Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів

Реферат: Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів містить бункер-дозатор, корпус, камеру теплової обробки харчових продуктів, переважно, барабанного типу, розміщену горизонтально в корпусі, кожух, блок нагрівальних елементів та засіб для вивантаження готових харчових продуктів. Внутрішня поверхня камери оснащена спіралеподібним оребренням, а блок нагрівальних елементів розміщений всередині камери та жорстко закріплений до корпусу в верхній частині камери теплової обробки. UA 107022 U (12) UA 107022 U UA 107022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до пристроїв для теплової обробки сипучих харчових продуктів, переважно, барабанного типу, зокрема для сушіння та обсмажування сипучих харчових продуктів, і може бути використана в харчовій промисловості при тепловій обробці арахісу, фісташок, насіння соняшника, горіхів та ін. продуктів. Винахіднику відомо багато аналогічних рішень пристроїв для теплової обробки сипучих харчових продуктів, переважно, барабанного типу, серед яких за сукупністю суттєвих ознак найближчими є наступні. Відомо пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів, що містить корпус, камеру теплової обробки (жаровня), встановлену на корпусі з можливістю повороту, мішалку, забезпечену приводом і встановлену над днищем жаровні, блок нагрівальних елементів, при цьому блок нагрівальних елементів встановлений під днищем жаровні, на жаровні або на корпусі. Над жаровнею встановлений захисний екран. Також пристрій містить засіб для направлення потоку готового харчового продукту з жаровні, засіб для установки і підтримки температури обсмажування, зупинки і запуску мішалки, відключення і підключення блока нагрівальних елементів (патент Російської Федерації на винахід № 2142728, опублікований 20.12.1999). Недоліком відомого пристрою є складність конструкції та обмежені технологічні можливості. Також при перемішуванні та транспортуванні продукту по камері теплової обробки елементи харчового продукту піддаються пошкодженню та руйнуванню. В даному пристрої блок нагрівальних елементів може бути розташований під днищем камери теплової обробки, на камері або на корпусі. Дане рішення дозволяє смажити харчовий продукт в основному за рахунок передачі тепла через доторкання продукту з нагрітою внутрішньою поверхнею камери теплової обробки, таким чином не забезпечуючи рівномірність обсмаження харчового продукту. За найближчий аналог прийнято пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів, що містить корпус, камеру теплової обробки, блок нагрівальних елементів, встановлених під камерою, привід і засоби для управління режимом обсмажування. Камера теплової обробки виконана у вигляді обертового барабана, по периметру внутрішньої поверхні якого радіально встановлені направляючі елементи, і забезпеченого на виході розвантажувальним, конусом, при цьому направляючі елементи виконані у вигляді циліндричних штирів або лопаток. Відповідно до найближчого аналога, по периметру внутрішньої поверхні камери теплової обробки радіально встановлені направляючі елементи у вигляді циліндричних штирів або лопаток. Недоліком даного технічного рішення є те, що при перемішуванні та транспортуванні продукту по камері теплової обробки елементи харчового продукту піддаються пошкодженню та руйнуванню. В даному пристрої блок нагрівальних елементів розташований під днищем камери теплової обробки. Дане рішення дозволяє смажити харчовий продукт в основному за рахунок передачі тепла через доторкання продукту з нагрітою внутрішньою поверхнею камери теплової обробки, таким чином не забезпечуючи рівномірність обсмаження харчового продукту. В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечення стабільної та рівномірної теплової обробки сипучих харчових продуктів з одночасним забезпеченням відсутності пошкоджених або зруйнованих елементів харчових продуктів при перемішуванні в камері теплової обробки в результаті зміни конструктивних елементів пристрою та створення більш ефективного теплового поля всередині камери теплової обробки за рахунок одночасного поєднання трьох способів передачі тепла: через випромінювання, що передається безпосередньо від нагрівальних елементів; конвекційно - через нагріте повітря всередині камери, та теплопередачі шляхом доторкання елементів харчових продуктів до нагрітої внутрішньої поверхні камери з одночасним підвищенням енергоефективності пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів містить бункер-дозатор, корпус, камеру теплової обробки харчових продуктів, переважно, барабанного типу, розміщену горизонтально в корпусі, кожух, блок нагрівальних елементів та засіб для вивантаження готових харчових продуктів, згідно з корисною моделлю, внутрішня поверхня камери оснащена спіралеподібним оребренням, а блок нагрівальних елементів розміщений всередині камери та жорстко закріплений до корпусу в верхній частині камери теплової обробки. Згідно з корисною моделлю, діаметр камери теплової обробки складає в межах 500…600 мм. Згідно з корисною моделлю, висота ребра спіралеподібного оребрення складає в межах 80…150 мм. Згідно з корисною моделлю, на внутрішній поверхні камери влаштовано щонайменше дві плоскі перемички, розміщені між сусідніми витками спіралеподібного оребрення. 1 UA 107022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно з корисною моделлю, блок нагрівальних елементів розміщений всередині камери на всю її довжину. Згідно з корисною моделлю, блок нагрівальних елементів містить щонайменше дванадцять нагрівальних елементів. Згідно з корисною моделлю, нагрівальні елементи закріплені в касетах, виконані у формі півмісяця. Згідно з корисною моделлю, бункер-дозатор виконаний вібраційним. Згідно з корисною моделлю, кожух камери теплової обробки оснащений теплоізоляційним матеріалом, розміщеним між стальними листами кожуха. Відомо, що для підвищення якості харчових продуктів, таких як арахіс, фісташки, насіння соняшника, горіхи та ін. продукти, які повинні бути попередньо обсмажені, процес теплової обробки повинен відбуватися стабільно та рівномірно. Відомо, що для ефективного обсмажування сипучих харчових продуктів необхідним є забезпечення ефективного теплового поля та досягнення конструктивно оптимального проходження (транспортування) харчового продукту через камеру теплової обробки. Для забезпечення стабільного обсмажування харчових продуктів, відповідно до однієї з ознак корисної моделі, внутрішня поверхня камери теплової обробки барабанного типу оснащена спіралеподібним оребренням. Виконання даного оребрення на внутрішній поверхні камери слугує не лише для переміщення харчового продукту від входу до виходу з камери, а й дозволяє досягнути максимальної стабільності заданого потоку сипучого харчового продукту. За рахунок такого виконання камери теплової обробки кожний елемент харчового продукту, наприклад насіння, пройде через камеру пристрою за чітко визначений час, і кожна насінина буде рівномірно обсмажена. Також при оснащенні внутрішньої поверхні камери спіралеподібним оребренням зникає необхідність у використанні розвантажувального конуса, оскільки при обертанні камери потік харчового продукту рухається по чітко встановленій траєкторії всередині спіралі і при цьому переміщується в сторону вивантаження з камери. В результаті жодний з окремих елементів харчових продуктів не затримується або не застрягає в камері і знаходиться в ній однаковий час, при цьому отримуючи однакову порцію тепла. Відповідно до ще однієї ознаки корисної моделі, висота ребра спіралеподібного оребрення складає від 80 мм до 150 мм. В процесі проведених досліджень встановлено, що саме даний діапазон висоти є найбільш оптимальним для ефективного проходження (транспортування) більшості сипучих харчових продуктів. При висоті менше 80 мм можливе пересипання потоку харчового продукту за межі спіралі і, навпаки, висота біліше 150 мм не є доцільною з точки зору конструктивних особливостей пристрою та може призвести до збільшення товщини потоку, зменшуючи ефективність рівномірного обсмаження кожного з елементів харчового продукту. Також відповідно до ще однієї ознаки корисної моделі, на внутрішній поверхні камери теплової оброки поміщено щонайменше дві плоскі перемички, розміщені між сусідніми витками спіралеподібного оребрення. Виконання даних перемичок між витками спіралеподібного оребрення дозволяє покращити рівномірність обсмажування, оскільки слугує для перемішування харчового продукту під час його руху по спіралі. На відміну від, наприклад, прототипу, де використано штирі та лопатки, спіралеподібне оребрення в сукупності з плоскими перемичками дозволить отримати кращу ефективність не лише по рівномірності та стабільності транспортування харчового продукту, а й по його обсмажуванню (підсушуванню). Для забезпечення стабільного та рівномірного обсмажування харчових продуктів, відповідно до однієї з ознак корисної моделі, блок нагрівальних елементів розміщений всередині камери теплової обробки, крім того, проходить на всю її довжину. Також блок нагрівальних елементів жорстко закріплений до корпусу в верхній частині камери. Таке розташування блока нагрівальних елементів в конструкції пристрою дозволяє підвищити його енергоефективність за рахунок створення більш ефективного теплового поля всередині камери теплової обробки на всю її довжину. Це досягається внаслідок одночасного поєднання трьох способів передачі тепла: через випромінювання, що передається безпосередньо від нагрівальних елементів; конвекційно - через нагріте повітря всередині камери, та теплопередачі шляхом доторкання елементів харчових продуктів до нагрітої внутрішньої поверхні камери. В результаті харчовий продукт піддається тепловій обробці за рахунок отримання теплової енергії від самих нагрівальних елементів, додаткового від нагрітого повітря, а також від нагрітої внутрішньої поверхні камери теплової обробки. Закріплення ж блока нагрівальних елементів в верхній частині камери сприяє як полегшенню встановлення даного блока в конструкцію пристрою, так і поліпшенню ефективності потрапляння теплових потоків на харчовий продукт. Створення такого теплового поля дозволяє прогріти та просмажити харчовий продукт рівномірно у всьому його потоці, що постійно рухається. Таким чином, піддаючись такій тепловій обробці та 2 UA 107022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 транспортуванню, харчовий продукт виходить з камери рівномірно обсмаженим з постійною стабільністю та неперервним потоком. Крім того, відповідно до ще однієї ознаки корисної моделі, блок нагрівальних елементів містить щонайменше дванадцять нагрівальних елементів. В результаті проведених досліджень саме така мінімальна кількість нагрівальних елементів є достатньою для забезпечення ефективної теплової обробки під час переміщення харчового продукту по витках спіралеподібного оребрення, а саме дозволяє уникнути пере- або недосмаження харчового продукту. Відповідно до ще однієї ознаки корисної моделі, нагрівальні елементи закріплені в касетах, виконаних у формі півмісяця. Таке виконання касет дозволяє розташувати нагрівальні елементи в округлій формі камери теплової обробки переважно барабанного типу. Відповідно до ще однієї з ознак корисної моделі, що заявляється, діаметр камери теплової обробки складає від 500мм до 600мм. Даний діапазон значень діаметра камери дозволяє не лише оптимально виконати спіралеподібне оребрення всередині камери з необхідною висотою ребер, а й встановити блок нагрівальних елементів всередині камери теплової обробки, не заважаючи проходженню потоку харчового продукту. Відповідно до ще однієї з ознак корисної моделі, що заявляється, кожух камери теплової обробки оснащений теплоізоляційним матеріалом, розміщеним між стальними листами кожуха, при цьому як теплоізоляційний матеріал може бути мінеральна вата. Така подвійна структура кожуха з теплоізоляційним матеріалом дозволяє забезпечити мінімальну втрату тепла при роботі пристрою, що є важливим не лише з технологічної, а й з економічної точки зору. Відповідно до ще однієї з ознак корисної моделі бункер-дозатор пристрою виконаний вібраційним. За рахунок такого виконання бункера-дозатора харчовий продукт рухається в камеру теплової обробки неперервним потоком по лотку бункера-дозатора з відповідною вібрацією, при цьому дане транспортування харчового продукту не наносить йому ніякого руйнування або пошкодження. Корисна модель пояснюється наступними прикладами виконання, а також відповідними ілюстрованими матеріалами, на яких зображено наступне: - на Фіг. 1 - загальний вигляд пристрою для теплової обробки сипучих харчових продуктів; - на Фіг. 2 - вигляд з боку камери теплової обробки в кожуху; - на Фіг. 3 - вигляд зверху камери теплової обробки без кожуха; - на Фіг. 4 - вигляд з боку камери теплової обробки без кожуха; - на Фіг. 5 - вигляд виконання спіралеподібного оребрення та блока нагрівальних елементів в корпусі пристрою без камери теплової обробки; - на Фіг. 6 - вигляд спереду камери теплової обробки в корпусі з блоком нагрівальних елементів та спіралеподібним оребренням; - на Фіг. 7 - схема обертання камери теплової обробки; - на Фіг. 8 - схема виконання спіралеподібного оребрення в камері теплової обробки; - на Фіг. 9 - схема виконання блока нагрівальних елементів з касетами. Зображені матеріали, що ілюструють заявлену корисну модель, а також наведений приклад конкретного виконання пристрою ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі. На фігурі 1 зображений загальний вигляд пристрою для теплової обробки сипучих харчових продуктів. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів являє собою складену конструкцію. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів містить бункер-дозатор 1, який складається з бункера 2, виконаного у вигляді лійки вібраційного електромагніта 3, лотка 4 та рами 5. Пристрій додатково може містити транспортер (на кресленні не показано) для подачі харчового продукту в бункер-дозатор 1. Також пристрій містить корпус 6, в якому встановлено камеру теплової обробки 7 барабанного типу, виконану у формі порожнистого циліндра, що розміщена горизонтально в корпусі 6. Діаметр камери теплової обробки 7 складає 600 мм. Внутрішня поверхня камери 7 оснащена спіралеподібним оребренням 8 з відповідними ребрами 9. Висота ребер 9 спіралеподібного оребрення складає 80 мм. Між сусідніми витками спіралеподібного оребрення можуть бути розміщені плоскі перемички (на кресленні не показано), висота яких дорівнює висоті ребер 9 спіралеподібного оребрення. Обертання камери 7 здійснюється за рахунок електричного двигуна 10 з редуктором, який прокручує через ланцюгову передачу 11 два вали 12, на яких розміщені приводні ролики 13. Приводні ролики 13 в свою чергу приводять в рух бандажні кільця 14, розміщені на торцевих сторонах камери 7. 3 UA 107022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Крім того, в верхній частині камери теплової обробки 7 жорстко закріплений блок нагрівальних елементів 15, що проходить всередині камери 7 на всю її довжину. Блок нагрівальних елементів 15 містить дванадцять нагрівальних елементів (на кресленні не показано), але кількість їх може бути збільшена. Нагрівальні елементи закріплені в касетах 16, виконаних у формі півмісяця. Температура нагрівальних елементів підтримується за допомогою контролера-терморегулятора (на кресленні не показано). Кожух 17 камери теплової обробки 7 розміщений на корпусі 6 і складається з стальних листів, між якими розміщений теплоізоляційний матеріал, наприклад, у вигляді мінеральної вати. Таким чином формується подвійна структура кожуха. Додатково пристрій містить засіб для вивантаження готових харчових продуктів 18, представлений у вигляді стального (але не обов'язково) листа, правильно вигнута форма і кут нахилу якого дозволяє готовому харчовому продукту висипатись, вивантажуючись з камери 7, в будь-яку ємність або на конвеєр (на кресленні не показано). Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів працює наступним чином. Сипучий харчовий продукт засипається в бункер-дозатор 1 через бункер 2 за допомогою будь-якого транспортера або вручну оператором, і рухається безперервним потоком по лотку 4 в камеру теплової обробки 7. Рух харчового продукту по лотку 4 здійснюється за рахунок вібрації. Ступінь вібрації, а відповідно і інтенсивність потоку задається оператором на електронному контролері частотного регулювання. Харчовий продукт з бункера-дозатора 1 потрапляє в камеру теплової обробки 7 барабанного типу, що обертається. Швидкість обертання камери 7 встановлюється оператором на дисплеї частотного регулятора, що керує електродвигуном 10. Швидкість обертання регулюється, виходячи з технологічних параметрів обсмажування харчового продукту (початкова вологість харчового продукту, калібр та ін.), а також від типу харчового продукту. При обертанні камери 7 навколо своєї осі харчовий продукт транспортується по спіралі внутрішньої поверхні камери 7 від входу до виходу з камери 7. Плоскі перемички слугують для перемішування харчового продукту під час його руху по спіралі. Таким чином при обертанні камери 7 потік харчового продукту рухається по чітко встановленій траєкторії всередині спіралі і при цьому переміщується в сторону вивантаження з камери 7. В результаті жодний з окремих елементів харчових продуктів не затримується або не застрягає в камері і знаходиться в ній однаковий час, при цьому отримуючи однакову порцію тепла. Під час переміщення по виткам спіралеподібного оребрення камери 7 харчовий продукт піддається тепловій обробці. Передача тепла харчовому продукту при цьому здійснюється трьома способами: через випромінювання, що передається безпосередньо від нагрівальних елементів; конвекційно - через нагріте повітря всередині камери 7, та теплопередачі шляхом доторкання елементів харчових продуктів до нагрітої внутрішньої поверхні камери 7. В результаті харчовий продукт піддається тепловій обробці за рахунок отримання теплової енергії від самих нагрівальних елементів, додаткового від нагрітого повітря, а також від нагрітої внутрішньої поверхні камери теплової обробки 7. Створення такого теплового поля дозволяє прогріти та просмажити харчовий продукт рівномірно у всьому його потоці, що постійно рухається. Таким чином, піддаючись такій тепловій обробці та транспортуванню, харчовий продукт виходить з камери 7 рівномірно обсмаженим з постійною стабільністю та неперервним потоком. Також при обертанні камери 7 продукт піддається перемішуванню. При обертанні камери 7 потік харчового продукту переміщується в сторону вивантаження з камери 7 на засіб для вивантаження готових харчових продуктів 18, правильно вигнута форма і кут нахилу якого дозволяє готовому харчовому продукту висипатись в будь-яку ємність або на конвеєр. Таким чином, застосування заявленої корисної моделі дозволяє забезпечити стабільність та рівномірність теплової обробки сипучих харчових продуктів, з одночасним забезпеченням відсутності пошкоджених або зруйнованих елементів харчових продуктів при перемішуванні в камері теплової обробки в результаті зміни конструктивних елементів пристрою та створення більш ефективного теплового поля всередині камери теплової обробки за рахунок одночасного поєднання трьох способів передачі тепла: через випромінювання, що передається безпосередньо від нагрівальних елементів; конвекційно - через нагріте повітря всередині камери, та теплопередачі шляхом доторкання елементів харчових продуктів до нагрітої внутрішньої поверхні камери з одночасним підвищенням енергоефективності пристрою. 4 UA 107022 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 1. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів, що містить бункер-дозатор, корпус, камеру теплової обробки харчових продуктів, переважно, барабанного типу, розміщену горизонтально в корпусі, кожух, блок нагрівальних елементів та засіб для вивантаження готових харчових продуктів, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня камери оснащена спіралеподібним оребренням, а блок нагрівальних елементів розміщений всередині камери та жорстко закріплений до корпусу в верхній частині камери теплової обробки. 2. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що діаметр камери теплової обробки складає від 500 мм до 600 мм. 3. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що висота ребра спіралеподібного оребрення складає від 80 мм до 150 мм. 4. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що на внутрішній поверхні камери влаштовано щонайменше дві плоскі перемички, розміщені між сусідніми витками спіралеподібного оребрення. 5. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що блок нагрівальних елементів розміщений всередині камери на всю її довжину. 6. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що блок нагрівальних елементів містить щонайменше дванадцять нагрівальних елементів. 7. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що нагрівальні елементи закріплені в касетах, виконаних у формі півмісяця. 8. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що бункер-дозатор виконаний вібраційним. 9. Пристрій для теплової обробки сипучих харчових продуктів за п. 1, який відрізняється тим, що кожух камери теплової обробки оснащений теплоізоляційним матеріалом, розміщеним між стальними листами кожуха. 5 UA 107022 U 6 UA 107022 U 7 UA 107022 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8