Установка для тепловой обработки корнеклубнеплодов

(72) Р.З. Ру В.Я. Ревзин, Н.И. Зименко и Т.С. Волын мон, Акулов,(71) Научно" ние по проду (53) 664.8.0 (56). 1. Инфо сер. 76.53, 1982. е объедине картофеля одствен роизтам6,53 итани (088.8 ок ) 82-60 БССР,ныи ли Госпла маци ИИНТ детельство ССС1. 1/00, 1981. кое с 2. Автор993904, к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕПЛОВОЙОБРАБОТКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ, содержащая загрузочное, разгрузочное устройства и цилиндрическую рабочую камеру с перфорированными парораспределительными элементами, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью повышения удельной производительности,улучшения качества готового продуктаи снижения энергозатрат, она дополнительно снабжена ванной, в которойразмещена входная часть загрузочногоустройства, на корпусе последнего укреплены патрубки для подвода пара, рабочая камера установлена вертикально, каждый парораспределительный элемент имеет форму полукольца и размещены они один над другим со смещением в горизонтальной плоскости, входной участок разгрузочного устройства размещен внутри рабочей камеры, нижняя часть его корпуса на этом участке выполнена перфорированной, а на верхней - укреплены перфорированные пластины, образующие приемную воронку, при этом в верхней части кор пуса разгрузочного устройства, размещенной вне камеры, выполнено окно для осушки продукта.2. Установка по и. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что парораспределительные элементы смещены один относительно другого на угол 90-180 отношение радиуса этих элементов к радиусу камеры тепловой обработки составляет 0,5-0,8, а диаметр камеры тепловой обработки в 2-5 раз превышает расстояние между парораспределительными элементами.3. Установка по п. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что площадь поперечного. сечения камеры тепловой обработки в 2-4 раза превышает пло- щадь поперечного сечения корпуса загрузочного устройства.Изобретение относится к оборудованию для пищевой промышленности и может быть использовано на предприятияхпроизводства картофелепродуктов(крупки, хлопьев, картофельных биточ"ков, котлет, вареников и т.п.), овощесушильных предприятиях, плодоовощных базах, колхозах, совхозах.Известна установка для тепловойобработки корнеклубнеплодов, например 1 Окартофеля, которая содержит корпус сустановленным в нем шнеком, крышки,шлюзовые питатели и систему парораспределения 113,Недостатком установки является 15низкая производительность. Кроме того, наличие шнека по всей длине установки, тепловая обработка многослойной массы клубней, а также недостаточно эффективная система парораспределения обуславливают неравномерностьдоступа пара во все зоны аппарата,что приводит к излишнему потреблениюпара и неравномерному провариваниюпродукта. При этом форма корпуса 25аппарата не позволяет использоватьвесь его объем, что приводит к излиш.нему расходу тепла; непрерывное воздействие шнека по мере размягчениятканей приводит к разрушению клеток ЗОи ухудшению качества готового продукта, а отсутствие полного выводаконденсата обуславливает ухудшениекачества готового продукта.Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемо.му результату является установка длятепловой обработки корнеклубнеплодов,например картофеля, содержащая цилиндрическую камеру с установленным вней шнеком, загрузочное и разгрузочноеустройства, шлюзовые питатели, крышки и систему парораспределения с перфорированными парораспределительнымиэлементами. Полый вал шнека выполнен 45с отверстиями и служит для подсоеди"нения к системе парораспределения,нитки шнека выполнены полыми и перфо.рированными, причем отверстия на витках размещены по концентрическим окружностям с определенной суммарнойплощадью 123. Хотя благодаря усовершенствованиюсистемы парораспределения известнаяустановка имеет более высокую производительность по сравнению с установкойРЗ-КВК, но ее удельная производитель",ность остается относительно низкой. Кроме того, в известной установке нагрев корнеклубнеплодов, т.е. началь. ная стадия тепловой обработки, осуществляется в многослойной массе с большим количеством площадей их соприкосновения, что приводит к неоди- наковому аккумулированию тепла в отдельных корнеклубнеплодах, недостаточной равномерности их нагрева и, как следствие, ухудшению качества готового продукта.Непрерывное воздействие шнека по мере размягчения тканей корнеклубнеплодов приводит к деформации клеток и их разрушению, что вызывает ухудшение качества готового продукта, ухудшает условия диффузии тепла и затрудняют сток конденсата.4При этом транспортировка корнеклубнеплодов, например, картофеля, шнеком по всей длине установки требует больших энергозатрат.В конечной зоне установки сваренный картофель, по-прежнему перемещаемый в многослойной массе, продолжа ет находиться в камере с паровоздуш- . ной подушкой, что не позволяет осуществлять полное удаление конденсата с поверхности клубней, т.е. их осушку Это приводит к ухудшению консистенции приготовленного из них пюре и к избыточному расходу тепла при его последующей сушке.Цель изобретения " повышение удельной производительности, улучшение качества готового продукта и уменьшение энергозатрат.Указанная цель достигается тем, что установка для тепловой обработки корнеклубнеплодов, содержащая загрузочное, разгрузочное устройства и цилиндрическую рабочую камеру с перфорированными парораспределительными элементами, дополнительно снабжена ванной, в которой размещена входная часть загрузочного устройства, на корпусе последнего укреплены патрубки для подвода пара, рабочая камера установлена вертикально, каждый парораспределительный элемент имеет форму полукольца и размещены они один над другим со смещением в горизонтальной плоскости, входной участок разгрузоч-. ного устройства размещен внутри рабочей камеры, нижняя часть его корпуса на этом участке выполнена перфорированной, а на верхней - укрепле.ны перфорированные пластины, образующие приемную воронку, при этом в верхней части корпуса разгрузочного устройства, размещенной вне камеры, выполнено окно для осушки продукта.Кроме того, парораспределительные элементы могут быть смещены один относительно другого на угол 90-180 отношение радиуса этих элементов к радиусу камеры тепловой обработки составляет 0,5-0,8, а диаметр камеры тепловой обработки в два-пять раз превышает расстояние между парораспределительными элементами.При этом площадь поперечного сече ния камеры тепловой обработки вдва-четыре раза превышает площадь поперечного сечения корпуса загрузочного устройства.Выполнение камеры тепловой обра ботки с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение загрузочного устройства менее чем в два раза, нецелесообразно,. так как приводит к уменьшению производительности уста-.новки, а ее выполнение с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение загрузочного устройства более чем в четыре раза, приводит к возникновению "мертвых зон" и нерав-, 30 номерному. перемещению клубней, что вызывает ухудшение качества готового продукта.Расположение перфорированных парораспределительных элементов по 35 вертикали на расстоянии друг от друга, в два"пять раз меньшем диаметра камеры, обеспечивает оптимальный баланс потребления пара. При расстоянии между укаэанными элементами, 40 менее чем в два раза меньшем диамет" ра камеры, количество пара не соответствует его требуемому потреблению в каждой зоне, а при расстоянии, более чем в пять раз меньшем диаметра каме ры, имеет место избыточный расход пара.Отношение радиуса полых дугообразных перфорированных элементов к радиусу камеры тепловой обработкипозволяет осуществить равномерную подачу пара по поперечному сечению камеры. Если указанное отношение составляет менее 0,5, то это приводит55 к недостаточному количеству пара у боковой поверхности камеры, а если указанное отношение превышает 0,8, то это приводит к недостаточному .количеству пара в центре камеры и может вызвать зависание клубней между элементами и боковой поверхностью камеры,Расположение перфорированных парораспределительных элементов со смещением относительно друг друга нао90-180 обуслайливает соответствующую величину незамкнутого участка дугообразного полого перфорированного элемента и обеспечивает равномерное распределение пара в камере тепловой обработки. Расположение указанных элементов со смещением менее чем нао90 может привести к зависанию продукта (сводообразованию), а при их расположении со смещением болеечемьна 180 - к неравномерному распределению пара. На фиг. 1 показана установка, общий вид, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 ф на фиг. 3 - вид на гори-зонтальные дугообразные полые перфо- рированные элементы, на фиг 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг, 5 - сечение В-В на фиг. 3..Установка для тепловой обработки корнеклубнеплодов включает загрузочное устройство 1, цилиндрическую рабочую камеру 2 тепловой обработки и разгрузочное устройство 3.Загрузочное устройство 1 служит одновременно камерой предварительного нагрева и выполнено в виде винтового конвейера 4, установленного в корпусе 5, который соединен в нижней части с ванной 6, а в верхней - с цилиндрической рабочей камерой.2. К корпусу 5 присоединены патрубки 7 для подвода пара.Рабочая камера 2 выполнена в виде цилиндрического резервуара, площадь поперечного сечения которого в два- четыре раза превышает площадь поперечного сечения загрузочного устройства 1. Внутри рабочей камеры 2вдоль ее вертикальной оси последовательно расположены один над другим горизонтальные дугообразные перфорированные парораспределительные элементы 8, смещенные .относительно друг друга на угол 90- 180 О.Каждый из перфорированных парораспределительных элементов 8 соеди" нен с паропроводом 9, размещенным вне рабочей камеры 2. Парораспределительные элементы 8 снабжены соответственно регуляторами 10-13 подачийара. При этом отношение радиуса дугообразных парораспределительных элементов 8 к радиусу рабочей камеры 2 тепловой обработки составляет 0,5- 0,8, а расстояние между парораспреде лительными элементами 8 по вертикали в два-пять раз меньше. диаметра рабочей камеры 2. Паропровод 9 связан с патрубками 7 подвода пара в загрувочное устройство 1 регулятором (вентилем) 14 подачи пара, а с источнйком пара - вентилем 15,Рабочая камера 2 сйабжена Патрубком 16 подачи воды, связанным венти лем 17 с трубопроводом 18.Входной участок разгрузочного устройства З.размещен внутри рабочей камеры 2 и выполнен в виде винтового конвейера 19, установленного в корпу" се 20, снабженном отверстием 21 выгрузки готового продукта. Площадь поперечного сечения и шаг витка вий" тового конвейера 19 разгрузочного устройства 3 равны площади поперечного сечения и шагу витка винтового кон" вейера 4 загрузочного устройства 1.Разгрузочное устройство 3 снабже" но размещенным в рабочей камере при- ,способлениеМ для сбора готового про" дукта и отвода конденсата, которое включает конусообразно расположенные перфорированные пластины 22 и 23, соединенные с приемным окном 24 корпуса 20 винтового конвейера 19, а также часть 25 корпуса 20, заключен" З ную между пластинами 22 и 23, которая выполнена перфорированной.Нижняя часть камеры 2 тепловой обработки, расположенная под разгрузочным устройством 3, образует сбор 40 ник 26 конденсата, который снабжен вентилем 27 слива конденсата, Днище 28 сборника 26 конДенсата выполнено с наклоном в сторойу отвода конденсата, а разгрузочное устройство 3 расположено под углом 20-30 по ото ношению к горизонтали.Разгрузочное устройство 3 снабжено окном 29 для осушки продукта, расположенным вне камеры 2 тепловой обработки. Загрузочное и разгрузочное устройство 1 и 3 снабжены приводамй, включающими регуляторы частоты вращения ,винтовых конвейеров, 4 и 19.Устройство работает следующим Образом,При пуске в эксплуатацию регулято 1 рами 10 и 14 осуществляют соответственно подачу пара в загрузочное устройство 1 и нижний дугообразные перфорированный парораспределительный элемент 8 рабочей камеры 2. При закрытом вентиле 27 слива конденсата открывают вентиль 17 подачи воды в камеру 2, Далее приводят в действие винтовой конвейер 4 загрузочногоустройства 1, который подает подготовленное к тепловой обработке сырье, например картофель, из ванны 6 в рабочую камеру 2.В процессе транспортировки винтовым конвейером 4 клубни картофеля, перемещаемые в один-два слоя (в зависимости от их размера), равномерно обрабатываются паром температурой, например, 150 С в течение 2-3 мин, При этом осуществляется нагрев клубней до 80-95 С. Вода в ванне 6 препятствует утечке пара иэ загрузочногоустройства 1 в процессе нагрева клуб"ней.1Как только вода в рабочей камере 2 начинает выходить через отверстие 2 1 корпуса 20 разгрузочного устройства 3, вентиль 17 подачй воды в рабочую камеру 2 закрывают. За времянагрева клубней в загрузочном устройст-ве 1 вода в рабочей камере 2 также нагревается. Залитая в рабочую камеру 2 вода способствует предотвращению деформации первых клубней, поступающих в камеру иэ загрузочного устройства 1, и одновременно служит гидрозатвором, препятствующим утечке пара из рабочей камеры 2.Под действием гравитационных сил" прогретое сырье постепенно перемещается и камеру 2 тепловой обработки, По мере ее заполнения в заданном режиме последовательно Открывают регу ляторы 11-13 подачи пара (в направлении снизу вверх). При этом регулятором частоты вращения винтового конвейера 4 загрузочного устройства 1 обеспечивается полное заполнение камеры в течение требуемой продолжительности варки сырья (например, при варке картофеля в течение 25-35 мин),При заполнений примерно одной трети объема рабочей камеры 2 открывают вентиль 27 слива конденсата.По истечении заданной продолжительности варки дугообразные перфорированные парораспределительныеэлементы 8 в нижней половине рабочей камеры 2 отключаются, и сваренное до готовности сырье постепенно поступаети приспособление сбора готового продукта и отвода конденсата. Конденсат,.5 образовавшийся при тейловой обработке и стекающий в нижнюю часть рабочей камеры 2, через перфорацию в пластинах 22 и 23 и в части 25 корпуса 20 ,отделяется от готового продукта, по ступает в сборник 26 конденсата и выводится из установки через вентиль 27.По окончании заданного периода тепловой обработки приводится в действие разгрузочное устройство 3 и сваренные до готовности клубни выгружаются винтовым конвейером 19. Скорость выгрузки сваренного картофеля равна скорости загрузки клубней в камеру 2 тепловой обработки. 20Остатки адсорбируемого на поверхности клубней конденсата испаряются через окно 29 для осушки продукта.Установка для тепловой обработкй корнеклубнеплодов позволяет повысить 25 удельную производительность в 1,9 раз, т.е. увеличить съем продукта с единицы площади, занимаемой установкой.Предлагаемое выполнение загрузочного устройства обеспечивает перемещение клубней в один-два слоя и их нагрев при минимальном соприкосновении, что обуславливает одинаковое аккумулирование тепла в каждом из клубней и их равномерный нагрев до 80-98 С. Благодаря этому в камерей35 тепловой обработки можно продолжать процесс варки до готовности путем поддерживания в клубнях и окружающей их среде достигнутой температурыо40 (98 С). При этом величина и количество площадей соприкосновения клубней не оказывают влияния на интенсивность процесса варки.Предлагаемая конструкция рабочей45 камеры, герметично соединенной с загрузочным устройством, позволяет осуществить перемещение клубней в процессе варки до готовности под дейст" вием гравитационных сип, исключить продолжительное воздействие шнека на размягчаемые в процессе варки клубни и уменьшить их разрушение и деформацию, обусловленные длитеЛьнЫм давлением, оказываемым витками шнека на многослойную массу клубней в извест" 55 ной установке. Тем самым предотвращается вышелачивание сухих веществ из клубней, а также попадание разваренных кусочков в конденсат и забиваниеими системы отвода ,;онденсата, Крометого, перемещение клубней в ламинар"ном потоке, обеспечиваемое предлагаемой конструкцией рабочей камеры, обуславливает благоприятные дренажныеусловия для стока конденсата и прохождения пара между клубнями, что, всвою очередь, способствует улучшениюдиффузии тепла и равномерности процесса тепловой обработки.Наличие системы парораспределения,выполненной в виде горизонтальныхдугообразных полых перфорированныхпарораспределительных элементов, последовательно расположенных один наддругим вдоль вертикальной оси рабочейкамеры, каждый из которых соединен спаропроводом и снабжен регуляторомподачи пара, позволяет поддерживатьтребуемую температуру процесса тепловой обработки по высоте камеры савтономной регулировкой расхода пара,Предлагаемая конструкция разгрузочного устройства, проходящегосквозь камеру тепловой обработки иснабженного размещенным в ней приспособлением сбора готового продукта иотвода конденсата, включающим конусообразно расположенные пластины,соединенные с приемным окном корпусаразгрузочного устройства, обеспечи"вает равномерность поступления продукта на винтовой конвейер и оптимальные условия отвода конденсата.Осуществление разгрузки клубней втонком слое, предусматриваемое предлагаемым разгрузочным устройством,способствует уменьшению деформациии разрушения клубней.Наличие в разгрузочном устройствеокна для осушки продукта, расположенного вне камеры тепловой обработки,обеспечивает за счет перепаца температур мгновенное удаление остатковконденсата, адсорбированного на поверхности клубней, т.е. их осушку,что обуславливает улучшение качестваготового продукта и уменьшение энергозатрат при производстве сухого картофельного пюре.Вертикальное расположение камерытепловой обработки, отсутствие в нейрабочих органов перемещения продуктаи выполнение загрузочного и разгрузочного устройств с. малым поперечнымсечением обуславливают сокращениеэнергозатрат в 1,5-1,6 раза по сравнению с известным устройством, 130 б 411106471 Составитель Ю.РазареновТехред А. Ач Редактор О.Бу орректор ОЛуговая Тираж 589КИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 3035, Москва, Ж, Раушская н ПодписиССР Заказ 5653 4/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,