Установка для обжаривания пищевых продуктов Советский патент 1993 года по МПК A23F5/04 A23F3/00 F26B15/00 

Изобретение относится к пищеконцентратной промышленности и может быть использовано в линиях переработки кофе.

Целью изобретения является интенсификация процесса обжарки и улучшение качества готового продукта.

На чертеже изображена установка для обжаривания пищевых продуктов.

Установка для обжаривания пищевых продуктов включает в себя вибропривод 1, газораспределительную решетку 2, загрузочное устройство 3 с регулятором высоты слоя 4, инфракрасные излучатели 5, выходной патрубок 6 для отвода отработанного теплоносителя, перфорированную трубу 7 для подвода воды, разгрузочное устройство 8, шарнирную опору 9, цепной транспортер 10с сетчатыми участками 11, короба 12 для

подвода теплоносителя. Вибропривод 1 смонтирован на станине 14 с регулируемыми опорами 13.

Установка работает следующим образом.

Исходные зерна сырого кофе подают в приемный бункер загрузочного устройства 3. регулятором 4 устанавливают заданную высоту слоя зерен кофе на газораспределительной решетке 2. С помощью регулируемых опор 13 устанавливают заданный угол наклона газораспределительной решетки 2. Одновременно включается вибропривод 1 и регулируемый привод цепного транспортера 10. Предварительно на транспортере 10 устанавливают заданный интервал между сетчатыми участками 11, Через четыре короба 12 подают теплоноситель, причем в каж00

ю -N

ел ел

дый короб со своими параметрами, например, в первый короб с температурой - 433- 453 К, во второй - 463-513 К, в третий - 513-533 К и в четвертый 293-298 К. Таким образом, в первой секции газораспределительной решетки, находящейся под первым коробом, идет сушка, во второй и третьей - плавное обжаривание, а в четвертой - охлаждение. Теплоноситель, имея скорость псевдоожижения, двигается как между сетчатыми участками 11 в свободные зоны, проходя через газораспределительную решетку 2, пронизывая слой зерна и образуя кипящий слой (зону кипения), так и через сетчатые участки 11, пронизывая слой зерна на решетке 2. Из-за значительного гидравлического сопротивления сетчатых участков 11 скорость на входе в слой зерна будет меньше, чем в зоне кипения, поэтому обработка продукта на этом участке решетки 2 будет проходить в плотном слое. От работан- ный теплоноситель удаляется из установки через выходной патрубок 6. Одновременно с подачей теплоносителя включают инфракрасные излучатели 5, причем режим работы их следующий. Они включаются и подвергают нагреву только те участки на газораспределительной решетке 2, на которых продукт находится в плотном слое. Над зонами кипения излучатели 5 выключаются. А вследствие того, что чередующиеся участки кипящего и плотного слоя из-за движения цепного транспортера 10 образуют эффект бегущей волны, то ИК-излучатели 5 также работают в этом же режиме, т.е. в режиме бегущей волны. Совместное воздействие вибраций решетки 2 и угла ее наклона позволяет регулировать время пребывания продукта в рабочей камере. С помощью перфорированной трубы 7 в рабочую камеру для увлажнения зерен кофе подают воду. Количество воды, подаваемой на увлажнение обжаренных зерен кофе, выбирают с учетом доведения их конечной влажности до 4%. Увлажнение кофе необходимо потому, что во время обжарки их влажность уменьшается до 2,0-2,5%. При последующей обработке зерна с такой влажностью сильно измельчаются с образованием большого количества пыли. При влажности 4% зерна кофе становятся более пластичными и при измельчении дробятся без образования мучели.

Применение псевдоожиженного слоя при обжарке зерен кофе позволит добиться равномерной обработки, а его ограниченное применение ведет к снижению измельчения и истирания зерен.

Остановимся более подробно на механизме протекания процесса обжарки пищевых продуктов. В связи с тем, что под верхней ветвью транспортера 10 смонтировано четыре короба 12 для подвода в каждую зону теплоносителя с оптимальными параметрами, то все зерна условно проходят как бы четыре зоны обработки. В первой зоне, т.е. находящейся над первым коробом, происходит сушка продукта. В этот момент он подвергается обработке теплоносителем с

температурой 433-453 К. При этом происходит постепенное увеличение температуры зерен без пересушивания их поверхностных слоев. Поочередная обработка в чередующемся плотном и кипящем слоях также

5 способствует равномерному нагреву зерен по всему объему слоя. Дополнительное тепловое воздействие ИК-излучателей во время прохождения продуктом участков с плотным слоем, т.е. участков газораспредели0 гельной решетки, находящихся над сетчатыми участками цепного транспортера, ведет к более интенсивному протеканию процесса нагрева зерен. Постепенно перемещаясь по газораспределительной решет5 ке под действием вибрации и вследствие угла наклона, продукт поступает во вторую зону (зону, находящуюся над вторым коробом 12). Подвергаясь дальнейшей комбинированной обработке ИК-излучателями и

0 воздействию теплоносителя с более высокой температурой 463-513 К, продукт начинает обжариваться. Затем продукт поступает в третью зону, где температура теплоносителя доведена до 513-533 К. ИК-излучатели в

5 этой зоне могут быть вообще отключены в зависимости от необходимости в дополнительной тепловой обработке. В конце этой стадии собственно заканчивается процесс обжарки как таковой. В результате проведе0 ния обжарки формируются присущие кофе .своеобразный вкус и аромат. Кофейные зерна претерпевают значительные физические и химические изменения. Зерна увеличиваются в объеме, масса их уменьшается за

5 счет испарения влаги и разложения части Сахаров, клетчатки и др. Сахар карамелизуется с образованием карамелена, причем его количество, а следовательно, и интенсивность окраски зерен кофе зависят от вре0 мени и температуры обжарки. Клетчатка кофе подвергается сухой перегонке с образованием уксусной кислоты, ацетона и других органических кислот. Жир кофе, состоящий, в основном, из олеиновой кис5 лоты и содержащийся в зернах в количестве 10-13%, изменяется незначительно, образуя акролеин. Пентозаны, разлагаясь, образуют фурфурол. Белковые вещества кофе (9-11 %) также претерпевают изменения, образуя аммиак, амины, пиропл и другие вещества. Содержание кафеоля достигает 1,5%. Регулируя интервал между сетчатыми участками 11 на цепном транспортере 10, изменяем тем самым длину участка зоны кипения, т.е. области интенсивного перемешивания зерен. Регулируя скорость движения транспортера 10, изменяем не только частоту перемешивания продукта на протяжении всего процесса, но и частично время его пребывания в рабочей камере.

Когда продукт, перемещаясь по решетке 2, достигает четвертой зоны, то процесс обжарки уже практически завершен. Здесь продукт охлаждается теплоносителем с температурой 293-298 К, подвергается обработке мелкодиспергированной влагой из трубы 7 до достижения заданной конечной влажности. Готовый продукт удаляется из установки через разгрузочное устройство 8,

Данная установка может быть использована для обжарки цикория сои, каштанов и других продуктов после небольшой переналадки.

По сравнению с прототипом предлагаемая установка имеет следующие преимущества: более высокую производительность за счет интенсивного протекания процесса

вследствие использования активных гидродинамических режимов, лучшее качество получаемого продукта зэ счет снижения угара, увеличения кафеоля до 2,0% вследствие применения более мягких, щадящих режимов и равномерной обработки

Формула изобретения Установка для обжаривания пищевых

0 продуктов, включающая загрузочное и разгрузочное устройства, рабочую камеру, воздуховоды для подвода и отвода используемого теплоносителя,отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса обжар5 ки и улучшения качества готового продукта, рабочая камера снабжена газораспределительной решеткой г, виброприводом и инфракрасными излучателями, размещенными над ней, а также цепным транспортером, ус0 тановленным под газораспределительной решеткой и имеющим сетчатые участки, расположенные с интервалом с возможностью регулирования его величины, при этом воздуховоды для подвода теплоносителя выполнены в виде четыре короббв, размещенных между верхней и нижяей ветвями цепного транспортера.

Использование: в линиях производства жареного кофе, цикория и др. злаковых в пищеконцентратной промышленности. Сущность изобретения, установка включает в себя загрузочное и разгрузочное устройства, рабочую камеру, воздуховоды для подвода и отвода используемого теплоносителя. В рабочей камере установлена газораспределительная решетка с возможностью регулирования угла наклона, снабженная виброприводом для обеспечения перемещения продукта по ней е процессе обработки. Над решеткой установлены ИК-излучатели, а под ней - цепной транспортер,-на-котором с регулируемым интервалом расположены сетчатые участки. Между верхней и нижней ветвью транспортера смонтированы четыре короба для подвода теплоносителя 1 ил. (Л С