RU2007920C1

RU2007920C1 - Device for smoking food products

Info

Publication number: RU2007920C1
Authority: RU
Inventors: Олег Иванович Квасенков
Original assignee: Олег Иванович Квасенков
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: device has a chamber. In the chamber there are an air blower, supports for product, and a smoking fluid supply pipeline open to a reservoir. At the pipeline outlet there is at least one nozzle provided with a source of ultrasound. The source has a stem-type concentrator of longitudinal oscillations. EFFECT: lower consumption of smoking fluid; higher smoking process rate; higher product quality. 9 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности и может быть использовано при копчении пищевых продуктов жидким коптильным препаратом. The invention relates to equipment of the food industry and can be used for smoking food products with liquid smoking product.

Известно устройство для копчения пищевых продуктов, содержащее камеру с размещенными в ней средствами поддержки продукта и трубопроводом подачи газожидкостной коптильной смеси, на выходе которого установлено по меньшей мере одно сопло, систему генерации газожидкостной коптильной смеси и систему управления. A device for smoking food products is known, comprising a chamber with product support means and a gas-liquid smoking mixture supply pipe, at the outlet of which at least one nozzle, a gas-liquid smoking mixture generation system and a control system are installed.

Недостатками этого устройства являются высокий расход коптильной жидкости из-за ее низкой дисперсности в газожидкостной смеси и связанного с этим ее осаждения в подающем трубопроводе, на стенках и полу камеры, низкая скорость процесса копчения из-за медленной диффузии коптильной жидкости в продукт и низкое качество готового продукта из-за малой глубины проникновения коптильной жидкости в продукт. The disadvantages of this device are the high consumption of smoke liquid due to its low dispersion in the gas-liquid mixture and the associated deposition in the supply pipe, on the walls and floor of the chamber, the low rate of the smoking process due to the slow diffusion of the smoke liquid into the product and the low quality of the finished product product due to the small depth of penetration of the liquid smoke into the product.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для копчения пищевых продуктов, содержащее камеру с размещенными в ней воздуходувкой, средствами поддержки продукта и связанным с резервуаром трубопроводом подачи коптильной жидкости, на выходе которого установлено по меньшей мере одно сопло, и систему управления. Closest to the claimed one is a device for smoking food products, comprising a chamber with a blower placed therein, product support means and a smoking liquid supply pipe connected to the reservoir, at the outlet of which at least one nozzle is installed, and a control system.

Это устройство обладает несколько сниженным расходом коптильной жидкости благодаря созданию воздуходувкой циркуляционного воздушного потока внутри камеры, препятствующего осаждению коптильной жидкости на стенках и полу камеры, но не исключающего его из-за низкой дисперсности коптильной жидкости при распылении в форсунке с сопловым выходом только за счет давления жидкости. В остальном это устройство полностью сохраняет недостатки предыдущего. This device has a slightly reduced consumption of smoke liquid due to the creation of a circulating air flow blower inside the chamber, which prevents the smoke from settling on the walls and floor of the chamber, but does not exclude it due to the low dispersion of the smoke liquid when sprayed in the nozzle with a nozzle outlet only due to liquid pressure . Otherwise, this device completely retains the disadvantages of the previous one.

В предлагаемом устройстве для копчения пищевых продуктов, содержащем камеру с размещенными в ней воздуходувкой, средствами поддержки продукта, связанным с резервуаром трубопроводом подачи коптильной жидкости, на выходе которого установлено по меньше мере одно сопло, и систему управления, согласно изобретению сопло снабжено источником ультразвука со стержневым концентратом продольных колебаний. In the proposed device for smoking food products containing a chamber with a blower placed in it, product support means connected to the reservoir by a smoking liquid supply pipe, at the outlet of which at least one nozzle is installed, and the control system according to the invention, the nozzle is equipped with a rod ultrasound source concentrate of longitudinal vibrations.

Это позволяет повысить дисперсность коптильной жидкости до 0,1 мкм, чем увеличить ее поверхность испарения и практически полностью исключить ее оседание на стенках и полу камеры, увеличить глубину проникновения коптильной жидкости в продукт и ускорить диффузию за счет наложения на дисперсный поток коптильной жидкости ультразвуковой волны. This makes it possible to increase the dispersion of smoke liquid to 0.1 μm, than to increase its evaporation surface and almost completely eliminate its settling on the walls and floor of the chamber, increase the penetration depth of smoke liquid into the product, and accelerate diffusion by applying an ultrasonic wave to the dispersed smoke stream.

В предпочтительном варианте свободный конец концентратора с зазором размещен внутри сопла, при этом желательно, чтобы сопло было выполнено с системой обогрева, а его внутренняя поверхность - из электретного электролизера. In a preferred embodiment, the free end of the concentrator with a gap is placed inside the nozzle, while it is desirable that the nozzle was made with a heating system, and its inner surface is made of an electret electrolyzer.

Это позволяет при наиболее простой конструкции обеспечить указанную выше дисперсность коптильной жидкости, увеличить вероятность ее испарения и за счет сил электростатического отталкивания снизить вероятность коагуляции и осаждения неиспарившихся частиц коптильной жидкости. This allows for the simplest design to ensure the above dispersion of the smoke liquid, to increase the likelihood of its evaporation and due to the forces of electrostatic repulsion to reduce the likelihood of coagulation and sedimentation of non-vaporized particles of smoke liquid.

В другом предпочтительном варианте предусмотрено выполнение сопла в виде осевого канала в теле концентратора, сообщенного с трубопроводом подачи коптильной жидкости через штуцер, размещенный на линии нулевых смещений концентратора. In another preferred embodiment, the nozzle is provided in the form of an axial channel in the body of the concentrator in communication with the pipe for supplying smoking liquid through a fitting located on the line of zero displacement of the concentrator.

Такая конструкция при достаточной точности изготовления деталей позволяет достичь указанной выше дисперсности коптильной жидкости и осуществить ее подогрев без применения нагревательных элементов. This design with sufficient accuracy in the manufacture of parts allows you to achieve the above dispersion of the smoking liquid and to heat it without the use of heating elements.

Предусмотрена возможность выполнения источника ультразвука в виде магнитострикционного преобразователя с рубашкой жидкостного охлаждения, подключенной к трубопроводу подачи коптильной жидкости перед соплом. It is possible to produce an ultrasound source in the form of a magnetostrictive transducer with a liquid cooling jacket connected to a smoking liquid supply pipe in front of the nozzle.

Это позволяет подогревать коптильную жидкость за счет диссипативных тепловыделений источника ультразвука, чем снизить энергоемкость устройства за счет утилизации тепла и повысить вероятность испарения коптильной жидкости без осаждения. This allows you to warm the smoke liquid due to dissipative heat of the ultrasound source, thereby reducing the energy consumption of the device due to heat recovery and increasing the likelihood of vaporization of the smoke liquid without precipitation.

Предусмотрено также снабжение устройства дозатором, установленным на трубопроводе подачи коптильной жидкости, и выполнение системы управления в виде установленных в камере датчика температуры, связанного через аналоговый преобразователь с нагревательным элементом, установленным в камере для поддержания температуры процесса и повышения вероятности испарения коптильной жидкости, источником ультразвука и дозатором, и датчика влажности, связанного через аналоговый преобразователь с источником ультразвука, дозатором и воздуходувкой. It is also envisaged to supply the device with a dispenser installed on the pipe for supplying smoke liquid, and implement a control system in the form of a temperature sensor installed in the chamber, connected through an analog converter with a heating element installed in the chamber to maintain the process temperature and increase the likelihood of vaporization of the smoke liquid, an ultrasound source and a dispenser, and a humidity sensor connected through an analog transducer to an ultrasound source, a dispenser and a blower.

Это позволяет обеспечить оптимальные температурно-влажностные характеристики при копчении в зависимости от внешних условий, влияющих на внутренние условия в камере. This allows you to provide optimal temperature and humidity characteristics during smoking, depending on external conditions that affect the internal conditions in the chamber.

Возможно также снабжение устройства установленной в камере холодильной установкой. It is also possible to supply the device with a refrigeration unit installed in the chamber.

Это позволяет за счет разности температуропроводности и теплоемкости стенок камеры и продукта, последовательно охлаждая камеру с продуктом и нагревая их, добиться конденсации коптильной жидкости только на продукте. This allows, due to the difference in thermal diffusivity and heat capacity of the walls of the chamber and the product, successively cooling the chamber with the product and heating them, to achieve condensation of the smoking liquid only on the product.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения узла распыления коптильной жидкости с источником ультразвука и концентратором, размещенным внутри сопла, и с соплом, выполненным в теле концентратора соответственно; на фиг. 4 представлена схема управления устройства. In FIG. 1 shows a diagram of a device; in FIG. 2 and 3 show embodiments of a smoking liquid atomization unit with an ultrasound source and a concentrator located inside the nozzle and with a nozzle made in the concentrator body, respectively; in FIG. 4 shows a control circuit of the device.

Устройство для копчения пищевых продуктов содержит (фиг. 1) камеру 1 с размещенными в ней воздуходувкой 2, средствами 3 поддержки продукта, связанным с резервуаром 4 трубопроводом 5 подачи коптильной жидкости, на выходе которого установлены сопла 6, нагревательным элементом 7 и холодильной установкой 8 и систему управления. Сопла 6 снабжены (фиг. 2, 3) источниками 9 ультразвука со стержневыми концентраторами 10 продольных колебаний. Трубопровод 5 снабжен (фиг. 1) дозатором 11. Система управления выполнена (фиг. 4) в виде установленных в камере 1 датчика 12 температуры, связанного через аналоговый преобразователь 13 с нагревательным элементом 7, источником 9 ультразвука и дозатором 11, и датчика 14 влажности, связанного через аналоговый преобразователь 15 с источником 9 ультразвука, дозатором 11 и воздуходувкой 2. The device for smoking food products contains (Fig. 1) a chamber 1 with a blower 2 placed therein, product support means 3 connected to the tank 4 by a smoking liquid supply pipe 5, at the outlet of which nozzles 6, a heating element 7 and a refrigeration unit 8 are installed and management system. Nozzles 6 are equipped (Fig. 2, 3) with ultrasound sources 9 with rod concentrators 10 of longitudinal vibrations. The pipeline 5 is equipped (Fig. 1) with a dispenser 11. The control system is made (Fig. 4) in the form of a temperature sensor 12 installed in the chamber 1 and connected through an analog converter 13 with a heating element 7, an ultrasound source 9 and a dispenser 11, and a humidity sensor 14 connected through an analog transducer 15 with an ultrasound source 9, a dispenser 11 and a blower 2.

На фиг. 2 показано выполнение узла распыления коптильной жидкости, в котором свободный конец концентратора 10 с зазором 16 размещен внутри сопла 6, которое выполнено обогреваемым элементами 17 и с внутренней поверхностью из электретного электризатора 18. Там же показано выполнение источника 9 ультразвука в виде магнитострикционного преобразователя 19 с рубашкой 20 жидкостного охлаждения, подключенной к трубопроводу 5 подачи коптильной жидкости перед соплом 6. In FIG. 2 shows a design of a smoking liquid atomization unit, in which the free end of the concentrator 10 with a gap 16 is located inside the nozzle 6, which is made by heated elements 17 and with an inner surface of an electret electrifier 18. It also shows the design of the ultrasound source 9 in the form of a magnetostrictive transducer 19 with a jacket 20 liquid cooling connected to the pipe 5 supply smoke liquid in front of the nozzle 6.

На фиг. 3 показано выполнение сопла 6 в виде осевого канала в теле концентратора 10, сообщенного с трубопроводом 5 подачи коптильной жидкости через штуцер 21, размещенный на линии нулевых смещений концентратора 10. In FIG. 3 shows the implementation of the nozzle 6 in the form of an axial channel in the body of the concentrator 10, in communication with the pipe 5 for supplying liquid smoke through the fitting 21, located on the line of zero displacement of the concentrator 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В камере 1 на средствах 3 размещают предназначенный для копчения продукт, например колбасу, после чего камеру 1 герметизируют и включают холодильную установку 8. После охлаждения камеры 1 и размещенного в ней продукта до температуры ниже точки росы коптильной жидкости при заданной влажности в процессе копчения холодильную установку 8 отключают и включают воздуходувку 2 и нагревательный элемент 7. Последний остается включенным для проведения процесса копчения, температуры стенок камеры 1 выше температуры точки росы коптильной жидкости при температуре воздуха и заданной влажности и при сохранении температуры продукта ниже температуры точки росы коптильной жидкости при тех же параметрах. Затем включают источники 9 ультразвука при одновременной подаче из резервуара 5 по трубопроводу 5 через дозатор 11 коптильной жидкости в сопла 6. Коптильная жидкость поступает в рубашку 20 жидкостного охлаждения магнитострикционных преобразователей 19 источников 9 ультразвука, нагревается, утилизируя диссипативные тепловыделения преобразователей, и поступает в сопла 6. A product intended for smoking, for example sausage, is placed in the chamber 1 on the means 3, after which the chamber 1 is sealed and the refrigeration unit 8 is turned on. After cooling the chamber 1 and the product placed therein to a temperature below the dew point of the smoking liquid at a given humidity during the smoking process, the refrigeration unit 8 turn off and turn on the blower 2 and the heating element 7. The latter remains on for the smoking process, the temperature of the walls of the chamber 1 is higher than the dew point of the smoke liquid at Temperature and air humidity and at a given product temperature maintaining temperature below the dew point of liquid smoke for the same parameters. Then, ultrasound sources 9 are turned on while simultaneously supplying from the reservoir 5 through the pipe 5 through the smoke liquid dispenser 11 to the nozzles 6. The smoke liquid enters the liquid cooling jacket 20 of the magnetostrictive transducers 19 of the ultrasound sources 9, is heated, utilizing the dissipative heat of the transducers, and enters the nozzles 6 .

При конструктивном выполнении узла распыления, показанном на фиг. 2, коптильная жидкость дополнительно разогревается в соплах 6 от элементов 17 и поступает в зазор 16 между внутренней поверхностью сопла 6 и внешней боковой поверхностью стержневого концентратора 10, размер которого не превышает диаметра каплепадения коптильной жидкости при температуре распыления. При такой величине зазора 16 происходят неизбежный контакт коптильной жидкости с боковой поверхностью концентратора 10 и ее транспортирование по ней за счет эжекции сопла 6 и разрежения, возникающего у торцовой поверхности концентратора 10 при его продольных колебаниях от источника 9, к торцовой поверхности концентратора 10, с которой происходит распыление коптильной жидкости с дисперсностью до 0,1 мкм. Одновременно при прохождении через зазор 16 и распылении из сопла 6 за счет контакта с электретным электризатором 18 капли коптильной жидкости приобретают одноименный статический электрический заряд, знак которого зависит от знака электретного электризатора 18 и его расположения относительно торцовой поверхности концентратора 10. Этот заряд препятствует коагуляции капель коптильной жидкости за счет сил электростатического отталкивания одноименно заряженных частиц. In the embodiment of the spray assembly shown in FIG. 2, the smoke liquid is additionally heated in the nozzles 6 from the elements 17 and enters the gap 16 between the inner surface of the nozzle 6 and the outer side surface of the rod concentrator 10, the size of which does not exceed the dropping diameter of the smoke liquid at the spraying temperature. With this gap 16, the smoking liquid inevitably comes into contact with the side surface of the concentrator 10 and is transported along it due to the ejection of the nozzle 6 and the rarefaction arising at the end surface of the concentrator 10 during its longitudinal vibrations from the source 9, to the end surface of the concentrator 10, with which there is a spray of liquid smoke with a dispersion of up to 0.1 microns. At the same time, when passing through the gap 16 and spraying out of the nozzle 6, due to contact with the electret electrizator 18, the smoke liquid droplets acquire the same static electric charge, the sign of which depends on the sign of the electret electricizer 18 and its location relative to the end surface of the concentrator 10. This charge prevents coagulation of smoke drops fluid due to the forces of electrostatic repulsion of the same charged particles.

При выполнении узла распыления коптильной жидкости, как показано на фиг. 3, коптильная жидкость через штуцер 21, расположенный на линии нулевых смещений концентратора 10 для исключения диссипации энергии его ультразвуковых колебаний в трубопроводе 5, поступает в сопло 6, выполненное в виде осевого канала в теле концентратора 10, где в процессе транспортировки к торцовой поверхности разогревается за счет утилизации энергии ультразвуковых колебаний концентратора 10 и аналогичным образом распыляется с его торцовой поверхности. When the smoking liquid atomization assembly is performed, as shown in FIG. 3, the smoke liquid through the nozzle 21 located on the zero-displacement line of the concentrator 10 to exclude the dissipation of the energy of its ultrasonic vibrations in the pipeline 5 enters the nozzle 6, made in the form of an axial channel in the body of the concentrator 10, where it is heated for transportation to the end surface due to the utilization of the energy of ultrasonic vibrations of the concentrator 10 and is similarly sprayed from its end surface.

Дисперсный поток коптильной жидкости, являющийся носителем ультразвуковой волны, захватывается циркулирующим в камере 1 воздушным потоком, создаваемым воздуходувкой 2, и равномерно распределяется по объему камеры 1. Высокая дисперсность коптильной жидкости способствует ее частичному испарению, практически исключающему наличие жидкой фазы в циркулирующем газовом потоке. Температура продукта ниже точки росы коптильной жидкости приводит к конденсации коптильной жидкости на продукте, в то время как температура стенок камеры 1 выше температуры точки росы коптильной жидкости исключает конденсацию ее паров на стенках камеры 1. Это снижает расход коптильной жидкости. Ультразвуковая волна, носителем которой является поток коптильной жидкости, облегчает диффузию коптильной жидкости в продукт и увеличивает глубину ее проникновения, что ускоряет процесс копчения и повышает качество готового продукта. The dispersed stream of smoke liquid, which is the carrier of the ultrasonic wave, is captured by the air stream circulating in the chamber 1 created by the blower 2, and is evenly distributed over the volume of the chamber 1. The high dispersion of the smoke liquid contributes to its partial evaporation, almost eliminating the presence of a liquid phase in the circulating gas stream. The temperature of the product below the dew point of the smoke liquid leads to condensation of the smoke liquid on the product, while the temperature of the walls of the chamber 1 above the dew point of the smoke liquid prevents condensation of its vapor on the walls of the chamber 1. This reduces the consumption of smoke liquid. The ultrasonic wave, the carrier of which is the flow of smoke liquid, facilitates the diffusion of smoke liquid into the product and increases the depth of its penetration, which accelerates the smoking process and improves the quality of the finished product.

Изменение относительной влажности в процессе копчения при расходе коптильной жидкости и изменении внешних условий, изменяющих условия внутри камеры 1, фиксируется датчиком 14, который подает сигнал о величине и характере изменения на аналоговый преобразователь 15, вырабатывающий командный сигнал по результатам сравнения поступающего от датчика 14 сигнала с заданным, который уменьшает или прекращает подачу коптильной жидкости дозатором 11, при перекрытии которого выключаются источники 9 ультразвука, и увеличивает производительность воздуходувка 2 при повышении влажности или наоборот при ее снижении. Колебания температуры внутри камеры 1 в зависимости от температурных условий вне нее фиксируются датчиком 12, который подает сигнал на аналоговый преобразователь 13, аналогичным образом вырабатывающий команду на включение нагревательного элемента 7 и прекращение подачи коптильной жидкости дозатором 11 при выключении источников 9 ультразвука, когда температура снижается ниже заданной, или на увеличение мощности источников 9 ультразвука и снижение мощности или выключение элемента 7 при повышении температуры для интенсификации поглощения теплоты облегчением испарения коптильной жидкости. A change in relative humidity during smoking at a flow rate of smoke liquid and a change in external conditions that change the conditions inside the chamber 1 is recorded by a sensor 14, which sends a signal about the magnitude and nature of the change to an analog converter 15 that generates a command signal based on the results of comparing the signal received from the sensor 14 with a predetermined one, which reduces or stops the supply of smoke liquid by the dispenser 11, upon shutdown of which the ultrasound sources 9 are turned off, and increases the air productivity hoduvka 2 with increasing humidity or vice versa during its descent. The temperature fluctuations inside the chamber 1, depending on the temperature conditions outside it, are recorded by the sensor 12, which sends a signal to the analog converter 13, which similarly generates a command to turn on the heating element 7 and stop the supply of smoke liquid by the dispenser 11 when the ultrasound sources 9 are turned off, when the temperature drops below predetermined, or to increase the power of ultrasound sources 9 and reduce the power or turn off the element 7 with increasing temperature to enhance absorption eploty relief evaporation of liquid smoke.

Таким образом предлагаемое устройство позволяет снизить расход коптильной жидкости, увеличить скорость процесса копчения и повысить качество готового продукта. (56) Азарх З. Ш. , Саломатин А. Д. , Епихина А. М. , Павликова Л. В. , Олифсон Н. М. , Костикова Л. Н. Технический уровень производства в мясной промышленности некоторых зарубежных стран. - Обзорная информация. М. : ЦНИИТЭИ мясомолпром, 1981, с. 19-20. Thus, the proposed device can reduce the consumption of smoking liquid, increase the speed of the smoking process and improve the quality of the finished product. (56) Azarh Z. Sh., Salomatin A.D., Epikhina A.M., Pavlikova L.V., Olifson N.M., Kostikova L.N. Technical level of production in the meat industry of some foreign countries. - Overview information. M.: TsNIITEI meat and meat industry, 1981, p. 19-20.

Claims

1. DEVICE FOR SMOKING FOOD PRODUCTS, including a chamber, blower, means for placing food products, a pipe for supplying smoke liquid, at the outlet of which at least one nozzle with a source of ultrasound is installed, and a control system, characterized in that the source of ultrasound is equipped with a rod concentrator longitudinal vibrations.

2. The device according to p. 1, characterized in that the free end of the hub is placed inside the nozzle with the formation of a gap.

3. The device according to p. 2, characterized in that the inner surface of the nozzle is made of an electret electrizator.

4. The device according to p. 2, characterized in that the nozzle is equipped with a heating system.

5. The device according to p. 1, characterized in that the nozzle is made in the form of an axial channel in the body of the concentrator and is in communication with the pipe supplying smoke liquid through a fitting located on the line of zero displacement of the concentrator.

6. The device according to claim 1, characterized in that the ultrasound source is made in the form of a magnetostrictive transducer with a liquid cooling jacket connected to the pipe for supplying smoke liquid in front of the nozzle.

7. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with a heating element located in the chamber.

8. The device according to p. 7, characterized in that it is equipped with a dispenser installed on the pipe for supplying smoke liquid, and the control system is made in the form of a temperature sensor installed in the chamber, connected through an analog converter with a heating element, an ultrasound source and a dispenser, and a sensor humidity connected via an analog transducer to an ultrasound source, smoke dispenser and blower.

9. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with a refrigeration unit installed in the chamber.