Аппарат для ускоренной (шоковой) заморозки пищевых продуктов Российский патент 2022 года по МПК F25B1/00 F25D11/04 

Изобретение относится к холодильному технологическому оборудованию для замораживания пищевых продуктов при их контакте с низкотемпературным воздухом. Аппарат обеспечивает оптимальные режимы ускоренной заморозки для различных видов пищевых продуктов, рациональное распределение воздуха для создания оптимальных условий замораживания, сокращения продолжительности процесса замораживания, уменьшения капитальных затрат, а также сохранение качества пищевых продуктов.

Известен аппарат шоковой заморозки ШОК-20-1/1 (https://www.whitegoods.ru/goods/70940.htm, Шкаф шоковой заморозки ШОК-20-1/1 паспорт и руководство по эксплуатации, стр.10), предназначенный для быстрого охлаждения, замораживания и дальнейшего хранения различных пищевых продуктов на предприятиях общественного питания и торговли. В состав аппарата входят следующие основные компоненты: холодильная камера коробчатой формы с теплоизолирующими стенками, направляющие для поперечной установки гастроемкостей или кондитерских противней, двухконтурный испаритель с двумя скоростными вентиляторами, расположенными на верхней стенке холодильной камеры, холодильный агрегат, контроллер.

Работой холодильного агрегата управляет контроллер. Контроллер предназначен для поддержания заданной температуры в охлаждаемом объеме. При
достижении заданной температуры в камере или по щупу (в зависимости от выбранного режима) контроллер отключает электродвигатель компрессора, при повышении температуры выше установленной - включает его. Вентиляторы служат для интенсивного обдува замораживаемых продуктов холодным воздухом от испарителя.

Особенностью данного аппарата шоковой заморозки является расположение вентиляторов в верхней стенке холодильной камеры. Преимуществом такого расположения вентиляторов обдува является увеличенный полезный объем холодильной камеры. Недостатком является то, что при вертикальном расположении вентиляторов происходит неравномерный обдув замораживаемых продуктов, размещенных на гастроемкостях или кондитерских противнях, в следствии того, что гастроемкости или противни, расположенные поперечно воздушному потоку, являются препятствием на пути потока холодного воздуха от вентиляторов. Таким образом, продукты, расположенные в верхней части холодильной камеры, подвергаются более интенсивному обдуву, чем размещенные внизу, и соответственно замораживаются быстрее нижних, что ведет к дополнительным энергетическим и временным затратам, так как режим интенсивного обдува работает до тех пор, пока нижние продукты не достигнут требуемой температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат шоковой заморозки ШОК-20-1/1М (https://www.whitegoods.ru/goods/85546.htm, ШОК-20-1/1М руководство по эксплуатации, стр. 11, 12), в состав которого входят следующие основные компоненты:

- холодильная камера коробчатой формы, стенки которой выполнены из нержавеющей стали, для теплоизоляции между внутренними и наружными стенками залита полиуретановая пена высокой плотности;

- направляющие для поперечной установки гастроемкостей или кондитерских противней;

- испаритель с четырьмя вентиляторами, расположенными на задней стенке;

- холодильный агрегат;

- контроллер.

Здесь вентиляторы осевого типа расположены горизонтально в задней стенке холодильной камеры. Такое расположение создает более равномерный обдув замораживаемых продуктов, так как поток холодного воздуха направлен горизонтально вдоль гастроемкостей с продуктами, что способствует меньшему сопротивлению воздушному потоку, и как следствие, более равномерному охлаждению холодильной камеры. Вместе с тем, вентиляторы осевого типа создают широкий воздушный поток, заполняющий все пространство камеры. При этом время заморозки, как правило, составляет 240 мин. (см. ШОК-20-1/1М руководство по эксплуатации, стр. 3). Такая система заморозки хорошо работает для продуктов большой массы и объема. Для продуктов небольшой массы и объема, например, порционных готовых блюд в отдельных упаковках, такой поток воздуха и время заморозки избыточны. К тому же, при заморозке разнородных продуктов и блюд (например, жидкие и твердые блюда, овощи, фрукты) для этого требуется разное время и интенсивность обдува. Из-за этого может страдать качество продуктов, так как они подвергаются избыточному переохлаждению, что приводит к нарушению их внутренней структуры. Кроме того, увеличивается производственный цикл заморозки продуктов и растут затраты электроэнергии.

Техническим результатом изобретения является сокращение времени заморозки пищевых продуктов, сокращение расходов электроэнергии, улучшения качества продуктов, подвергаемых глубокой заморозке, возможность получения оптимального качества заморозки различных продуктов при их загрузке в одну камеру аппарата ускоренной заморозки, повышение производительности оборудования для ускоренной заморозки, автоматизация процесса заморозки.

Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате ускоренной заморозки, содержащем холодильную камеру коробчатой формы с теплоизолирующими стенками, направляющие для поперечной установки гастроемкостей или кондитерских противней, испаритель с вентиляторами, холодильный агрегат и контроллер, управляющий холодильным агрегатом, вентиляторы выполнены в виде тангенциальных вентиляторов, создающих направленные вдоль гастроемкостей с пищевыми продуктами холодные воздушные потоки, при этом испаритель с вентиляторами находится в задней стенке холодильной камеры, а контроллер выполнен с возможностью одновременно управлять работой каждого вентилятора по алгоритму, разработанному для каждого вида замораживаемых продуктов, тем самым обеспечивая оптимальные режимы заморозки продуктов, находящихся в зоне воздушных потоков соответствующих вентиляторов, при этом датчики температуры, установленные в каждой из зон обдува тангенциальных вентиляторов контролируют создаваемые ими температурные режимы.

На чертеже показана часть аппарата ускоренной заморозки: вид спереди и разрез.

В холодильной камере 1 коробчатой формы с теплоизолирующими стенками 2 имеются направляющие 3 для установки гастроемкостей или кондитерских противней 4. Испаритель 5 и тангенциальные вентиляторы 6 встроены в заднюю стенку холодильной камеры 1. В гастроемкостях 4 размещены замораживаемые продукты 7, на которые подаются через отверстия 8 потоки холодного воздуха 9. Датчики контроля температуры 10 установлены в зонах обдува, создаваемых соответствующими тангенциальными вентиляторами. Отдельные элементы холодильного агрегата (компрессор, конденсатор и др.) и контроллер не показаны.

Аппарат шоковой заморозки работает следующим образом. Перед циклом заморозки пищевые продукты 7 укладываются в гастроемкости 4, которые размещаются в холодильной камере 1 посредством направляющих 3. Холодильный агрегат, управляемый контроллером, поддерживает заданную температуру в камере 1 за счет работы компрессора, создающего циркуляцию хладагента в испарителе 5 и конденсаторе. Для ускоренной заморозки продуктов 7, тангенциальные вентиляторы 6 создают интенсивный поток холодного воздуха 9 от испарителя 5 через отверстия 8 к продуктам 7, размещенным в гастроемкостях 4. Направляющие 3 установлены в камере 1 таким образом, чтобы каждая гастроемкость 4 с продуктами 7 находилась напротив соответствующего отверстия 8, имеющего форму вытянутого прямоугольника. За счет такой формы отверстий 8 и конструктивных особенностей тангенциальных вентиляторов 6, также имеющих вытянутую вдоль оси вращения форму, создается интенсивный воздушный поток, направленный вдоль гастроемкостей 4 с продуктами 7. Кроме того, гастроемкости 4, установленные в холодильной камере 1 друг над другом, образуют ряд частично изолированных объемов в зоне действия каждого из вентиляторов 6, что препятствует перемешиванию воздушных потоков 9 и быстрому выравниванию температуры внутри холодильной камеры 1. Это облегчает создание и поддержание индивидуальных температурных режимов в зонах действия каждого из вентиляторов 6. Контроль температуры в этих зонах осуществляется датчиками температуры 10, информация от которых поступает в контроллер. Благодаря наличию таких относительно изолированных зон сокращается время достижения заданной температуры продуктов 7 и снижаются энергозатраты на заморозку. Контроллер имеет возможность управлять скоростью вращения и временем включения-выключения каждого из вентиляторов 6. Это позволяет создавать индивидуальные алгоритмы заморозки для различных пищевых продуктов, например для жидких и твердых продуктов, термообработанных и нетермообработанных продуктов, овощей, фруктов, зелени и т.д. При работе аппарата ускоренной заморозки по заданной контроллером программе вентиляторы 6 могут работать по отдельности, группами и все одновременно в зависимости от загруженных в камеру 1 продуктов 7 и выполняемого цикла: ускоренное охлаждение, ускоренная заморозка, мягкое охлаждение, мягкая заморозка, быстрое охлаждение всего объема камеры 1 до заданной температуры и т.д. Все возможные алгоритмы заморозки продуктов заносятся в электронную память контроллера. Для запуска процесса заморозки достаточно в контроллере указать тип продуктов 7 и номер гастроемкости 4, на которой они размещены. Далее процесс заморозки проходит в автоматическом режиме. Это делает процесс заморозки продуктов более гибким, так как в аппарат ускоренной заморозки можно загружать как одинаковые, так и различные по составу и свойствам продукты. В любом случае каждый вид продуктов будет заморожен по оптимальному алгоритму для сохранения их структуры и вкусовых качеств. При этом существенно сокращается энергопотребление аппарата ускоренной заморозки, так как сокращается время работы компрессора холодильного агрегата и вентиляторов 6.

Изобретение относится к холодильному технологическому оборудованию для замораживания пищевых продуктов. Аппарат ускоренной заморозки содержит холодильную камеру коробчатой формы с теплоизолирующими стенками, направляющие для поперечной установки гастроемкостей или кондитерских противней, испаритель с тангенциальными вентиляторами, холодильный агрегат и контроллер, управляющий холодильным агрегатом. Испаритель с вентиляторами находится в задней стенке холодильной камеры. Контроллер выполнен с возможностью одновременно управлять работой каждого вентилятора по алгоритму, разработанному для каждого вида замораживаемых продуктов. Техническим результатом изобретения является сокращение времени заморозки пищевых продуктов, сокращение расходов электроэнергии, улучшение качества продуктов, подвергаемых глубокой заморозке, возможность получения оптимального качества заморозки различных продуктов при их загрузке в одну камеру аппарата ускоренной заморозки, повышение производительности оборудования для ускоренной заморозки, автоматизация процесса заморозки. 1 ил.

Аппарат ускоренной заморозки, содержащий холодильную камеру коробчатой формы с теплоизолирующими стенками, направляющие для поперечной установки гастроемкостей или кондитерских противней, испаритель с вентиляторами, холодильный агрегат и контроллер, управляющий холодильным агрегатом, отличающийся тем, что вентиляторы выполнены в виде тангенциальных вентиляторов, создающих направленные вдоль гастроемкостей с пищевыми продуктами холодные воздушные потоки, при этом испаритель с вентиляторами находится в задней стенке холодильной камеры, а контроллер выполнен с возможностью одновременно управлять работой каждого вентилятора по алгоритму, разработанному для каждого вида замораживаемых продуктов, тем самым обеспечивая оптимальные режимы заморозки продуктов, находящихся в зоне воздушных потоков соответствующих вентиляторов, что позволяет одновременно подвергать ускоренной заморозке разные по свойствам продукты, загруженные в холодильную камеру, при этом датчики температуры, установленные в каждой из зон обдува тангенциальных вентиляторов, контролируют создаваемые ими температурные режимы.