RU208025U1

RU208025U1 - Аппарат для шоковой заморозки пищевых продуктов

Info

Publication number: RU208025U1
Application number: RU2021116444U
Authority: RU
Inventors: Артем Гарныкович Симонянц; Евгений Викторович Писарев; Алексей Андреевич Кислун; Артем Владимирович Комиссаров; Данил Анатольевич Филатов; Ринат Равилевич Салихов; Сергей Анатольевич Родионов; Олег Александрович Галицкий
Original assignee: ООО "Кьюми"
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2021-11-30

Abstract

Полезная модель относится к холодильному технологическому оборудованию для шокового замораживания пищевых продуктов. Предложен аппарат для шоковой заморозки пищевых продуктов, содержащий холодильную камеру с теплоизолирующими стенками, направляющие для установки гастроемкостей или кондитерских противней, испаритель с вентиляторами, холодильный агрегат и контроллер, управляющий холодильным агрегатом, который дополнительно оснащен установленной под потолком холодильной камеры линией подвода гелия под давлением с электромагнитным клапаном и рассеивателем, а сама холодильная камера содержит коническое днище с патрубком и конический потолок с линией отвода гелия, при этом патрубок конического днища и линия отвода гелия конического потолка оснащены запирающими электромагнитными клапанами и анализаторами газов. Полезная модель позволяет сократить время заморозки пищевых продуктов, так как теплопроводность гелия в 5-6 раз выше теплопроводности воздуха, и энергозатраты на заморозку продуктов за счет меньшего времени работы холодильного агрегата и вентиляторов, сохранить естественные органолептические свойства пищевых продуктов за счет сокращения времени фазового перехода жидкости, находящейся в составе пищевого продукта, в твердое состояние, так как при этом в пищевых продуктах сохраняется больше связанной жидкости, не переходящей в лед, увеличить сроки хранения замороженных пищевых продуктов, так как гелиевая среда препятствует размножению бактерий. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к холодильному технологическому оборудованию для замораживания пищевых продуктов при их контакте с низкотемпературным воздухом или гелием. За счет возможности использования гелия, аппарат для шоковой заморозки пищевых продуктов обеспечивает сокращение продолжительности процесса шокового замораживания для максимального сохранения качества пищевых продуктов.

Известен аппарат шоковой заморозки ШОК-20-1/1 (https://www.whitegoods.ru/goods/70940.htm, Шкаф шоковой заморозки ШОК-20-1/1 паспорт и руководство по эксплуатации, стр. 10), предназначенный для быстрого охлаждения, замораживания и дальнейшего хранения различных пищевых продуктов на предприятиях общественного питания и торговли. В состав аппарата входят следующие основные компоненты: холодильная камера с теплоизолирующими стенками, направляющие для поперечной установки гастроемкостей или кондитерских противней, двухконтурный испаритель с двумя скоростными вентиляторами, расположенными на верхней стенке холодильной камеры, холодильный агрегат, контроллер.

Работой холодильного агрегата управляет контроллер. Контроллер предназначен для поддержания заданной температуры в охлаждаемом объеме. При достижении заданной температуры в камере или по щупу (в зависимости от выбранного режима) контроллер отключает электродвигатель компрессора, при повышении температуры выше установленной - включает его. Вентиляторы служат для интенсивного обдува замораживаемых пищевых продуктов холодным воздухом от испарителя.

Особенностью данного аппарата шоковой заморозки является расположение вентиляторов в верхней стенке холодильной камеры. Преимуществом такого расположения вентиляторов обдува является увеличенный полезный объем холодильной камеры. Недостатком является то, что при вертикальном расположении вентиляторов происходит неравномерный обдув замораживаемых пищевых продуктов, размещенных на гастроемкостях или кондитерских противнях, вследствие того, что гастроемкости или противни, расположенные поперечно воздушному потоку, являются препятствием на пути потока холодного воздуха от вентиляторов. Таким образом, пищевые продукты, расположенные в верхней части холодильной камеры, подвергаются более интенсивному обдуву, чем размещенные внизу, и соответственно замораживаются быстрее нижних, что ведет к дополнительным энергетическим и временным затратам, так как режим интенсивного обдува работает до тех пор, пока нижние пищевые продукты не достигнут требуемой температуры.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является аппарат шоковой заморозки ШОК-20-1/1М (https://www.whitegoods.ru/goods/85546.htm, Шкаф шоковой заморозки ШОК-20-1/1М руководство по эксплуатации, стр. 11, 12), в состав которого входят следующие основные компоненты:

- холодильная камера, стенки которой выполнены из нержавеющей стали, для теплоизоляции между внутренними и наружными стенками залита полиуретановая пена высокой плотности;

- направляющие для поперечной установки гастроемкостей или кондитерских противней;

- испаритель с четырьмя вентиляторами, расположенными на задней стенке;

- холодильный агрегат;

- контроллер.

Здесь вентиляторы осевого типа расположены горизонтально в задней стенке холодильной камеры. Такое расположение создает более равномерный обдув замораживаемых продуктов, так как поток холодного воздуха направлен горизонтально вдоль гастроемкостей с пищевыми продуктами, что способствует меньшему сопротивлению воздушному потоку, и, как следствие, более равномерному охлаждению холодильной камеры. Вместе с тем, вентиляторы осевого типа создают широкий воздушный поток, заполняющий все пространство камеры. При этом время заморозки, как правило, составляет 240 мин (см. ШОК-20-1/1М Руководство по эксплуатации, стр. 3).

Недостатком известного прототипа является невозможность использования иной газовой среды в холодильной камере для повышения качества пищевых продуктов, подвергающихся ускоренной заморозке.

Техническим результатом настоящей полезной модели является создание аппарата для шоковой заморозки пищевых продуктов, позволяющего осуществлять шоковую заморозку пищевых продуктов как в воздушной среде, так и в среде инертного газа гелия (в пищевой промышленности известен как пищевая добавка Е939). Возможность использования гелиевой среды при ускоренной заморозке позволяет:

- сократить время заморозки пищевых продуктов, так как теплопроводность гелия в 5-6 раз выше теплопроводности воздуха;

- сократить энергозатраты на заморозку продуктов за счет меньшего времени работы холодильного агрегата и вентиляторов;

- сохранить естественные органолептические свойства пищевых продуктов за счет сокращения времени фазового перехода жидкости, находящейся в составе пищевого продукта, в твердое состояние (изменение температуры от 0 до -5°С), так как при этом в пищевых продуктах сохраняется больше связанной жидкости, не переходящей в лед (образуются микрокристаллы льда, не нарушающие клеточную структуру продукта);

- увеличить сроки хранения замороженных пищевых продуктов, так как гелиевая среда препятствует размножению бактерий.

Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый аппарат для шоковой заморозки пищевых продуктов, содержащий холодильную камеру с теплоизолирующими стенками, направляющие для установки гастроемкостей или кондитерских противней, испаритель с вентиляторами, холодильный агрегат и контроллер, управляющий холодильным агрегатом, согласно полезной модели, дополнительно оснащен установленной под потолком холодильной камеры линией подвода гелия под давлением с электромагнитным клапаном и рассеивателем, а сама холодильная камера содержит коническое днище с патрубком и конический потолок с линией отвода гелия, при этом патрубок конического днища и линия отвода гелия конического потолка оснащены запирающими электромагнитными клапанами и анализаторами газов.

На фиг. 1 показан аппарат для ускоренной заморозки пищевых продуктов, где:

1 - холодильная камера;

2 - теплоизолирующие стенки;

3 - направляющие;

4 - гастроемкости;

5 - испаритель;

6 - вентиляторы;

7 - коническое днище;

8 - патрубок;

9 - анализатор газов;

10 - линия подвода гелия под давлением;

11 - рассеиватель;

12 - запирающий электромагнитный клапан;

13 - запирающий электромагнитный клапан;

14 - пищевые продукты;

15 - теплоизолирующая дверь;

16 - конический потолок;

17 - линия отвода гелия;

18 - запирающий электромагнитный клапан;

19 - анализатор газов;

20 - холодильный агрегат.

В холодильной камере 1 с теплоизолирующими стенками 2 имеются направляющие 3 для установки гастроемкостей 4 или кондитерских противней (на фиг. 1 не показаны). Испаритель 5 и вентиляторы 6 встроены в одну из стенок, например, в заднюю, холодильной камеры 1. Холодильная камера 1 имеет коническое днище 7 с патрубком 8, к которому подключен анализатор газов 9. Под потолком холодильной камеры 1 смонтирована линия подвода гелия под давлением 10 и рассеиватель 11. На линии подвода гелия под давлением 10 и патрубке 8 установлены запирающие электромагнитные клапаны, соответственно 12 и 13. В гастроемкостях 4 размещены пищевые продукты 14. Холодильная камера 1 герметично закрывается теплоизолирующей дверью 15. Холодильная камера 1 также оснащена коническим потолком 16 с линией отвода гелия 17, на которой установлен запирающий электромагнитный клапан 18, и к которой подключен анализатор газов 19.

Источник подачи гелия, установка сбора гелия для повторного использования, отдельные элементы холодильного агрегата 20 (компрессор, конденсатор и др.), установленного на холодильной камере 1 сверху, и контроллер не показаны.

Аппарат для шоковой заморозки пищевых продуктов работает следующим образом.

Пищевые продукты 14 укладываются в гастроемкости 4, которые размещаются на направляющих 3 холодильной камеры 1, которая закрывается теплоизолирующей дверью 15. Следует отметить, что гастроемкости 4 должны быть сетчатой конструкции, чтобы не препятствовать движению газовой среды, как при замене воздуха внутри холодильной камеры 1 на гелий, так и в процессе шоковой заморозки.

Для шоковой заморозки пищевых продуктов 14 в среде инертного газа гелия оператор аппарата для шоковой заморозки пищевых продуктов включает режим замены воздуха внутри холодильной камеры 1 на гелий. При этом контроллер открывает запирающие электромагнитные клапаны 12 и 13. Гелий, благодаря разнице давлений в линии подвода гелия под давлением 10 и внутри холодильной камеры 1, попадает на рассеиватель 11, через отверстия которого легкий гелий (удельный вес 0,18 кг/м³) равномерно, по всему поперечному сечению холодильной камеры 1 выдавливает более тяжелый воздух (удельный вес 1,21 кг/м³) вниз (см. фиг. 1). Следует отметить, что указанная выше разница давлений не должна приводить к турбулентным потокам и, как правило, не должна превышает 0,1 МПа (подбирается индивидуально в зависимости от формы и объема холодильной камеры 1). Коническое днище 7 обеспечивает полное стекание воздуха через патрубок 8 и открытый запирающий электромагнитный клапан 13 наружу. О полном стекании воздуха через патрубок 8 на контроллер сигнализирует подключенный к патрубку 8 анализатор газов 9, получив данный сигнал, контроллер перекрывает запирающие электромагнитные клапаны 13 и 12 на выходе из патрубка 8 в коническом днище 7 холодильной камеры 1 и на линии подвода гелия под давлением 10 соответственно, таким образом, аппарат для шоковой заморозки пищевых продуктов подготовлен к включению холодильного агрегата 20 и началу процесса шоковой заморозки в среде инертного газа гелия.

Далее холодильный агрегат 20, управляемый контроллером, по заданному алгоритму шоковой заморозки, доводит температуру замораживаемых пищевых продуктов 14 до заданных значений и поддерживает их в холодильной камере 1 за счет работы компрессора, создающего циркуляцию хладагента в испарителе 5 и конденсаторе.

По завершению периода хранения пищевых продуктов 14, для исключения возможного негативного влияния на организм человека гелия, вдыхаемого при открывании теплоизолирующей двери 15 холодильной камеры 1, гелий в холодильной камере 1 заменяется воздухом (см. фиг. 2), для этого открываются запирающие электромагнитные клапаны 13 и 18, установленные на выходе из патрубка 8 в коническом днище 7 и на входе линии отвода гелия 17 установленной в коническом потолке 16 холодильной камеры 1. К линии отвода гелия 17 подключен анализатор газов 19, сигнализирующий на контроллер о вытеснении гелия воздухом, при этом гелий, благодаря низкому удельному весу, поднимается вверх и выходит из холодильной камеры 1 через линию отвода гелия 17, а воздух заполняет холодильную камеру 1 через патрубок 8 в коническом днище 7 холодильной камеры 1. По завершению процесса вытеснения гелия воздухом из холодильной камеры 1 запирающие электромагнитные клапаны 13 и 18 закрываются.

При больших объемах холодильных камер 1, удаляемый из них гелий целесообразно собирать для повторного использования с помощью специальной установки.

Процесс шоковой заморозки продуктов питания 14 в воздушной среде происходит, как указано выше, без включения режима замены воздуха на гелий и при закрытых запирающих электромагнитных клапанах 12, 13 и 18.

Следует отметить, что применение гелия, несмотря на его стоимость:

- существенно сокращает энергопотребление аппарата для шоковой заморозки пищевых продуктов, так как за счет повышенной теплопроводности гелия сокращается время работы компрессора холодильного агрегата и вентиляторов;

- лучше сохраняет естественные органолептические свойства пищевых продуктов за счет сокращения времени фазового перехода жидкости, находящейся в составе пищевого продукта, в твердое состояние (изменение температуры от 0 до -5°С), так как при этом в пищевых продуктах сохраняется больше связанной жидкости, не переходящей в лед;

- увеличивает срок хранения пищевых продуктов (среда препятствует распространению бактерий), что особенно важно для дорогостоящих продуктов, которые перед заморозкой целесообразно уложить в герметичную упаковку, также заполненную гелием (Е 939).

Claims

Аппарат для шоковой заморозки пищевых продуктов, содержащий холодильную камеру с теплоизолирующими стенками, направляющие для установки гастроемкостей или кондитерских противней, испаритель с вентиляторами, холодильный агрегат и контроллер, управляющий холодильным агрегатом, отличающийся тем, что дополнительно оснащен установленной под потолком холодильной камеры линией подвода гелия под давлением с электромагнитным клапаном и рассеивателем, а сама холодильная камера содержит коническое днище с патрубком и конический потолок с линией отвода гелия, при этом патрубок конического днища и линия отвода гелия конического потолка оснащены запирающими электромагнитными клапанами и анализаторами газов.