п. 35, в котором температура пара в вытяжном шкафу составляет от 100 до 155°С.

39. Способ по п. 35, дополнительно включающий измерение параметра, выбранного из давления, температуры или содержания кислорода над обжарочным аппаратом, и регулирование давления пара в вытяжном шкафу на основании измеренного параметра.

40. Способ по п. 26, в котором пар, образующийся в процессе обжарки, собирается в преимущественно вертикальной выхлопной трубе.

41. Способ по п. 26, в котором пищевые продукты представляют собой закусочные пищевые продукты, необязательно картофельные чипсы.

42. Способ обжарки пищевых продуктов, в котором используют обжарочный аппарат, имеющий загрузочный и разгрузочный концы, при этом извлекают обжаренные пищевые продукты из масла на выпускном конце обжарочного аппарата с использованием транспортера, отличающийся тем, что содержит стадию сбора пара, образующегося в процессе обжарки в вытяжном шкафу над обжарочным аппаратом, при этом вытяжной шкаф по меньшей мере частично проходит над транспортером, и стадию сжатия пара в вытяжном шкафу под давлением, превышающим атмосферное давление.

43. Способ по п. 42, в котором сжатый пар повышает температуру обжаренных пищевых продуктов на транспортере.

44. Способ по п. 42, в котором температура в вытяжном шкафу составляет по меньшей мере 100°С.

45. Способ по п. 44, в котором разность температур в вытяжном шкафу между загрузочным и разгрузочным концами составляет не более 50°С

46. Способ по любому из пп. 42-45, дополнительно включающий стадию регулирования давления пара в вытяжном шкафу таким образом, чтобы оно превышало атмосферное давление.

47. Способ по п. 46, в котором давление пара в вытяжном шкафу создает противодавление над обжарочным аппаратом.

48. Способ по п. 45, в котором давление пара в вытяжном шкафу составляет от более 1×10⁵ Па до 1,5 × 10⁵ Па.

49. Способ по п. 42, в котором температура пара в вытяжном шкафу составляет от 100 до 155°С.

50. Способ по п. 42, дополнительно включающий измерение параметра, выбранного из давления, температуры или содержания кислорода над обжарочным аппаратом, и регулирование давления пара в вытяжном шкафу на основании измеренного параметра.

51. Способ по п. 42, в котором пар, образующийся в процессе обжарки, собирается в преимущественно вертикальной выхлопной трубе.

52. Способ по п. 42, в котором обжаривают пищевые продукты с использованием возвращенного в повторный цикл масла в обжарочном аппарате, при этом способ дополнительно включает стадию нагрева возвращенного в повторный цикл масла с использованием теплообменника, к которому подводится теплота пара, образующегося в процессе жарки

53. Способ по п. 52, в котором пар, подводимый к теплообменнику, сжат в компрессоре под давлением от 10×10⁵ Па до 15×10⁵ Па.

54. Способ по п. 51, в котором пар, подводимый к теплообменнику, имеет температуру от 190 до 220°С.

55. Способ по п. 53, дополнительно включающий доставку пара промежуточного охлаждения из компрессора в теплообменник и возврат охлажденного пара в компрессор из теплообменника

56. Способ по любому из пп. 53-55, в котором компрессор приводится в действие газовым двигателем.

57. Способ по п. 56, в котором газовый двигатель имеет выхлоп для газообразных продуктов сгорания, который соединен со вторым теплообменником для нагрева возвращенного в повторный цикл масла.

58. Способ по п. 56, в котором газовый двигатель соединен с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для приведения в действие компрессора.

59. Способ по п. 56, в котором газовым двигателем является газовая турбина.

60. Способ по п. 53, дополнительно включающий стадию сбора конденсированного пара из теплообменника.

61. Способ по п. 41, в котором пищевые продукты представляют собой закусочные пищевые продукты, необязательно картофельные чипсы.

62. Способ обжарки пищевых продуктов со снижением содержания масла в пищевых продуктах, обжаренных в обжарочном аппарате непрерывного действия, отличающийся тем, что содержит стадию использования пара под давлением, превышающим атмосферное давление, и при температуре по меньшей мере 100°С по меньшей мере над частью транспортера для извлечения обжаренных пищевых продуктов из масла на выпускном конце обжарочного аппарата.

63. Способ по п. 62, в котором сжатый пар повышает температуру обжаренных пищевых продуктов на транспортере, что приводит к усиленному отводу масла из обжаренных пищевых продуктов.

64. Способ по п. 62, в котором изменение температуры пара в вытяжном шкафу составляет не более 50°С.

65. Способ по п. 62, в котором содержание масла снижается на 4-5% по весу в пересчете на вес масла в обжаренных пищевых продуктах.

66. Способ по любому из пп. 62-65, в котором содержание масла снижается на 1-3% по весу в пересчете на общий вес обжаренных пищевых продуктов.

67. Способ по п. 62, в котором пищевые продукты представляют собой закусочные пищевые продукты, необязательно картофельные чипсы.

68. Закусочные пищевые продукты, необязательно картофельные чипсы, изготовленные способом по любому из пп. 26-67.