Результат интеллектуальной деятельности: Способ влаготепловой обработки плодовоовощных чипсов и линия для его осуществления

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству пищевых концентратов в аппаратах при пониженном давлении с подачей СВЧ энергии, и может быть использовано для производства плодоовощных чипсов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства плодоовощных чипсов [Пат. РФ № 2520142, МПК А23 L 1/212. Способ производства плодоовощных чипсов [текст] / Г. В. Калашников, Е.В. Литвинов; заявитель и патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий. – № 2012127498/13; заявл. 03.07.2012; опубл. 10.01. 2014], предусматривающий сортировку, мойку, инспектирование, калибрование, резку, бланширование, обработку водным раствором, сушку и упаковку.

Недостатками известного способа являются:

- для охлаждения продукта используют атмосферный воздух, температура которого может колебаться в зависимости от состояния окружающей среды, что ведет к нестабильности проведения процесса приготовления плодоовощных чипсов и снижению качества готового продукта;

- не предусмотрено охлаждение СВЧ магнетронов искусственно охлажденным воздухом, что в свою очередь, может привести к их перегреву и выходу из строя;

- невозможно реализовать получение охлажденного воздуха для охлаждения готового продукта и СВЧ магнетронов;

- не в полной мере осуществляется использование теплоты отработанных теплоносителей и контуров рециркуляции, что повышает удельные энергозатраты производства;

- не предусмотрено осуществление процесса сушки при пониженном давлении теплоносителя, позволяющее достичь высокого качество готового продукта;

Технической задачей изобретения является повышение качества готового продукта, энергетической эффективности и эксплуатационной надежности работы линии.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ влаготепловой обработки плодоовощных чипсов, характеризующийся тем, что он предусматривает подогрев плодоовощного сырья, его сушку перегретым паром атмосферного давления в псевдоожиженном слое, сушку подогретым атмосферным воздухом при пониженном давлении с подачей СВЧ энергии, насыщение плодоовощного сырья подогретым сиропом путем его распыливания и отводом избыточного количества на подогрев с образованием контура рециркуляции, досушку продукта подогретым атмосферным воздухом при пониженном давлении с подачей СВЧ энергии и охлаждение готового продукта холодным воздухом, причем перегрев пара осуществляют греющим паром, при этом образовавшийся конденсат греющего пара делят на два потока, один из которых направляют на подогрев сырья, а второй на подогрев сиропа; отработанный перегретый пар возвращают на сушку с образованием контура рециркуляции, а его избыточное количество, равное количеству испаренной из сырья влаги, подают на подогрев атмосферного воздуха, который направляют на сушку и далее к вакуум-насосу для создания пониженного давления; подогрев атмосферного воздуха, используемого для досушки продукта, осуществляют за счет теплоты конденсации хладагента, при этом отработанный воздух направляют к вакуум-насосу для создания пониженного давления; теплоту, образовавшуюся при подводе СВЧ энергии на сушку и досушку продукта вместе с теплотой, образовавшейся при охлаждении готового продукта, отводят с помощью холодного воздуха, который охлаждают за счет теплоты испарения хладагента, при этом поток отработанного холодного воздуха после охлаждения готового продукта возвращают на охлаждение с образованием замкнутого контура, а потоки отработанного холодного воздуха после отвода СВЧ теплоты подают на подогрев и далее на досушку продукта.

2. Линия для влаготепловой обработки плодоовощных чипсов, характеризующаяся тем, что содержит подогреватель сырья; камеру для сушки сырья перегретым паром атмосферного давления; пароперегреватель; парогенератор; вентилятор для перегретого пара и охлажденного воздуха; камеру для сушки и досушки продукта подогретым атмосферным воздухом, оснащенную СВЧ магнетронами; вакуум-насосы для создания пониженного давления в камерах сушки и досушки; подогреватель атмосферного воздуха; устройство для обработки продута подогретым сиропом, содержащее блок форсунок; подогреватель для сиропа; насосы для сиропа и конденсата греющего пара; охладитель готового продукта; тепловой насос, включающий компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль и испаритель, работающие по замкнутому термодинамическому циклу, причем в конденсаторе теплового насоса подогревают атмосферный воздух для досушки продукта, а в испарителе теплового насоса охлаждают воздух, используемый для охлаждения СВЧ магнетронов и готового продукта в охладителе.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества готового продукта, энергетической эффективности и эксплуатационной надежности работы линии.

На фиг. 1 представлен общий вид линии, реализующей предлагаемый способ влаготепловой обработки плодоовощных чипсов.

Линия включает в себя: подогреватель сырья 1; камеру для сушки перегретым паром 2; пароперегреватель 3; вентилятор для перегретого пара 4; камеру для сушки подогретым атмосферным воздухом 5; вакуум-насосы 6, 17; СВЧ магнетроны 7, 16; парогенератор 8; подогреватель атмосферного воздуха 9; камеру для обработки подогретым сиропом 10; блок форсунок 11; подогреватель для сиропа 12; насос для сиропа 13; насос для конденсата греющего пара 14; камеру для досушки подогретым атмосферным воздухом 15; камеру охлаждения готового продукта 18; компрессор 19; конденсатор 20; терморегулирующий вентиль 21; испаритель 22; вентилятор для охлажденного воздуха 23; переключатели потоков 24-28.

Предлагаемый способ влаготепловой обработки плодоовощных чипсов реализуется на линии следующим образом.

Предварительно помытое и порезанное на пластины исходное плодоовощное сырье по линии 0.2 вначале подают в подогреватель сырья 1, а затем в камеру для сушки перегретым паром атмосферного давления 2 в которой осуществляют его сушку в псевдоожиженном слое. Далее сырье по линии 0.2.1 направляют в камеру 5 для сушки подогретым атмосферным воздухом, при этом одновременно подводят СВЧ энергию с помощью СВЧ магнетронов 7 и создают пониженное давление в камере вакуум-насосом 6, который отводит по линии 2.2 отработанный теплоноситель из камеры 5 в атмосферу. Осуществление процесса сушки продукта при пониженном давлении теплоносителя позволяет достичь его высокого качества при достаточно высокой интенсивности проведения процесса за счет большой разности парциальных давлений водяных паров на поверхности продукта и в теплоносителе.

Из камеры 5 пластины плодоовощного сырья по линии 0.2.2 подают в устройство 10, где осуществляют их обработку подогретым в подогревателе 12 сиропом, который распыливают на поверхность продукта с помощью блока форсунок 11. Избыточное количество сиропа из устройства 10 отводят по линии 1.6 и насосом 13 возвращают в подогреватель 12 с образованием контура рециркуляции. Далее продукт направляют по линии 0.7 в камеру 15 для досушки подогретым атмосферным воздухом, при этом одновременно подводят СВЧ энергию с помощью СВЧ магнетронов 16 и создают пониженное давление в камере вакуум-насосом 17, который отводит по линии 2.2 отработанный теплоноситель из камеры 15 в атмосферу. Затем насыщенные сиропом сухие, но при этом горячие пластины по линии 0.2.3 подают в охладитель 18 для охлаждения холодным воздухом, после чего готовые плодоовощные чипсы отводят на упаковку.

Перегретый пар, который подают по линии 2.4 в камеру 2 для сушки подогретого исходного сырья, перегревают в пароперегревателе 3 греющим паром, получаемым в парогенераторе 8. При этом образовавшийся в пароперегревателе 3 конденсат греющего пара делят с помощью делителя потоков 24 на два потока, один из которых по линии 1.8 направляют в подогреватель 1 на подогрев влажного сырья, а второй на подогрев сиропа в подогреватель 12. Из подогревателей 1 и 12 отработанные потоки конденсата греющего пара насосом 14 возвращают в парогенератор 8 с образованием контуров рециркуляции. После камеры 2 отработанный перегретый пар делят с помощью делителя потоков 25 на два потока. Один из потоков по линии 2.1 вентилятором 4 направляют на перегрев в пароперегреватель 3 и затем по линии 2.4 возвращают в камеру 2 с образованием контура рециркуляции, а другой поток в количестве, равным количеству испаренной в камере 2 из сырья влаги, подают по линии 2.1 в подогреватель 9 на подогрев атмосферного воздуха, который направляют в камеру 5 и далее по линии 2.2 к вакуум-насосу 6 для создания пониженного давления в этой камере. При этом образовавшийся конденсат отработанного перегретого пара отводят по линии 1.8 из подогревателя 9.

Подогрев атмосферного воздуха, используемого для досушки продукта в камере 15, осуществляют за счет теплоты конденсации хладагента в конденсаторе 20 теплового насоса. При этом отработанный воздух после сушки продукта в камере 15 по линии 2.2 направляют к вакуум-насосу 17 для создания пониженного давления в этой камере.

При подводе СВЧ энергии в процессе сушки и досушки продукта в камерах 5 и 15 с помощью СВЧ магнетронов происходит их нагрев. Чтобы не произошло перегрева СВЧ магнетронов и выхода из строя предусмотрено их охлаждение холодным воздухом, который охлаждают за счет теплоты испарения хладагента в испарителе 22 теплового насоса. При этом полученный холодный воздух вентилятором 23 направляют в делитель потоков 26, после которого один из потоков по линии 3.2 подают на охлаждение СВЧ магнетронов 7, а другой с помощью делителя потоков 27 делят на два потока. Причем одним из разделенных потоков холодного воздуха охлаждают СВЧ магнетроны 16, а другим охлаждают готовый продукт в охладителе 18.

Отработанный холодный воздух из охладителя 18 по линии 2.2 возвращают на охлаждение в испаритель 22 с образованием замкнутого контура и возможностью подпитки свежим атмосферным воздухом. При этом попавшая из готового продукта влага в воздух в охладителе 18 конденсируется на охлаждающей поверхности испарителя 19 и выводится из него в виде конденсата по линии 1.8.

Потоки отработанного холодного воздуха после СВЧ магнетронов 7 и 16 подают по линии 2.2 в конденсатор 20 на подогрев и далее на досушку продукта в камеру 15. Причем в зависимости от расхода подогретого воздуха в камере 15 и расходов холодного воздуха в СВЧ магнетронах 7 и 16 предусмотрена как подпитка, так и сброс избыточного количества атмосферного воздуха перед его подачей в конденсатор 20 при помощи делителя 28.

Таким образом, предлагаемый способ влаготепловой обработки плодоовощных чипсов и линия для его осуществления позволяют:

- получить холодный воздух, который используют для охлаждения готового продукта и СВЧ магнетронов, что позволяет повысить качество готового продукта и эксплуатационную надежность работы линии;

- повысить энергетическую эффективность работы линии, т.к. практически полностью используется теплота отработанных теплоносителей в контурах рециркуляции;

- достичь высокого качества готового продукта за счет осуществления сушки и досушки продукта атмосферным воздухом при пониженном давлении.