Результат интеллектуальной деятельности: КОПТИЛЬНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к оборудованию для мясоперерабатывающей промышленности, а именно к коптильным аппаратам, и может быть использовано при производстве копченых мясных деликатесов.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является установка для производства вяленой и копченой рыбной продукции (Пат. №2178253 РФ. Установка для производства вяленой и копченой рыбной продукции МПК⁷ А23В 4/044. /Остриков А.Н., Шевцов А.А., Дмитриев Ю.А.; Воронеж. гос. технол. акад., №2000123446/13, Заявл. 11.09.2000, Опубл. 20.01.2002, Бюл. №2), содержащая тоннельную камеру с расположенными в ней двумя параллельными направляющими, дверью для загрузки продукта и патрубками для подачи и отвода теплоносителя. К внутренним боковым поверхностям стенок камеры прикреплены направляющие. Тоннельная камера выполнена по винтовой линии под углом, обеспечивающим гравитационное перемещение носителей по направляющим. На выходе из камеры на концах направляющих смонтированы фиксаторы для регулируемого отвода носителей. Установка может включать в свой состав две или три коптильных камеры.

Недостатками известной установки являются:

- невысокое качество готовой продукции из-за сложности равномерного распределения по поверхности обрабатываемой тушки коптильного дыма;

- значительные материальные и энергетические затраты, обусловленные низкой эффективностью процесса диффузии компонентов коптильного дыма внутрь обрабатываемого продукта;

- сложность поддержания заданных технологических параметров на всех стадиях процесса приготовления рыбы копчения.

Технической задачей изобретения является повышение качества готовой продукции за счет более равномерной обработки и высокой скорости диффузии компонентов коптильного дыма внутрь обрабатываемого продукта вследствие использования импульсного ультразвукового режима обработки, и снижение материальных и энергетических ресурсов за счет сокращения продолжительности процесса копчения, повышение точности регулирования режима влаготепловой обработки на всех стадиях процесса копчения.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в коптильном аппарате, содержащем спиралеобразную многосекционную рабочую камеру с расположенными на боковых стенках двумя параллельными направляющими, двери для загрузки и выгрузки продукта и патрубками для подачи и отвода коптильной жидкости, новым является то, что аппарат дополнительно оснащен рециркуляционной системой подачи коптильной жидкости, включающей сборную емкость с коптильной жидкостью, насос с трубопроводами, подсоединенными к форсункам, камерой для сбора стекающей с продукта коптильной жидкости и трубопроводом для возврата коптильной жидкости в сборную емкость, рабочая камера состоит из многократно чередующихся двух последовательно установленных секций: секции диспергирования коптильной жидкости и секции ультразвуковой обработки продукции, камера для сбора коптильной жидкости установлена под секциями диспергирования и ультразвуковой обработки, в противоположных боковых стенках секций диспергирования установлены форсунки для распыливания коптильной жидкости, в противоположных боковых стенках секций для ультразвуковой обработки продукции установлены ультразвуковые излучатели, между секциями выполнены подвижные створки, над каждой секцией установлен пневмоцилиндр для перемещения фиксаторов в вертикальной плоскости для регулируемого перемещения носителей, на стенках спиралеобразной многосекционной рабочей камеры установлены электронагревательные элементы.

На фиг. 1 представлено объемное изображение коптильного аппарата; на фиг. 2 - объемное изображение секции диспергирования коптильной жидкости и секции ультразвуковой обработки продукции (при снятых боковых стенках и верхней крышки); на фиг. 3 - объемное изображение пневмоцилиндра с фиксатором.

Коптильный аппарат (фиг. 1) содержит спиралеобразную многосекционную рабочую камеру 1 с расположенными на ее боковых стенках параллельными направляющими 2. Стенки спиралеобразной многосекционной рабочей камеры 1 выполнены обогреваемыми, например, за счет установки на них электронагревательных элементов 14, обеспечивающих нагрев и поддержание заданной температуры в рабочей камере 1.

В параллельные направляющие 2 вставлены носители 8, которые состоят из оси 9, подшипников 10 и крюка 11. Причем крюк 11, предназначенный для подвешивания тушки птицы или кролика, шарнирно закреплен в центре оси 9. Подшипники 10 расположены по концам оси 9.

спиралеобразная многосекционная рабочая камера 1 выполнена по винтовой линии под углом, обеспечивающим гравитационное перемещение носителей 8 по направляющим 2.

Направляющие 2 представляют собой швеллеры, внутреннее расстояние между полками которых чуть больше диаметра подшипников 10.

Рабочая камера 1 состоит из многократно чередующихся двух последовательно установленных секций: секции диспергирования коптильной жидкости 3 и секции ультразвуковой обработки 4 (фиг. 2).

В противоположных боковых стенках секций диспергирования 3 установлены форсунки 5 для распыливания коптильной жидкости, а в противоположных боковых стенках секций для ультразвуковой обработки установлены ультразвуковые излучатели 6. Форсунки 5 и ультразвуковые излучатели 6 оснащены автоматизированной системой для периодической и синхронизированной между собой работы.

Между секциями 3 и 4 выполнены внутренние подвижные створки 7 для прохода носителей 8.

В верхней стенке каждой из секций 3 и 4 установлен пневмоцилиндр 13, который обеспечивает перемещение фиксатора 12 в вертикальной плоскости (фиг. 3). Пневмоцилиндр 13 обеспечивает периодическое возвратно-поступательное перемещение фиксатора 12 в вертикальной плоскости, причем, когда фиксатор 12 находится в нижнем положении, он контактирует с осью 9 и препятствует перемещению ее вдоль секции рабочей камеры 1. И, наоборот, когда фиксатор 12 находится в верхнем положении, он выходит из контакта с осью 9 и она свободно перемещается вдоль секции рабочей камеры 1 в направляющих 2.

Коптильный аппарат оснащен рециркуляционной системой подачи коптильной жидкости, включающей сборную емкость 15 с коптильной жидкостью, насос 16 с трубопроводами 17, подсоединенными к форсункам 5, камеру 18 для сбора стекающей с продукта коптильной жидкости и трубопровод 19 для возврата коптильной жидкости в сборную емкость 15.

Коптильный аппарат работает следующим образом.

Вначале на крюках 11 подвешиваются тушки птицы или кролика, тушки птицы или кролика размещают на носителях 8 с определенным шагом в зависимости от ее размеров и для обеспечения свободной циркуляции коптильного дыма при последующей обработке.

Далее включаются электронагревательные элементы 14, расположенные в стенках спиралеобразной многосекционной рабочей камеры 1, обеспечивая нагрев и поддержание заданной температуры в секциях рабочей камеры 1.

Затем открывается загрузочная дверь рабочей камеры 1 и носители 8, с расположенной на них тушками, вставляются в направляющие 2 таким образом, чтобы подшипники 10 свободно входили во внутреннюю часть швеллера. В связи с тем, что направляющие 2 выполнены параллельно и по винтовой линии, то под действием одной из составляющих сил гравитации носители 8 катятся по направляющим 2. При этом пневмоцилиндр 13, установленный на верхней стенке первой секции 3, опускает фиксатор 12 в нижнее положение. В этом положении фиксатор 12 контактирует с осью 9, препятствуя тем самым ее перемещению вдоль первой секции 3 рабочей камеры 1.

Так происходит заполнение рабочего пространства первой по ходу движения тушек секции 3 камеры 1 носителями 8 с тушками птицы или кролика. После чего закрывается загрузочная дверь рабочей камеры 1. Одновременно из сборной емкости 15 насосом 16 по трубопроводам 17 подается коптильная жидкость в рабочее пространство секции 3 диспергирования коптильной жидкости через расположенные в боковых стенках форсунки 5. При этом осуществляется ее мелкодисперсное распыливание и равномерное нанесение на всю поверхность тушки птицы или кролика. Излишки коптильной жидкости стекают с поверхности боковых стенок секции 3 и поверхности тушки в камеру 18. Из камеры 18 излишки коптильной жидкости по трубопроводу 19 возвращаются в сборную емкость 15. Режим работы форсунок 5 в секциях - 3 и 4 пульсирующий с периодическими остановками.

Под действием высокой температуры в рабочей камере 1 коптильная жидкость частично испаряется и равномерно контактирует с поверхностью тушек, подвешенных на носителях 8. Таким образом, равномерным обтеканием тушек птицы или кролика коптильным дымом добиваются достижения наиболее рационального гидродинамического режима копчения рыбы и оптимальной продолжительности процесса копчения.

Копчение - сложный процесс тепло- и массообмена, в ходе которого происходят потеря влаги тканями тушки, осаждение дыма на ее поверхности, диффузия компонентов дыма в глубь тела тушки, денатурация белков и другие биохимические изменения.

После первого цикла обработки тушек работа форсунок 5 в секции 3 прекращается. После этого пневмоцилиндр 13 поднимает фиксатор 12 в верхнее положение и он выходит из контакта с осью 9, способствуя ее перемещению в первую секции 4 рабочей камеры 1. При этом внутренние подвижные створки 7, установленные между первой секцией 3 и 4, после прохода носителей 8 закрываются, обеспечивая тем самым герметичность соседних секций 3 и 4.

Далее пневмоцилиндр 13, установленный в верхней стенке первой секции 4, опускает фиксатор 12 в нижнее положение. В этом положении фиксатор 12 контактирует с осью 9, препятствуя тем самым ее перемещению вдоль первой секции 4 рабочей камеры 1. Так происходит заполнение рабочего пространства первой по ходу движения тушек секции 4 камеры 1 носителями 8 с тушками птицы или кролика.

Затем включаются ультразвуковые излучатели 6, установленные в противоположных боковых стенках секции 4. Режим работы ультразвуковых излучателей 6 в первой секции 4 - пульсирующий с периодическими остановками. Ультразвуковая обработка способствует ускорению диффузионных явлений компонентов коптильного дыма в толщу тушек птицы или кролика и оказывает специфическое действие на состояние кожного покрова и тканей тушек, течение физико-химических процессов в них при горячем копчении. Слой дыма, окружающий тушку, назовем диффузионной зоной, а слой дыма, прилегающий непосредственно к поверхности тушки, - диффузионной пленкой. В диффузионной зоне и диффузионной пленке протекает диффузия с различной скоростью. В диффузионной пленке происходит только молекулярная диффузия, скорость которой зависит только от теплового движения молекул. В диффузионной зоне большую роль играют конвективные процессы, ускоряющие диффузию. Ультразвуковая обработка оказывает влияние на основные факторы, от которых зависит скорость диффузии при копчении.

Воздействие ультразвука значительно улучшает диффузионные свойства, как кожного покрова, так и внутренних тканей тушек. Попеременные разрежения и сжатия ультразвуковой волной вызывают интенсивные колебания кожного покрова тушек, что ведет к расширению капилляров и более эффективному проникновению компонентов коптильного дыма через кожный покров.

После первого цикла обработки тушек работа ультразвуковых излучателей 6 в секции 4 прекращается. После этого пневмоцилиндр 13 поднимает фиксатор 12 в верхнее положение и он выходит из контакта с осью 9, способствуя ее перемещению во вторую секцию 4 рабочей камеры 1. При этом внутренние подвижные створки 7, установленные между первой секцией 4 и второй секцией 3, после прохода носителей 8 закрываются, обеспечивая герметичность соседних секций 3 и 4.

Затем цикл работы коптильного аппарата повторяется в остальных секциях 3 и 4 аппарата. Регулируемый режим работы форсунок 5 в секциях 3 и ультразвуковых излучателей 6 в секциях 4 обеспечивает разную продолжительность тепловой обработки тушек различных сортов и размеров.

Работа всех механизмов коптильного аппарата синхронизирована и согласована между собой. Выгрузка носителей 8 с готовой продукцией из камеры 1 производится с помощью пневмоцилиндров 13 за счет попеременного опускания и поднимания фиксаторов 12.

Предлагаемый коптильный аппарат имеет следующие преимущества:

- снижение энергозатрат за счет устранения электропривода для перемещения носителей 8 и использование их гравитационного перемещения за счет спиральной компоновки коптильного аппарата;

- повышение качества готового продукта за счет использования рационального гидродинамического режима обтекания тушек кроликов или птицы коптильным дымом, т. е. достижения равномерной обработки продукта, а также использования импульсной ультразвуковой обработки, которая способствует ускорению диффузии компонентов коптильного дыма в толщу тушек птицы или кролика и устранению застойных зон;

- увеличение производительности коптильного аппарата за счет высокой скорости диффузии компонентов коптильного дыма внутрь обрабатываемого продукта вследствие использования импульсного ультразвукового режима обработки.