Комбінований апарат для теплової обробки харчових продуктів

1. Комбінований апарат для теплової обробки харчових продуктів, який має корпус, виго товлений у вигляді двостінного циліндра, у верхній частині якого змонтовано парогенератор, а його внутрішня стінка утворює робочу камеру з ІЧ-нагрівачами та має клапан для випускання пари, напрямні для встановлення піддона для збирання жиру та м'ясного соку, деки із продуктом або пристрою для влаштування варильної місткості, дверцята з оглядовим віконцем, прокладкою з термостійкої гуми та закріпленим електроприводом, на шліцьовому валу якого фіксується трубчастий перфорований 36772 тора всередину розміщеного на ньому продукту. Головними недоліками зазначеного апарату для жаріння є: вузька спеціалізація, що передбачає можливість його використання для теплової обробки тільки розміщених на вертелі великошматкових напівфабрикатів; можливість перенагріву поверхні продукту за тривалої дії ІЧ-випромінювання. У основу винаходу покладено завдання розробки комбінованого апарату для теплової обробки харчових продуктів, що дозволяє розширити технологічні можливості, інтенсифікувати процеси теплової обробки, забезпечити високу якість готових виробів, знизити витрати електроенергії та підвищити ступінь відповідності до вимог екологічної безпеки. Поставлене завдання вирішується тим, що простір між циліндричними стінками корпусу утворює вакуумовану оболонку, нижня частина внутрішньої стінки корпусу має канавку з отвором для зливання конденсату, а його верхня частина є нагрівальною поверхнею парогенератора, на задній стінці робочої камери змонтовано подвійний клапан, каналами якого пара подається із парогенератора до робочої камери або всередину перфорованого вертела, одночасно чи по черзі, над робочою камерою встановлено змійовиковий конденсатор пари, а запобіжний клапан з'єднано зі змійовиком через трубку та канал, виконаний у корпусі клапана для випуску пари з робочої камери. Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких представлено: фіг. 1 - схематичний повздовжній розріз; фіг. 2 - вид збоку; фіг. 3 - розріз по А-А; фіг. 4 - схема подвійного клапана; фіг. 3 - вісь із сітчастим барабаном та знімними дисками; фіг. 6 знімний диск; фіг. 7 - пристрій для встановлення варильної місткості; фіг. 8 - те ж саме, вид зверху. Комбінований апарат для теплової обробки харчових продуктів являє собою корпус 1, установлений на опорній рамі 2 та виконаний у вигляді двостінного циліндра, у вер хній частині якого змонтовано парогенератор 3 та змійовиковий конденсатор пари 4, а на боковій поверхні - панель приладів управління 5 та манометр 6. Простір між циліндричними стінками утворює вакуумовану оболонку 7. Внутрішня стінка корпусу, яку виконано з полірованого алюмінію, утворює робочу камеру 8 та має напрямні 9 та 10 для встановлення, відповідно, піддона для збирання жиру та м'ясного соку 11 та цільної (або сітчастої) деки чи пристрою для встановлення варильної місткості. У нижній частині внутрішньої стінки робочої камери виконано канавку 12 з отвором для зливання конденсату через патрубок 13 з вентилем. У середині робочої камери встановлено чотири ІЧ-нагрівачі 14, які генерують основну частку енергії в інтервалі довжин хвиль 2,2…3,0 мкм, що відповідає смузі поглинання променевої енергії водяною парою. ІЧ-нагрівачі закриті прозорими екранами 15 із кварцового скла, а внутрішня стінка корпусу віддзеркалює промені. Парогенератор виконано у вигляді теплоізольованої місткості, основа 16 якої утворена верхньою частиною стінки корпусу робочої камери та є його нагрівальною поверхнею. В отворах місткості змонтовано заливну лійку 17, запобіжний клапан 18, електронагрівач 19 і з'єднувальну трубку 20, яка зв'язує парогенератор з подвійним клапаном 21, змонтованим на задній стінці робочої камери. Подвійний клапан має підшипник 22, електромагнітний елемент 23, тарілки 24, пружини 25 та канали для виходу пари 26, 27. Один з каналів відкривається автоматично шляхом натискання кнопки вмикання подвійного клапана, розташованого на панелі приладів управління, та забезпечує подачу пари до робочої камери, а другий відкривається механічно під час встановлення в отвір подвійного клапана перфорованого вертела 28 з втулкою 29, що дає можливість потрапляння пари всередину нього. Протилежний кінець перфорованого вертела спирається на напівциліндричну поверхню знімною напрямної 30 та під час зачинення шарнірно встановлених на корпусі дверцят з оглядовим віконцем 31 фіксується шліцовим отвором на шліцовій поверхні валу закріпленого на ній привідного пристрою 32, який складається з електродвигуна та конічного редуктора. На шліцовому валу редуктора закріплено диск 33, на якому встановлено центральну шестерню 34, що входить у зчеплення з шістьма привідними шестернями 35 меншого діаметру, по осі яких виконано пази для встановлення шампурів. По периметру дверцят розташовано прокладку 36 з термостійкої гуми, яка забезпечує герметичне закривання їх за допомогою замкових механізмів 37. Конденсатор пари, що виконано у вигляді заповненої водою місткості з заливною лійкою 38 та розміщеним усередині змійовиком 39, відділено від робочої камери теплоізоляцією 40. Один кінець змійовика через клапан для випускання пари 41 з'єднаний з робочою камерою, а другий - через відвідну трубку 42 зі збірником конденсату 43, встановленим на опорній рамі. У корпусі клапана для випускання пари виконано канал 44, завдяки якому змійовик також сполучається через трубку 45 з запобіжним клапаном 18. Комбінований апарат для теплової обробки харчових продуктів додатково споряджено спеціальними вилками 46, які фіксуються на перфорованому вертелі за допомогою струбцин, та віссю 47, на якій струбцинами закріплюються знімні тиски 48 з вирізами для встановлення шампурів. Знімні диски використовуються також для закріплення сітчастого барабана 49 з розміщеними всередині лопатями 50. Робота апарата для теплової обробки харчових продуктів полягає в наступному. Перед початком роботи парогенератор 3 і конденсатор пари 4 через заливні лійки 17,38 заповнюють водою та вмикають електронагрівач 19 парогенератора. Для запікання тушок птиці, великошматкових м'ясних напівфабрикатів їх закріплюють на трубчастому перфорованому вертелі 28 спеціальними вилками 46 та фіксують їх положення за допомогою струбцин, а на напрямні встановлюють піддон для збирання жиру та м'ясного соку 11. Тр убчастий перфорований вертел вставляють одним кінцем у отвір подвійного клапану 21, а другим вміщують на напівциліндричну поверхню знімної напрямної 30 та герметично зачиняють дверцята за допомогою замкових механізмів 37. Тумблерами, розташованими на панелі при 2 36772 ладів управління, вмикають ІЧ-нагрівачі 14 та привідний пристрій 32. Через відкритий канал 27 подвійного клапана пара потрапляє всередину тр убчастого перфорованого вертела, що дозволяє одночасно з ІЧ-нагрівом поверхневих шарів нагрівати продукт зсередини. Після утворення на поверхні продукту скоринки смаження натисканням кнопки вмикання подвійного клапана пара подається до робочої камери. У результаті цього наступний етап теплової обробки здійснюється за комбінованої дії ІЧнагріву та пароповітряного середовища, тиск якого контролюється манометром 6 і регулюється за допомогою клапана для випускання пари 41. Ці умови дозволяють уберегти поверхню продукту від перегріву завдяки конденсації на ньому пари та поглинанню нею променевої енергії. Останній етап характеризується поступовим нагрівом і утворенням перегрітого пароповітряного середовища, яке є одночасно конвективним і променевим джерелом енергії. Цей етап супроводжується зникненням конденсатної плівки, підсушуванням поверхні та завершенням у ній фізикохімічних змін, які властиві смаженому виробу. Перенагрів поверхні продукту запобігається вимиканням ІЧ-нагрівачів, а підтримування досягнутої температури перегрітого пароповітряного середовища забезпечується наявністю вакуумованої оболонки. Рідина, яка виділяється з продукту в процесі теплової обробки, стікає в піддон для збирання жиру та м'ясного соку 11. По завершені теплової обробки вимикають привідний пристрій, і відкриттям клапана для випускання пари 41 знижують тиск у робочій камері. При цьому пара, яка конденсується у змійовиковому конденсаторі 4 та на внутрішній стінці корпусу, стікає, відповідно, по відвідній трубці 42 та канавці 12 з отвором через патрубок у збірник конденсату 43. Після відчинення дверцят виймають із робочої камери готовий продукт і піддон з жиром та м'ясним соком та відкривають вентиль для зливання конденсату з канавки 12. Для обжарювання дрібношматкових м'ясних виробів, запікання картоплі та овочів один знімний диск 48 закріплюють струбциною на осі 47, вставляють у нього сітчастий барабан 49, який заповнюють на 1/3 об'єму продуктом, після чого аналогічно закріплюють другий знімний диск, і зібраний вузол розміщують у робочій камері так само, як і трубчастий перфорований вертел. Після зачинення дверцят вмикають ІЧ-нагрівачі 14 та привідний пристрій 32. Внаслідок того, що вісь має дещо меншу довжину, ніж перфорований вертел, при її встановленні в отвір подвійного клапана 21 канал для виходу пари 27 не відкривається і теплова обробка ведеться тільки у полі ІЧ-випромінювання. Після утворення на поверхні продуктів скоринки смаження натисканням кнопки вмикання подвійного клапана до робочої камери подається пара. Характеристика наступних етапів теплової обробки та передкінцевих операцій аналогічна до раніше розглянутих. Для смаження шашликів шматочки м'яса нанизують на шампури, які встановлюють у вирізи знімних дисків 48, закріплених струбцинами на осі 47, та розміщують у робочій камері, а під час зачинен ня дверцят кінці шампурів входять у пази привідних шестерен. При вмиканні електроприводу шампури здійснюють складний рух навколо своєї осі, а також навколо осі 47. Характеристика наступних операцій та етапів теплової обробки аналогічна раніше розглянутим. Смаження січених напівфабрикатів (м'ясних, рибних, овочевих) здійснюється на змазаній жиром цільній деці, яку встановлюють на напрямні 10. Теплова обробка проводиться при ввімкнутих ІЧ-нагрівачах 14, променева енергія яких діє безпосередньо на вироби згори та через теплопередавальну поверхню деки - знизу. Для варення на пару продукти укладають на змазану жиром сітчасту деку, яку встановлюють на напрямні 10. Після зачинення дверцят натискують кнопку вмикання подвійного клапана та подають пару в робочу камеру до заданого тиску. По закінченні теплової обробки вимикають подачу пари та відкривають клапан для випускання пари 41, а після зниження тиску відчиняють дверцята та виймають сітчасту деку з продуктом. Для варення в рідині продукти завантажують до варильної місткості, яку закривають кришкою та вставляють у отвір пристрою для влаштування варильної місткості, розміщують на направляючих 10, і після зачинення дверцят вмикають ІЧ-нагрівачі 14. Нагрів рідини з продуктами у варильній місткості забезпечується її стінками, що поглинають променеву енергію. Режим "тихого кипіння" підтримується при частково вимкнених ІЧ-нагрівачах або при повному їх вимкненні за рахунок акумульованої теплоти нагрітого середовища робочої камери. По завершенні процесу відчиняють дверцята та виймають варильну місткість з продуктом. Для приготування хлібобулочних виробів тістові заготовки розміщують на встановленій у напрямних 10 сітчастій деці безпосередньо на її поверхні або в металевих формах. Після зачинення дверцят натискають кнопку вмикання подвійного клапана, у результаті чого водяна пара з парогенератора потрапляє до робочої камери, зволожуючи тим самим робоче середовище та підвищуючи температуру. Утворення на поверхні тістових заготовок тонкої плівки конденсату сприяє за наступного випікання формуванню тонкої глянцеподібної скоринки, а адсорбція пари - збільшенню об'єму та отриманню рівномірно розпушеного м'якуша. Через 120...180 с припиняють подачу пари, відкривають клапан для випускання пари 41 та вмикають ІЧ-нагрівачі 14 на повну потужність, що забезпечує інтенсивний нагрів поверхні тістових заготовок. На завершальному етапі теплової обробки, після утворення скоринки, ІЧ-нагрівачі вимикають, і доведення виробів до готовності відбувається за рахунок акумульованої теплоти нагрітого середовища в робочій камері. Розігрів страв здійснюється залежно від їх виду в полі ІЧ-випромінювання, на парі або за їх комбінованої дії, а збереження тривалий час у гарячому стані може також забезпечуватись акумульованою теплотою нагрітого середовища. Переваги апарату для теплової обробки харчових продуктів полягають у наступному: - розширення технологічних можливостей, що визначається використанням його у проведенні рі 3 36772 зних процесів теплової обробки (жаріння, варення та їх різновидів), у приготуванні широкого асортименту страв та кулінарних виробів, а також для їх розігріву та збереження в гарячому стані тривалий час; - інтенсифікація процесів теплової обробки, на яку впливає раціональний добір ІЧ-нагрівачів залежно від поглинальної здатності водяної пари щодо променевої енергії, комбінування теплової енергії ІЧ-випромінювання та водяної пари, а також підвищений тиск у робочій камері; - забезпечення високої якості виробів, унаслідок передбаченої можливості зміни на різних етапах теплової обробки складу робочого середовища, його температури та вологості, що дозволяє створити умови, які перешкоджають перегріву та підгорянню поверхневих шарів; - зниження витрат електроенергії у зв'язку з низькими втратами теплоти через навколишнє середовище, можливість проведення передкінцевого етапу теплової обробки при вимкнутих ІЧ-нагрівачах за рахунок акумульованої теплоти в робочій камері та використання внутрішньої стінки корпусу як нагрівальної поверхні парогенератора; - підвищення ступеня відповідності до вимог екологічної безпеки, завдяки конденсації пари в конденсаторі, що перешкоджає його виділенню у виробниче приміщення. Використана література: 1. Заявка 2112633 Великобритании, MKU A 47J 27/08, 37/06. Печь для приготовления пищи под давлением / General Elektrik Kompani; Inc. - № 8237010; Заявл. 31.12.82; Опубл. 27.07.83; НКИ 4926. 2. Заявка 2619613 Франции, MKU F 24C 7/00, F 22 В 1/28. Паровая жарочная печь / Grandi Rene; Inc. - № 8711704; Заявл. 18.08.87; Опубл. 24.02.89; НКИ 8. 3. Заявка 2564308 Франции, MKU A 47 J 27/04, 37/01. Аппарат для жарки пищевих продуктов / Jovanovik Dragomir; Inc.- № 8407985; Заявл. 17.05.84; Опубл. 22.11.85; НКИ 47. 4. Заявка 2600756 Франции, MKU F 24 С 7/04. Жарочный аппарат / Jovanovik Dragomir; Inc. № 8609693; Заявл. 27.06.86; Опубл. 31.12.87; НКИ 53. Фіг. 1 4 36772 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 5 36772 Фіг. 5 Фіг. 6 Фіг. 7 Фіг. 8 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6