Швидкоморозильний апарат для харчових продуктів

Винахід відноситься до галузі холодильної та морозильної техніки і може бути використаний у харчовій промисловості для швидкого заморожування харчових продуктів для їх зберігання та подальшого використання або переробки. Відомий швидкоморозильний апарат М6-ОХВ для загартовування морозива [Производство мороженного. - М.: Пищевая промышленность, 1977, стр. 165]. Апарат містить теплоізольовану камеру, в якій розміщено гартувальний вертикальний конвейєр, що несе люльки. Камера оздоблена охолоджувальними батареями та вентиляторами обдуву. Наявність окремих люльок збільшує габарити обладнання, не забезпечує достатньої продуктивності. Найближчим до запропонованого пристрою по технічній суті є швидкоморозильний апарат для харчових продуктів [патент США №4226093, MKB F25D25/02, 1980]. Швидкоморозильний апарат для харчових продуктів має морозильну камеру та конвейєрний пристрій для частково оброблених харчових продуктів. Конвейєрний пристрій являє собою багатоярусний транспортер з двома опорами, що обертаються, навколо них переміщується транспортний елемент. Навколо опор проходить спіральний монорельс, що оточує зазначений елемент. До цього елемента прикріплена велика кількість піддонів, що мають ролики, які взаємодіють із спіральним монорельсом та переміщуються уздовж нього. Апарат також має повітроохолоджувачі та вентилятори, що здійснюють циркуляцію повітря, що омиває повітроохолоджувачі та проходить крізь морозильну камеру. Дане технічне рішення має той недолік, що потік повітря циркулює по всій камері і не має направленого руху, що призводить до недостатньої інтенсивності теплообміну між охолоджуючим повітрям та заморожувальними продуктами. Це, в свою чергу, призводить до збільшення питомих енерговитрат на заморожування. Пристрій є складним як за конструкцією, так і в експлуатації. Задачею винаходу є створення апарата для швидкого заморожування харчових продуктів, в якому шляхом введення в пристрій додаткової однієї або декількох перегородок, а також особливості компонування конструкційних елементів забезпечується інтенсифікація процесу теплообміну між повітряним потоком і заморожуваним продуктом, внаслідок чого досягається поліпшення енергетичних та продуктивних характеристик в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що швидкоморозильний апарат для харчових продуктів, що містить морозильну камеру/з вікнами завантаження і розвантаження, нескінченний конвейєр, який має транспортуючий елемент із закріпленими на ньому піддонами, що переміщується всередині камери по двум паралельним площинам, повітроохолоджувачі та вентилятори для здійснення циркуляції повітря, що омиває повітроохолоджувачі та проходить крізь морозильну камеру, згідно винаходу додатково містить в собі напрямну перегородку, що розміщена по всьому перетину камери між площинами напрямку руху конвейєра паралельно їм, кожен із повітроохолоджувачів складається з верхньої та нижньої секцій, розміщених таким чином, що потоки повітря, що проходять крізь них мають діаметрально протилежні напрямки, при цьому кожен із вентиляторів служить для нагнітання потоку повітря у відповідну йому верхню секцію. А також згідно п. 2 містить в собі 2 додаткові перегородки, що вертикально розміщені між повітроохолоджувачами та вікнами завантаження і розвантаження відповідно, а згідно п. 3 - додаткові вертикальні перегородки, кожна з яких розміщена між повітроохолоджувачами. Введенням в відому конструкцію напрямної перегородки, що розміщена по всьому перетину камери між площинами напрямку руху конвейєра паралельно їм, дозволяє спрямувати відпрацьований потік повітря у повітряний канал, створений напрямною перегородкою та нижньою площиною піддонів із заморожувальними продуктами, що забезпечує додаткове охолодження продуктів рециркуляційним потоком повітря в безпосередній близькості від заморожувальних продуктів і виключає можливість циркуляції повітря в усьому об'ємі морозильної камери. Виконання повітряного охолоджувача з верхньої та нижньої секцій, розміщених таким чином, що потоки повітря, що проходять крізь них, мають діаметрально протилежні напрямки, при цьому нагнітання вентилятором потоку повітря у верхню секцію, забезпечує створення замкненого повітряного контура охолоджування з примусовою циркуляцією. Наявність примусової конвекції всередині камери призводить до підвищення тепловтрат охолодженого повітря через вихід його в оточуюче середовище через вікна завантаження та розвантаження. Додаткове встановлення в морозильній камері двох вертикальних перегородок між повітроохолоджувачами та вікнами завантаження та розвантаження відповідно дозволить відокремити зони завантаження та розвантаження від загального об'єму камери, що зменшить тепловтрати пристрою та забезпечить йому додаткове збереження електричної енергії. Кожен повітроохолоджувач створює свій контур циркуляції повітря. Взаємний вплив контурів один на другий порушує направленість руху повітря і цим знижує ефективність теплообміну. Встановлення додаткових вертикальних перегородок між повітроохолоджувачами дозволяє створити автономні циркуляційні контури повітря, в яких зберігається направленість повітряних потоків, що, в свою чергу, призведе до інтенсифікації процесу теплообміну між повітряним потоком і заморожувальним продуктом. На фіг.1 подана принципова схема запропонованого швидкоморозильного апарату. На фіг.2 - схема поперечного перетину апарату. Швидкоморозильний апарат для харчових продуктів містить морозильну камеру 1, поділену на дві частини: верхню камеру 2 морозильну, та нижню 3 - камеру повернення порожніх піддонів, нескінченний конвейєр 4, що має транспортуючий елемент 5 з прикріпленими до нього піддонами 6, напрямну перегородку 7, ряд повітроохолоджувачів 8, кожен з яких складається з верхньої 9 та нижньої 10 секцій, ряд вентиляторів 11, а також вертикальні перегородки 12, 12а. Завантаження продуктів для заморожування відбувається через завантажувальне вікно 13, розвантаження - через розвантажувальне вікно 14. Швидкоморозильний апарат працює таким чином. Вмикається електропривід, морозильного пристрою (на фіг. не показано). Повітроохолоджувачі 8, виконані, наприклад, у вигляді випарника, знижують температуру в камері 1 до величини, достатньої для заморожування певного виду харчових продуктів. Далі вмикається електропривід конвейєра 4 і починається рух транспортуючого елемента 5 з піддонами 6, завантажується продукт через завантажувальне вікно 13. Для примусової вентиляції повітря в камері вмикаються вентилятори 11, кожен з яких утворює повітряний контур. При наявності вертикальних перегородок 12 та 12а, які запобігають взаємодії повітряних контурів із зовнішнім середовищем та між собою відповідно, повітряні контури автономні. Кожен із повітряних контурів працює таким чином (див. фіг.2). Повітря нагнітається вентилятором 11 у верхню секцію 9 відповідного йому повітроохолоджувача 8. Потік повітря, проходячи крізь секцію 9, охолоджується до визначеної величини. Далі, протікаючи поверх піддонів з продуктами паралельно їх руху, охолоджене повітря, омиваючи продукти, заморожує їх. Завдяки наявності в конструкції напрямної перегородки 7, повітря повертається каналом, утвореним нижньою площиною піддонів і напрямною перегородкою 7. Рециркуляційний потік повітря, омиваючи піддони знизу і додатково охолоджуючи продукти, прямує до нижньої секції 10, після проходження якої, опиняється в зоні захоплення лопатями вентилятора 11 і нагнітається ним у верхню секцію 9 повітроохолоджувача. Повітряний циркуляційний контур замкнувся. Рухаючись уздовж камери від вікна завантаження 15 до вікна розвантаження 14 харчові продукти встигають заморозитись до певної температури. Після розвантаження заморожених продуктів порожні піддони транспортуються через камеру 3 до вікна завантаження 13.