*** URZAD PATENTOWY PRL Pierwszenstwo Zgloszenie ogloszono: 24.03.80 Opis patentowy opublikowano: 30.11.1983 17 TLMIA Twórcywynalazku: Zbigniew Gruda, Wieslaw Kurzeba Uprawniony z patentu: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Przemyslu Budowy Urzadzen Chemicznych „Cebea", Kraków (Polska) Urzadzenie do ciaglego zamrazania produktów spozywczych luzem zwlaszcza owoców i warzyw Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ciaglego zamrazania produktów spozywczych luzem, a zwlaszcza owoców i warzyw.Znane sa urzadzenia typu tunelowego, do których z jednej strony doprowadzany jest produkt swiezy, a z drugiej strony odbierany produkt zamrozony. We wnetrzu tunelu transport produktu odbywa sie w rynnie fluidalnej zaopatrzonej w perforowane dno, lub na transporterze siatkowym.W obydwu przypadkach oziebione powietrze przeplywa na wskros przez warstwe produktu.Powietrze w tunelu, utworzonym przez izolowana cieplnie obudowe, pozostaje w obiegu kolowym wymuszanym wentylatorami zasysajacymi je z przestrzeni wewnatrz tunelu i tloczacymi je nastep¬ nie przez chlodnice i warstwe produktu.Znane jest z brytyjskiego opisu patentowego nr 1 303 972 urzadzenie do fluidyzacyjnego zamrazania produktów spozywczych luzem, w którym caly proces zamrazania odbywa siew rynnie z perforowanym dnem, przez które przedmuchuje sie oziebione powietrze w kierunku z dolu do góry. Surowiec podawany jest do rynny najej poczatek i wypelnia cala rynne zakonczona progiem przesypowym.Urzadzenie takie pracuje poprawnie przy zamrazaniu produktów twardych jak groszek, fasolka, frytki, marchew kostkowa itp. Przy zamrazaniu produktów miekkich, takich jak tru¬ skawki, maliny, miekkie pólprodukty kulinarne, wystepuja uszkodzenia zamrazanych czastek na skutek pozostawania w rynnie przez kilkanascie minut w warunkach pelnej fluidyzacji. Przy produktach bardzo miekkich i mokrych jak na przyklad przejrzale truskawki nastepuje zjawisko gromadzenia sie swiezego produktu w miejscu zasypu. Mokre i ciezkie czastki nie rozplywaja sie po calej powierzchni loza, lecz tworza stozek, który osiada na dnie rynny i przymarza don. Ostre strumienie powietrza wybiegajace z dna rynny poczatkowo rozrywaja miekkie czastki, nastepnie ten rozbity produkt zalepia otwory dna hamujac w tym miejscu proces fluidyzacji. W rezultacie w miejscu zasypu powstaje blok rozbitych czastek, silnie przymarzniety do dna. Blok ten narasta wzdluz rynny i musi byc okresowo odkuwany, w przeciwnym wypadku spowodowalby calkowite zahamowanie pracy urzadzenia.2 120845 Opisane zjawisko powoduje duze straty produktu na skutek uszkodzen, a wydajnosc urzadze¬ nia wyraznie maleje w miare pogarszania sie jakosci surowca. Innym niekorzystnym zjawiskiem obserwowanym w tych urzadzeniach jest wgniatanie produktu pod podstawe ukosnej, szczytowej scianki rynny w czasie oscylacyjnego ruchu tej rynny. Zgnieciona masa produktu zostaje nastepnie przycisnieta przez perforowane dno rynny i spada na parowniki, gdzie omarza w formie bloku.Znane sa tez z polskiego opisu patentowego nr 66629 i opisu patentowego USA nr 3115 756 urzadzenia do zamrazania produktów spozywczych luzem, w których proces omrazania i domraza- nia czastek odbywa sie na transporterach tasmowych, usytuowanych wzgledem siebie jeden za drugim lub jeden nad drugim. Na transporterze pierwszym nastepuje wstepne omrazanie, na drugim domrazanie, ale warunki realizacji procesu sa w obydwu fazach takie same, to znaczy przedmuchiwanie nieruchomej warstwy oziebionym powietrzem w kierunku z dolu do góry.Ma to powazne konsekwencje w pracy urzadzenia, jakosci koncowej produktu i wydajnosci aparatu.Czastki mokrego i lepkiego produktu lezace nieruchomo na tasmie przymarzaja do niej siinie i nóz zainstalowany na koncu tej tasmy scina je powodujac znaczne straty produktu i obnizenie jego wartosci handlowej. Ponadto tasma ta silnie sie zanieczyszcza, wymaga czestego lub ciaglego mycia, co jest zabiegiem uciazliwym i energochlonnym.Innym niekorzystnym zjawiskiem jest niedostateczne omrozenie czastek na pierwszej tasmie.Na skutek przywierania czastek do tasmy i braku rozluznienia i ruchu tych czastek wymiana ciepla miedzy produktem i medium chlodzacym jest malo intensywna. W efekcie produkt nie zostaje omrozony na calej swej powierzchni, spada na tasme druga czesciowo mokry i lepki i w toku dalszego procesu w fazie domrazania zlepia sie i zbryla,co znacznie pogarsza wymiane ciepla takze i w tej fazie. W wyniku tego wydajnosc urzadzenia jest stosunkowo niska, a czestym zjawiskiem jest niedomrozenie czastek. W innych znanych urzadzeniach tego typu, proces omrazania i domrazania realizowany jest najednym transporterze tasmowym, z podobnym przedmuchem powietrza z dolu do góry. Produkty mokre zamarzaja w nich w formie zwartego, twardego bloku, który po oderwaniu od tasmy musi byc rozbijany w specjalnych kruszarkach, czemu towarzysza znaczne uszkodzenia i straty produktu. W urzadzeniach tych zjawisko niedomrozenia czastek wystepuje jeszcze silniej.W wyniku przeprowadzonych obserwacji i analizy dzialania znanych urzadzen do zamrazania poczyniono spostrzezenia, które przyczynily sie do dokonania wynalazku majacego za cel uniknie¬ cie przedstawionych problemów eksploatacyjnych, wyeliminowanie lub znaczne ograniczenie uszkodzen powodujacych straty produktu oraz zwiekszenie wydajnosci urzadzen zamrazalniczych przez ograniczenie ilosci i czasu trwania przestojów.Zagadnieniem, jakie nalezalo rozwiazac, aby osiagnac zamierzony cel, bylo skonstruowanie urzadzenia, które nie narazajac doprowadzanego do niego produktu na dlugotrwale pozostawanie w ruchu jednoczesnie, stwarzaloby warunki dokladnego zamrozenia poszczególnych czastek z zachowaniem luznej struktury calosci wsadu.Cel zostal osiagniety dzieki opracowaniu urzadzenia zasilanego za pomoca transportera tasmowego, które wewnatrz izolowanej cieplnie obudowy zawiera szereg powtarzalnych segmen¬ tów skladajacych sie z chlodnicy powietrza, skrzyni powietrznej oraz wentylatora wywolujacego ruch powietrza przez skrzynie powietrzna i chlodnice powietrza w kierunku od dolu do góry. Co najmniej na segmencie pierwszym, liczac od wlotu swiezego produktu, ustawiona jest rynna fluidalna zasilana swiezym produktem za pomoca transportera tasmowego zamontowanego prze¬ suwnie i korzystnie obrotowo. Transporterpolaczony jest z mechanizmem sluzacym do wprawia¬ nia go w ruch posuwisto zwrotny wzdluz osi rynny, a korzystnie takze obrotowy, w plaszczyznie poziomej, w granicach kata a zawartego miedzy ramionami hipotetycznego trójkata równoramien¬ nego, którego podstawa jest w przyblizeniu równa szerokosci rynny fluidalnej, a wysokosc odpo¬ wiada odleglosci osi obrotu transportera od jego zakonczenia.Rynna fluidalna, co najmniej w czesci poczatkujacej ma postac rusztu z drutów pod którym jest zamontowany system przesuwnych grzebieni czyszczacych z zebami korzystnie z tworzywa sztucznego. Zeby te wchodza od dolu miedzy druty rusztu. Grzebienie czyszczace ulozone sa na rolkach i zaopatrzone w drazek polaczony z mechanizmem napedzajacym, umieszczonym na zewnatrz izolowanej obudowy, który sluzy do przesuwania grzebieni czyszczacych tam i z powro-120 845 3 tem wzdluz osi rynny. Szczytowa skosna scianka poczatkujaca rynne fluidalna zakonczona jest u dolu grzebieniem, którego zeby wchodza od góry miedzy druty rusztu stanowiacego dno rynny.Wszystkie segmenty powtarzalne umieszczone wewnatrz obudowy urzadzenia, oprócz wspólpra¬ cujacych z rynna fluidalna, zwiazane sa funkcjonalnie z transporterem siatkowym, którego pocza¬ tek jest usytuowany wzgledem rynny fluidalnej kaskadowo i bezposrednio za jej progiem przesypowym.Przyklad wykonania urzadzenia do stosowania sposobu wedlug wynalazku ukazany jest na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój podluzny, fig. 2 przekrój poprzeczny wzdluz linii A-A zaznaczonej na fig. 1, a fig. 3 fragment widoku z góry od strony przekroju B-B zaznaczonego na fig. 1. Fig. 4 ukazuje w przekroju pionowym podluznym rynne fluidalna wraz z wyposazeniem sluzacym do jej czyszczenia i poruszania, natomiast fig. 5, 6, 7 i 8 szczególy zaznaczone na fig. 4 jedynie schematycznie.Jak wynika z rysunku, urzadzenie sklada sie z kilku chlodnic powietrza 1 polaczonych z nieuwidocznionym na rysunku agregatem chlodniczym. Chlodnice ustawione sa na skrzyniach powietrznych 2 przylaczonych do krócców tlocznych wentylatorów 3. Chlodnice 1 i skrzynie powietrzne 2 wraz z wentylatorami 3 tworza powtarzalne segmenty. Nad pierwszym z tych segmentów, liczac od strony wlotu swiezego produktu podawanego transporterem tasmowym 7 umieszczona jest rynna fluidalna 4 rozpoczynajaca sieod skosnej szczytowej scianki 14, a konczaca sie progiem przesypowym 5. Na przedluzeniu rynny fluidalnej zainstalowany jest transporter siatkowy 6 opasujacy pozostale segmenty powtarzalne. Poczatek tego transportera usytuowany jest kaskadowo wzgledem rynny fluidalnej tuz za jej progiem przesypowym. Wszystkie segmenty powtarzalne, rynna i transporter siatkowy umieszczone sa wewnatrz izolowanej cieplnie obudowy 8. Czesc dna rynny fluidalnej wykonana jest w postaci rusztu z drutów 9, miedzy które wchodza od dolu zeby grzebieni czyszczacych 10 rozmieszczonych pod rusztem, wspartych na rolkach 11 i polaczonych drazkiem 12 z mechanizmem 13 wprawiajacym je w ruch tam i z powrotem wzdluz osi rynny fluidalnej. Zakonczenie skosnej scianki szczytowej 14 stanowi grzebien 15 którego zeby wchodza od góry miedzy druty rusztu 9. Rynna 4 podpartajest wahliwie i polaczona z urzadzeniem wywolujacym jej oscylowanie w zalozonych z góry granicach.Zasada pracy urzadzenia jest nastepujaca: produkt przeznaczony do zamrazania dostarczany jest na poczatkowa partie rynny fluidalnej 4 za pomoca transportera tasmowego 7. Transporterten ustawiony jest na rolkach lub slizgach i wykonuje ruch posuwisto zwrotny wzdluz osi rynny w ustalonych granicach, a nadto przy szerokich rynnach ograniczony ruch obrotowy w plaszczyznie poziomej w ramach kata a. W ten sposób swiezy produkt rozprowadzany jest na calej powierzchni wstepnej partii rynny i mokre czastki izolowane sa od dna tej rynny fluidujaca warstwa produktu juz czesciowo omrozonego.Wentylator 3 daje staly podmuch oziebionego powietrza przez azurowe dno rynny 4utrzymu¬ jac warstwe produktu w stanie fluidalnym z samoczynnym plynieciem produktu od miejsca zasypu w kierunku progu przesypowego 5. Czas przebiegu produktu przez rynne 4stanowi tylko niewielka czesc czasu calego procesu zamrazania, korzystnie 0,1-0,2 tego czasu, co jest wystarczajace dla wlasciwego, powierzchniowego omrozenia czastek. Czas ten reguluje sie wysokoscia nastawnego progu przesypowego 5. Bezposrednio za progiem produkt spada na transporter siatkowy 6, na którym warstwa produktu przedmuchiwana jest oziebionym powietrzem w kierunku z dolu do góry, jednak bez wprawianiajej w stan fluidalny, to znaczy warstwajest nieruchoma lub tylko nieco spulchniona, bez fluidalnego ruchu czastek. Czas domrazania produktu do temperatury zadanej w technologii reguluje sie szybkoscia biegu transportera. W toku zamrazania bardzo miekkich i mokrych produktów nalezy sie liczyc z pewnym zanieczyszczeniem tego dna, eliminujacy uciazliwe wchodzenie do wnetrza obudowy tunelu.Budowa i dzialanie tego systemu zilustrowane jest na fig. 4, 5 i 6. Poczatkowa partia dna rynny 4, gdzie istnieje najwieksze niebezpieczenstwo zanieczyszczenia, wykonana jest w formie rusztu 9 z drutu. Druty rusztu 9 ulozone sa wzdluz osi rynny 4. Pod tym rusztem zamontowany jest system grzebieni 10, korzystnie wykonanych z tworzywa sztucznego, których zeby wchodza na niewielka glebokosc miedzy druty rusztu 9. System grzebieni lOzamontowany jest na ramie spoczywajacej na rolkach 11, po których moze sie przesuwac w ograniczonym zakresie wzdluz osi rynny 4. Rama z grzebieniami 10 przesuwana jest za pomoca drazka 12, poruszanego mechanizmem 13, zamonto-4 120 845 wanym na zewnatrz obudowy. Normalnie czyszczenie rynny odbywa sie jeden lub dwa razy na godzine. Przy produkcie bardzo zlej jakosci mechanizm 13 moze byc uruchamiany czesciej lub pracowac stale. Przy rynnach oscylacyjnych, o duzym skoku oscylacji, przewidziane jest nadto urzadzenie zapobiegajace wgniataniu produktu miedzy dno rynny 4 i podstawe scianki szczytowej 14, zamontowanej na poczatku rynny. Mechanizm dzialania tego urzadzenia ilustruje fig. 7 i 8.Dolna partia scianki szczytowej 14 wykonana jest w formie grzebienia 15, którego zeby wchodza ipiedzy druty rusztu 9. W toku oscylacji rynny 4, miejsce styku scianki 14 i rusztu 9samoczynnie sie oczyszcza i nie ma zjawiska zgniatania i wytlaczania produktów pod rynne 4.Stosowanie urzadzenia wedlug wynalazku wielokrotnie zmniejsza w porównaniu z urzadze¬ niami znanymi, ilosc uszkodzen i wielkosc strat produktu. Poprawia to znacznie ekonomike produkcji, jako ze straty produktu stanowia najpowazniejsza pozycje kosztów zamrazania. Rów¬ niez wskaznik zuzycia energii na jednostke produkcji jest okolo dwukrotnie nizszy.Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc stosowane do zamrazania produktów o bardzo zróznicowanej jakosci, nawet bardzo mokrych i miekkich jak przejrzale truskawki, przy czym jakosc produktu wprowadzanego do urzadzenia nie ma istotnego wplywu na wydajnosc urzadzenia.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do ciaglego zamrazania produktów spozywczych luzem, zwlaszcza owoców i warzyw, zasilane za pomoca transportera tasmowego, zawierajace wewnatrz izolowanej cieplnie obudowy szereg powtarzalnych segmentów skladajacych sie z chlodnicy powietrza, skrzyni powietrznej oraz wentylatora, który wywoluje ruch powietrza przez skrzynie powietrzna i chlod¬ nice powietrza w kierunku od dolu do góry, znamienne tym, ze co najmniej na segmencie pier¬ wszym, liczac od wlotu swiezego produktu, ustawiona jest znana rynna fluidalna (4) zasilana swiezym produktem za pomoca transportera tasmowego (7), zamontowanego przesuwnie i korzystnie obrotowo, polaczonego z mechanizmem sluzacym do wprawiania go w ruch posuwisto zwrotny wzdluz osi rynny, a korzystnie takze obrotowy, w plaszczyznie poziomej, w granicach kata a zawartego miedzy ramionami trójkata równoramiennego, którego podstawa jest w przyblizeniu równa szerokosci rynny fluidalnej, a wysokosc odpowiada odleglosci osi obrotu transportera od jego zakonczenia. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze co najmniej poczatkowa czesc dna rynny fluidalnej (4) wykonana jest w formie rusztu (9) z drutów pod którym jest zamontowany system grzebieni czyszczacych (10) z zebami korzystnie z tworzywa sztucznego, wchodzacymi miedzy druty rusztu, które to grzebienie czyszczace ulozone sa na rolkach (11) i zaopatrzone w drazek (12) polaczony z mechanizmem napedzajacym (13) umieszczonym na zewnatrz izolowanej obudowy (8), a sluzacym do przesuwania grzebieni czyszczacych tam i z powrotem wzdluz osi rynny (4). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze skosna szczytowa scianka (14)rynny (4) zakonczona jest od dolu grzebieniem (15) którego zeby wchodza od góry miedzy druty rusztu (9). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wszystkie umieszczone w nim powtarzalne segmenty jak chlodnice powietrza (1), skrzynie (2) i wentylator (3) oprócz wspólpracujacych z rynna fluidalna (4) zwiazane sa funkcjonalnie z opasujacym je transporterem siatkowym (6), którego poczatek usytuowany jest wzgledem rynny fluidalnej kaskadowo i bezposrednio za jej progiem przesypowym (5).120 845 7 i ! L t j^^F-^''iil'-l'-'-i;i'lVil'-''l!'",'lift^"'"V1;v:j|l'',|'in,v [] r^vTv^'^LL*%^v^:oyiV^y*vJ* "¦ ¦ ¦¦¦¦¦¦ ¦¦ ¦¦'¦-¦¦ ¦' -¦ ¦ ¦ "¦¦¦¦ ¦-¦-" Eiaj. ruf.2 ' 1-* '"¦--Li*'1 1/ EiLi.120 845 W 9 10 4 \ J f^r\t i Fi2_7 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 cgz.Cena 100 zl PL