Швидкоморозильний апарат

Пропозиція відноситься до холодильної техніки, а конкретніше до холодильного технологічного обладнання, зокрема до швидкоморозильних апаратів. Для підвищення якості заморожених продуктів необхідно підвищувати щвидкість їх заморожування. Одним з перспективних напрямків розвитку швидкоморозильної техніки, особливо для заморожування дрібноштучних їстивних продуктів, які мають однакову форму і незначно різняться розмірами і масою, наприклад, фруктів і овочів, відносно невеликих розмірів (зелений горошок, вишня, ягоди, тощо) є створення флюїдизаційних заморожуючих апаратів, які забезпечують високу якість і незначні втрати продукції. Відомі флюїдизаційні швидкоморозильні апарати, які складаються з теплоізольованої камери, пристрою для транспортування продукції у вигляді стрічкового конвеєру, холодильної машини та вентиляторів (Голянд М.М., Мальований Б.Н. Холодильное технологическое оборудование. - М.: Пищ. пром-сть, 1977. - С.152). Транспортування продукції у такому апараті здійснюється на стрічковому конвеєрі. Конвеєр виготовляється з дротяної стрічки різного типу, рух якої забезпечується гнучким тяговим елементом у вигляді ланцюгів. Стрічка збирається з окремих ланок із дроту, переважно з нержавіючого дроту, з'єднаних між собою за допомогою стрижнів. Вказане технічне рішення взяте нами за прототип. Недоліком відомої конструкції є труднощі при виготовленні стрічки, підвищені витрати енергії на привід конвеєра, обумовлені високою жорсткістю стрічки, яка до того ж підвищується в результаті термічного розширення матеріалу (жорсткого стального дроту) при зміні температури у процесі експлуатації апарату, а також від тертя елементів металевої дротяної стрічки між собою, особливо при її згинанні. Тепло, що виділяється від тертя при згинанні стрічки - додаткове теплове навантаження на холодильне обладнання швидкоморозильного апарата, яке генерує холод низького потенціалу. В основі винаходу - підвищення економічності. Це досягається тим, що у швидкоморозильному апараті, який складається з теплоізольованої камери, пристрою для транспортування продукції у вигляді стрічкового конвеєру із стрічкою та тяговим елементом, холодильної установки з повітроохолоджувачами та вентиляторами, стрічка пристрою для транспортування виконана з неметалевої сітки, прошитої металевою арматурою, до того ж кріплення її до тягового елементу здійснюється шляхом рухомого з'єднання арматури з ним. За тяговий елемент доцільно взяти ланцюги. Співставлення з прототипом показує, що в заявленному технічному рішенні запропоновано використовувати готову неметалеву (пластмасову, капронову або з інших природних та штучних волокон) сітку, випуск якої широко налагоджений в Україні. Цю сітку з чарунками, меншими розмірів заморожуваного продукту, для підвищення жорсткості запропоновано прошивати арматурою, що дозволяє запобігти надмірного розтягування, а закріплення стрічки до провідних ланцюгів запропоновано здійснювати рухомим сполученням арматури з ланцюгами. Використання готової неметалевої стрічки дозволить суттєво понизити трудовитрати та вартість самої стрічки, знизити її гідравлічний опір, а це приведе до зниження витрат енергії на привід вентиляторів. Зменшення жорсткості стрічки, а також затирання елементів стрічки між собою знижує витрати енергії на привід транспортуючого пристрою, підвищує надійність роботи. Низька теплопровідність матеріалу неметалевої стрічки, порівняно з металевою, утруднює примерзання продукта до стрічки, що також покращує умови експлуатації апарату. Запропоноване технічне рішення в переглянутих нами літературних джерелах не зустрічалося. Воно дозволяє одержати позитивний ефект у вигляді зменшення трудозатрат та експлуатаційних витрат. Запропоноване технічне рішення може бути реалізоване за допомогою пристрою, принципова схема якого наведена на фиг.1, 2, 3, 4. До складу швидкоморозильного апарату входять теплоізольована камера 1 з вікнами завантаження 2 та розвантаження 3 продуктів, транспортуючого пристрою 4, холодильної установки 5, вентиляторів 6. Транспортуючий пристрій складається з тягового елементу - ланцюгів 7, привідних зірочок 8 та направляючих зірочок 9, стрічки 10, до складу якої входять сітка 11 та армовані стрижні 12. Ланцюг може бути як однорядним (в такому разі потрібно використовувати ланцюги з пустотілими валками 13 (див.1 - 1а), або обладнати їх додатковими прикріплюючими пристроями), так і дворядним (див.1 - 1б). В такому разі один з рядів 14 використовується для забезпечення тягового зусилля, а другий ряд 15 - для закріплення сітки. Сітка закріплюється завдяки свердлінню отворів в щоках 16 під армуючі стрижні 12. Прикріплення стрижнів до ланцюга можна зробити одним з відомих способів, наприклад, за допомогою пружинної шайби, гайок, тощо, забезпечуючи рухоме сполучення стрижня по відношенню до ланцюга. Привідна зірочка транспортуючого пристрою приводиться в рух за допомогою приводу 17, забезпеченого редуктором або варіатором. Холодильна установка 5 сполучена з повітроохолоджувачами 18. Швидкоморозильний апарат працює так. З технологічного цеху продукт після сортування, миття і попереднього підсушування через вікно завантаження 2 подають на стрічку 10 транспортуючого пристрою. Циркуляція повітря в апараті здійснюється за допомогою вентиляторів 6, змонтованих під повітроохолоджувачами 18, де повітря охолоджується до заданої температури і поступає через перфоровану стрічку 10 на заморожуваний продукт. Витрати повітря підбираються так, що продукт знаходиться в зваженому стані, що забезпечує його швидке заморожування. Заморожений шар, що утворюється на поверхні продукту у процесі заморожування зменшує усушку. Підігріте повітря знову надходить на вхід вентиляторів 6 і цикл його руху повторюється. Охолодження повітроохолоджувачів здійснюється за допомогою холодильної установки 5 завдяки циркуляції холодильного агента або проміжного носія через них. Зміна швидкості руху стрічки 10 транспортуючого пристрою дозволяє регулювати тривалість перебування продукту в теплоізольованій камері 1, тобто час його заморожування, а також разом із зміною витрат продукту, що подається, регулювати і товщину шару продукту на стрічці 10 в залежності від його можливості створювати псевдозріджений шар. Рухаючись із стрічкою вздовж апарата, продукт заморожується відповідно до технологічного режиму. Після заморожування продукт видаляється через вікно розвантаження 3 апарата і направляється на фасовку та упаковку, а стрічка, огинаючи направляючі зірочки 9, прямує до провідних зірочок 8, які приводить в рух привід 17. Запропоноване технічне рішення дозволяє значно знизити гідравлічний опір стрічки, а це веде до зниження потужності вентиляторів і, як наслідок, теплового навантаження на холодильне обладнання, а також забезпечити надійну економічну роботу конвеєра, завдяки тому, що неметалева сітка має значно меншу жорсткість, ніж металева, і, в той же час, має необхідну гнучкість, яка забезпечує вільне огинання зірочок малого діаметру, досить велику міцність, надійність та довговічність при роботі у тяжких умовах навколишнього середовища, змінних температур і окислюючих речовин.