Устройство для тепловой обработки паром пищевых продуктов Советский патент 1982 года по МПК A47J27/04 

IS) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПАРОМ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к тепловому оборудованию для пищевых производств а именно к оборудованию периодического действия для варки на пару пищевых продуктов. Известно устройство для тепловой обработки паров пищевых продуктов, включающее камеру, с расположенными внутри ее соплами, рольгангом для ввода и вывода стеллажа с противнями емкость для сбора конденсата и бульо на, аппарат для генерации пара в камере, приспособление для регулирования пара в камере, защитные и .сигнализирующие приспособления. В варочной камере этого аппарата пар циркулирует по круговой направля щей. Циркуляция обеспечивается с помощью сопел, направленных под углом друг к другу. В камере поддерживается нулевое давление с помощью диф ференциального генератора давления, представляющего Собой канал, в который-через форсунку впрыскивается-хо|Подная вода для конденсации пара. Разность давлений между камерой и полостью дифференциального генератора давления создается при инжекции пара и воздуха струей жидкости и при конденсации пара в этой струе fl 3Недостатками устройства являются низкий коэффициент использования объема варочной камеры из-за большого пространства над противнем и под ним, которое необходимо для обеспечения круговой циркуляции пара, невысокий коэффициент полезного действия по использованию тепла, так как во время варки продуктов из камеры непрерывно отсасывается пар с помощью дифференциального генератора давления. Кроме того,сравнительно сложная конструкция аппарата, которая имеет несколько клапанов (клапаны для впуска пара, предохранительный клапйн .на водяной магистрали), регулятор потоков и дифференциальный ; 3 генератор давления, форсунку для впрыска жидкости и др. Цель изобретения - улучшение качества обработки и повышение надежности работы устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для тепловой обработки паром пищевых продуктов, преимущественно рыбы, содержащем камеру , с расположенными внутри ее соплами, рольганг для ввода и вывода стеллажа с противнями, емкость для сбора конденсата и бульона, аппарат для генерации пара в камере, приспо собление для регулирования давления пара в камере, защитные и сигнализи рующие приспособления, аппарат для генерации пара состоит из /пвух сообщающихся сосудов, один из которых выполнен Г-образным, в вертикальной части которого расположен поплавковый регулятор уровня жидкос ти, а в другом сосуде смонтирован нагревательный элемент, при этом тр ба, соединяющая сосуды, имеет перфорированный участок, расположенный под нагревательным элементом, а оба сосуда дополнительно соединены переливным патрубком, а приспособление для регулирования давления пара в камере выполнено в виде двухгЛ)Лостной емкости, в одной из полостей наклонно к перегородке смонтировано перфорированное дно и размещены датчики уровня, а в верхней части уста новлен патрубок, соединенный с атмос ферой, а другая полость емкости соединена в верхней части патрубком с камерой, противни расположены на сте лаже в несколько ярусов и рядов с за зорами, а сопла внутри камеры расположены в вертикальной плоскости над каждым ярусом противней навстречу од но другому в шахматном порядке, при этом проходные сечения выбираются в зависимости от высоты их расположени согласно формуле ..V, и П VI К . к- где d - диаметр сопел на К-ом ярусе, см; К - номер яруса при счете сверху вниз; П - производительность устройст ва, кг/ч; Р - плотность пара, кг/м ; скорость пара на выходе из сопел, м/с; количество сопел на одном ярусе; ,18-0,28 коэффициент, зависящий от теплофизических свойств продукта, уровня его нагрева и потерь тепла при обработ ке продукта; количество ярусов в стеллаже; , ,5-1,5 - показатель степени при К. Кроме того, с целью защиты нагревательны элементов от перегорания, защитное приспособление выполнено ё виде прозрачного цилиндра с размещенным внутри электродом для отключения нагревательных элементов, при этом верхняя часть прозрачного цилиндра соединена с паропроводом аппарата для генерации пара, а нижняя - соединена с нижней частью последнего. На фиг. 1. изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - приспособление для регулирования давления пара, поперечный разрез; на фиг. 3 - соединительная втулка, разрез; на фиг. 4 - аппарат для генерации пара в камере; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 1. Устройство для тепловой обработки пищевых продуктов,преимущест венно рыбы, включает камеру 1, с размещенными внутри рольгангами 2, выполненным в виде двух параллельных рядов роликов, установленных на днище Камеры 1, емкости 3 для сбора конденсата и бульона, сопел k, расположенных в вертикальной плоскости по бокам камеры 1, так чтобы на каждый ярус стеллажа 5 с противнями 6 струи пара из сопел k направлены навстречу друг другу и в шахматtfoM порядке как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях (см. фиг. 2 и 3). Такое расположение сЬпел позволяет значительно интенсифицировать процесс тепловой обработки продукта и улучшить его качество. При этом для каждого яруса стеллажа 5 диаметр сопел А выбирается по формуле кЦг,5 р П ,g Сопла на разных ярусах стеллажа 5 имеют неодинаковое проходное се чение и в связи с этим количество па ра на каждый ярус поступает неодинаковое, чем ниже расположен ярус, тем большее количество пара поступает на этот ярус, что позволяет достигнуть равйомерного прогрева продукта по всему объему камеры 1. Приспособлени для отвода конденсата и бульона имеет вид ХГ-образной трубки 7, присоединенной одним концом к сливному пат рубку 8, а другой сообщается с атмос ферой. На камере 1 (фиг. 6) размещен аппарат для генерации пара, состоящий из двух сообщающихся сосудов, один из которых выполнен Г-образным сосудом 9, в вертикальной части которого расположен поплавковый регулятор 10 уровня жидкости, а в другом сосуде 11 в два ряда один над другим установлены нагревательные.элементы 12, например тэны, и под ними расположена перфорированная труба 13, являющаяся продолжением нижнего соединительного патрубка 1 сосудов 9 и 11, которые так же соединены периливным патрубком 15, расположенным выше нагревательных элементов 12. Верхняя часть сосуда11 выполнена более узкой для осушения пара и направления его по паропроводам 16 к соплам k. На камере 1 также смонтировано приспособление для .регулирования давления в камере 1. Оно выполнено в виде двухполостной емкости 17, разделенной перегородкой 18 на полости 19 и 20, В полости 19 наклонно к перегородке 18 смонтировано второе перфо рированное дно 21 и в верхней части размещены датчики 22 и 23 уровня и ус тановлен патрубок 2, соединенный с атмосферой. Для визуального наблюдения за уровнем жидкости на одной из стенок полости 19 имеется окно, закрытое прозрачным материалом 25. В верхней части полость 20 патрубком 2б соединена с камерой 1, при этом двухполостная емкость 17 заполнена жидкостью, например водой 27 выше уровня перфорированного дна 21.-Для защиты нагревательных элементов 12 (фиг. 1 и 6) от перегорания на сосуде 11с помощью трубопроводов 28 и 29 смонтировано защитное приспо собление 30, выполненное в виде прозрачйого цилиндра с размещенным в о верхней части электродом 31 для отключения нагревательных элементов 12, причем- на трубопроводе 28 имеется соединительная втулка 32, в которой установлены фильтр 33 и шайба З с калиброванным отверстием. Устройство для тепловой обработки паров пищевых продуктов, преимущественно рыбы, работает следующим образом. Г-образная емкость 9 и сосуд 11 аппарата для генерации пара заполняются водой до исходного уровня, контролируемого поплавковым регулятором 10. В камеру 1 по рольгангу 2 закатывают стеллаж 5 с уложенным на противнях 6 продуктом и закрывают дверцу (не показана). Затем включают в электросеть нагревательные элементы 12. После закипания воды начинается интенсивное парообразование-в сосуде 11 и пар по паропроводам 1б поступает через сопла U в камеру 1 и равномерно распределяется на площади каждого яруса стеллажа 5 над противнями 6. По мере расходования пара через сопла в Г-образный сосуд доливается вода из водопроводной магистрали, долив воды регулируется поплавковым регулятором 10. Холодная вода из сосуда 9 по патрубку I попадает в перфорированную трубу 13, разбивается на тонкие струйки, которые быстро смешиваются с горячей водой в сосуде 1 1 и поверхности нагревате 1ьных элементов 12 не Тюдвергаются резкому охлаждению, тем самым исключается периодический спад давления в сосуде 1 1 . С началом парообразования давление в аппарате для генерации пара постепенно повышается и вода вытесняется из вертикальной части Г-образного сосуда 9 в верхнюю широкую часть. В начальный период цикла тепловой обработки скорость процесса конденсации пара в объеме камеры 1 превышает скорость парообразования и давление в камере 1 равно атмосферному. В дальнейшем скорость конденсации уменьшается-и давление в камере Г постепенно повышается до расчетного 50-150 мм вод.ст. При повышении в камере 1 выше patчетного давления, последнее по патрубку 26. (фиг. 1 и 2) воздействует в приспособлении 17 для регулирования давления на жидкость 27, которая вытесняется из полости 20 в полость 19. Жидкость 27 достигает уровня рас положения верхнего электрода датчика 23 уровня, замыкается электрическая цепь датчика и выдается сигнал на выключение нагревательных элементов 12. После их отключения, некоторое время тепловая обработка продуктов продолжается за счет тепла, накйпленного в камере 1,при этом давл ние уменьшается до установленного минимума 10-50 мм вод.ст., уровень жидкости в полости 19 отпускается ни же нижнего электрода 22, после чего датчик уровня выдает сигнал на включение отключенной группы нагреватель ных элементов 12. Далее процесс варк продуктов продолжается циклически. При аварийном повышении давления в сосуде 11 избыток пара удаляется через верхний патрубок 15 в двухступенчатый сосуд 9 и далее в атмосферу Защитное приспособление 30 выполняет также роль контрольного устройства. Уровень воды в трубке показывает уровень давления в сосуде 11. Электрод датчика 31, размещенный в трубке 30, обеспечивает выдачу сигна ла на выключение электронагревательных элементов 12 при аварийнойм положении уровня жидкости 27. Надежная работа защитного приспособления 30 обеспечивается фильтром 33 и шайбой с калиброванным отверстием 3. Отверстие 3 выбирается так что выравнивание уровней воды 27 в трубке защитного приспособления 30 и сосуде 11 происходит за сравнитель но малое время, что позволяет исключить интенсивный теплообмен между сосудом 11 и трубкой 30. Из-за этого на электроде 31 не осаждается накипь, образующаяся в сосуде 11, и со противление электрической цепи, в ко торую включен электрод 31, практически не меняется с течением времени В процессе проваривания продукта обр зуется бульон, который вместе с кон,- -) денсатом стекает в сборную емкость 3 по мере его накопления удаляется через сливной патрубок 8 и Г-образную трубку 7. По окончании периода тепловой обработки, длительность которой устанавливается на реле времени, автоматически выключаются нагревательные элементы 12 и подается сигнал(звукоВОЙ и световой) извещающий об окончании процесса варки продукта. Открывают дверцу камеры 1, стеллаж 5 с готовым продуктом выкатывают на транспортную тележку и продукт отвозят на дальнейшую технологическую обработку. По сравнению с известными объектами для варки продуктов на пару это устройство позволяет повысить качество обрабатываемого продукта, облегчить обслуживание устройства, уменьшить его габариты и повысить надежность в работе. Это достигается за счет того, что тепловая обработка пpoдyкJa ведется при избыточном давлении 30-150 мм вод.ст. с одновременным обеспечением равномерного температурного поля по объему камеры. Такой режим обработки продуктов дает возможность свести к минимуму непроизводительные потери тепла и увеличить КПД устройства в 1,5 раза по сравнению с аппаратами атмосферного давления. При указанном квазиатмосферном давлении не требуется особой прочности устройства по сравнению с аппаратами, работающими при избыточном давлении 0,05-0,15 МПа (0,5-1,5 кг/см), а также не требуется предохранительной и запорной гарнитуры. Устройство можно использовать как в составе технологических линий, так и отдельно, например на пассажирских судах, в железнодорожных ресторанах Годовой экономический эффект от эксплуатации одного устройства, ориентировочно составляет более 1300 рублей. Формула изобретения 1. Устройство для тепловой обработки паром пищевых продуктов, преимущественно рыбы, включающее камеру, с расположенными внутри ее соплами, рольганг для ввода и вывода стеллажа с противнями, ескость для сбора конденсата и бульона, аппарат для генерации пара в камере, приспособMH V.HUI-UU ление для регулирования давления пара в камере, защитные и сигнализирующие приспособления, отли чающееся тем, что, с целью улучшения качества обработки и повышения надежности работы устройства, аппарат.для генерации пара состоит з двух сообщающихся сосудов, один з которых выполнен Г-образным, в 99290 8 верткальной части которого расположен поплавковый регулйтор уровня жидкости, а в другом сосуде смонтирован нагревательный элемент, при этом труба, соединяющая сосуды, имеет $ перфорированный участок, расположенный под нагревательным элементом, а оба сосуда дополнительно соединены переливным патрубком, а приспособление для регулирования давления пара Ю в камере выполнено в виде двухполостной емкости, в одной из полостей наклонно к перегородке смонтировано перфорированное дно и размещены датчики уровня, а в верхей части уста- 15 новлен патрубок, соединенный с атмосферой,, а другая полость емкости соединена в верхней части патрубком с камерой, противни располо 1 ены на стел лаже в несколько ярусов и рядов с за- м зорами, а сопла внутри камеры расположены в вертикальной плоскости над каждым ярусом противней навстречу одно другому в шахматном порядке, при этом проходные сечения выбирают- 25 Си в зависимости от высоты их располо жения согласно формуле диаметр сопел на К-ом ярусе, см; номер яруса при сверху вниз; ч за пе вы ра дл то но до ни по пр к П производительность устройства, кг/ч; J Р плотность пара, кг/м ; V скорость пара на выходе из сопел, м/сек; С количество сопел на одном ярусе; ,l8-0,28 коэффициент, зависящий, от телофизических свойств продукта, уровня его нагрева и потерь тепла при обработке продукта; количество ярусов в стеллаже ; ,5- показатель степени при К. 1,5 2. Устройство по п. 1, отлиающееся тем, что, с целью щиты нагревательных элементов от регорания, защитное приспособление полнено в виде прозрачного цилиндс размещенным внутри электродом я отключения нагревательных элеменв, при этом верхняя часть прозрачго цилиндра соединена с парапровом аппарата для генерации пара, а жняя - соединена с нижней частью следнего. Источники, информации, инятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Н 4011805, л. А 47 J 27/05, опублик. 1977.

26 9 Ю 15 П

Г7-...

П

1

т

.

Фиг.1 3/7

Z6

Фиг, 2

77/77/77

4iCi

О

V4

7Ш77/ 7Г

Ф14г.3

ю5

/

Л

30

А-А

I

Фиъ.б 6-5

ФЕЕ- ФЕ

- E l}fcz-E

tr.

tzirfe

eizfSF