RU2123252C1

RU2123252C1 - Food product drying cabinet

Info

Publication number: RU2123252C1
Application number: RU97114039A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Афанасьев; Д.Ф. Данилов; В.Н. Шохина
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский технологический институт"
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 1998-12-20

Abstract

FIELD: domestic drying equipment. SUBSTANCE: drying cabinet has trays for receiving food products to be dried, control panel for switching on heater blocks and setting drying temperature, depending on kind of product. Sensor signal is supplied to control panel. When predetermined temperature is reached, heater blocks are switched off. According to requirements, process temperature may be changed through setting its value by means of control panel. EFFECT: increased efficiency and improved quality of dried product. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области сушки продуктов путем удаления из них влаги, а именно к бытовым сушильным шкафам, и может быть использовано для сушки овощей, ягод, фруктов, грибов, лекарственных трав и др. The invention relates to the field of drying products by removing moisture from them, and in particular to household ovens, and can be used for drying vegetables, berries, fruits, mushrooms, medicinal herbs, etc.

Известен сушильный шкаф по заявке на выдачу патента РФ N 93007400/06 от 05.02.93, опубликованной в БИ N 5 от 20.02.96, МКИ F 26 B 9/00, включающий корпус с входным отверстием, снабженным сверху откидывающейся крышкой и дверцей, через которую загружают кассеты с высушиваемым материалом. Кассеты в сушильном шкафу установлены с зазором, чередующимся по высоте в шахматном порядке относительно задней стенки и дверцы. A drying cabinet is known on the application for the grant of a patent of the Russian Federation N 93007400/06 of 02/05/93, published in BI N 5 of 02/20/96, MKI F 26 B 9/00, including a housing with an inlet provided with a hinged lid and a door on top, through which load cassettes with the dried material. Cassettes in the oven are installed with a gap alternating in height in a checkerboard pattern relative to the rear wall and door.

В нижней части шкафа монтируется блок из нескольких электронагревателей, между которыми установлены металлические перегородки. При этом электронагреватели выполнены в виде трубчатого корпуса, составленного из двух цилиндров, внутри которых размещены электросопротивления на слюдопластиковой основе, а снаружи насажены пластины оребрения с дистанциирующими отгибами по краям. In the lower part of the cabinet, a block of several electric heaters is mounted, between which metal partitions are installed. At the same time, electric heaters are made in the form of a tubular body made up of two cylinders, inside of which there are electrical resistors on a mica-plastic base, and fins with spacing bends along the edges are mounted on the outside.

Недостатком известного устройства является неэффективное влагоудаление за счет плохой конвекции воздуха через односторонний зазор между кассетами и стенками шкафа и отсутствия отверстий в крышке корпуса, а также наличие одного блока электронагревателей, установленного в нижней части шкафа, который не обеспечивает равномерного прогрева продуктов по всему объему шкафа. Кроме того, блок электронагревателей сложен по конструкции и трудоемок в изготовлении. A disadvantage of the known device is the ineffective dehumidification due to poor air convection through the one-way gap between the cassettes and the cabinet walls and the absence of holes in the cabinet lid, as well as the presence of one block of electric heaters installed in the lower part of the cabinet, which does not ensure uniform heating of products throughout the cabinet. In addition, the block of electric heaters is complex in design and laborious to manufacture.

Известен шкаф по заявке на выдачу патента РФ N 92006893/13 от 18.11.92, опубликованной в БИ N 10 от 10.04.96, МКИ F 26 B 9/06 (прототип), включающий корпус, в котором установлены сетки, примыкающие с трех сторон к стенкам корпуса, а с четвертой стороны имеют зазор, причем зазоры у рядом лежащих сеток расположены с противоположных сторон. Размеры зазоров, расстояние между сетками, размер ячеек сетки и толщина самой сетки установлены такими, что при этом обеспечивается наиболее эффективное протекание воздуха через высушиваемый продукт. В крышке шкафа выполнен зазор такой же, как в сетках, а в нижней части шкафа установлены нагреватели и выполнено отверстие для поступления воздуха. Known cabinet on the application for the grant of a patent of the Russian Federation N 92006893/13 of 11/18/92, published in BI N 10 of 04/10/96, MKI F 26 B 9/06 (prototype), comprising a housing in which grids are installed adjacent to three sides to the walls of the housing, and on the fourth side have a gap, and the gaps of the adjacent mesh are located on opposite sides. The dimensions of the gaps, the distance between the grids, the size of the mesh cells and the thickness of the mesh itself are set such that the most efficient flow of air through the dried product is ensured. In the cabinet lid, the gap is the same as in the nets, and heaters are installed in the lower part of the cabinet and an opening for air intake is made.

Недостатком известного устройства является недостаточное качество сушки, обусловленное плохой конвекцией воздуха через односторонний зазор между сетками с продуктами и стенками шкафа, малоэффективным подогревом воздуха одним блоком нагревателей, размещенным у основания шкафа, не предусмотрены контроль и поддержание температуры в объеме шкафа. Это приводит к тому, что продукты на нижних сетках, расположенных ближе к нагревателям, сушатся быстрее, чем на верхних. Для обеспечения равномерной сушки сетки с продуктами необходимо вручную менять местами, открывая дверку. Этим самым нарушается режим сушки. A disadvantage of the known device is the insufficient quality of drying due to poor air convection through a one-way gap between the nets with the products and the cabinet walls, inefficient heating of the air by one heater block located at the base of the cabinet, and there is no control and maintenance of temperature in the cabinet volume. This leads to the fact that the products on the lower grids located closer to the heaters are dried faster than on the upper ones. To ensure uniform drying of the mesh with food, it is necessary to manually interchange, opening the door. This violates the drying mode.

Технический эффект - повышение качества сушки. EFFECT: improved drying quality.

Указанный технический эффект обеспечивается тем, что шкаф для сушки пищевых продуктов с отверстием в основании для прохождения воздуха, включающий перфорированную крышку, сетчатые лотки, установленные в корпусе горизонтально друг над другом с боковым зазором и блок электронагревателей, согласно изобретению дополнительно содержит связанное с блоками электронагревателей устройство контроля и поддержания температуры, блоки электронагревателей, установленные под каждым лотком, при этом лотки установлены в корпусе с зазором с четырех сторон, ширина каждого из которых составляет 0,04 - 0,06 от длины соответствующей стороны лотка, расстояние между блоком электронагревателей и верхним лотком превышает расстояние между блоком электронагревателей и нижним лотком, площадь перфорации крышки шкафа составляет 1,2 - 1,5 от площади боковых зазоров лотка, а по периметру основания выполнено отверстие, идентичное боковому зазору между лотками и корпусом. The specified technical effect is ensured by the fact that the cabinet for drying food products with an opening in the base for air passage, including a perforated lid, mesh trays mounted horizontally one above the other with side clearance and a block of electric heaters, according to the invention further comprises a device associated with electric heater blocks temperature control and maintenance, electric heater blocks installed under each tray, while the trays are installed in the housing with a gap of four seconds oron, the width of each of which is 0.04 - 0.06 from the length of the corresponding side of the tray, the distance between the electric heater block and the upper tray exceeds the distance between the electric heater block and the lower tray, the perforation area of the cabinet cover is 1.2 - 1.5 from the area side gaps of the tray, and along the perimeter of the base a hole is made that is identical to the side gap between the trays and the body.

Технический эффект достигается еще и тем, что в вышеупомянутом шкафу блок электронагревателей выполнен в виде рамки с закрепленными на ней электросопротивлениями, установленными параллельно друг другу и одной из сторон рамки и заключенными в корпуса из мулитокремнеземистой трубки, при этом расстояние между нагревателями в блоке составляет 0,15 - 0,16 ширины лотка. The technical effect is also achieved by the fact that in the aforementioned cabinet, the block of electric heaters is made in the form of a frame with electrical resistors fixed on it, installed parallel to each other and one of the sides of the frame and enclosed in a housing made of mulite-siliceous tube, while the distance between the heaters in the block is 0, 15 - 0.16 tray widths.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1; 2; 3. The invention is illustrated in FIG. one; 2; 3.

На фиг. 1 представлен общий вид сушильного шкафа, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows a general view of the drying cabinet; FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 - section BB in FIG. one.

Шкаф содержит корпус 1 с дверкой 2 и основанием 3, крышку 4, лотки 5, блоки электронагревателей 6, датчик 7 и пульт управления 8 устройства контроля и поддержания температуры. The cabinet contains a housing 1 with a door 2 and a base 3, a cover 4, trays 5, electric heater blocks 6, a sensor 7 and a control panel 8 of the temperature control and maintenance device.

Лотки 5 (фиг. 2) служат для размещения высушиваемого продукта и выполнены в виде рамки 9, на которой закреплено сетчатое дно 10. Лотки установлены с возможностью перемещения по направляющим 11, которые выполнены в виде уголков, закрепленных концами на передней и задней стенках шкафа. Упоры 12 закреплены на задней стенке шкафа против каждого лотка. Направляющие 11 и упоры 12 служат для обеспечения зазоров a и b между лотком и корпусом, равных 0,04 - 0,06 от длины соответствующей стороны, например в шкафу с размерами лотков 370 х 500 мм величина зазоров a и b составляет соответственно 15 и 20 мм. Trays 5 (Fig. 2) are used to accommodate the product to be dried and are made in the form of a frame 9 on which a mesh bottom is fixed 10. The trays are mounted for movement along the guides 11, which are made in the form of corners fixed by the ends on the front and rear walls of the cabinet. The stops 12 are mounted on the rear wall of the cabinet against each tray. The guides 11 and the stops 12 are used to provide gaps a and b between the tray and the housing equal to 0.04 - 0.06 of the length of the corresponding side, for example, in a cabinet with the dimensions of the trays 370 x 500 mm, the gaps a and b are respectively 15 and 20 mm

Под каждым лотком размещен блок электронагревателей 6 (фиг. 3), закрепленный в корпусе шкафа с помощью уголков 13 подобно направляющим лотков. Расстояние между каждым блоком нагревателей и верхним лотком h₁ превышает расстояние между блоком нагревателей и нижним лотком h₂. Например, h₁ = 110 мм, h₂=90 мм.Under each tray there is a block of electric heaters 6 (Fig. 3), fixed in the cabinet with the help of corners 13 like guide rails of the trays. The distance between each heater block and the upper tray h ₁ exceeds the distance between the heater block and the lower tray h ₂ . For example, h ₁ = 110 mm, h ₂ = 90 mm.

Крышка шкафа 4 имеет перфорацию выполненную по всей площади крышки в виде отверстий произвольной формы. Общая площадь перфорации составляет 1,2 - 1,5 от площади боковых зазоров между лотком м корпусом. Например, при общей площади зазоров 31000 мм² площадь перфорации составляет 46500 мм².The cabinet cover 4 has perforations made over the entire area of the cover in the form of holes of arbitrary shape. The total perforation area is 1.2 - 1.5 of the area of the lateral gaps between the tray and the body. For example, with a total gap area of 31,000 mm ^2, the perforation area is 46,500 mm ² .

Основанием шкафа 3 может служить съемный поддон (обозначенный одноименной позицией), изготовленный из сплошного листа и установленный на таких же средствах крепления 11 как и лотки, формируя отверстие, идентичное боковому зазору между лотками и корпусом. The base of the cabinet 3 can serve as a removable pallet (indicated by the same position) made of a continuous sheet and mounted on the same means of fastening 11 as the trays, forming a hole identical to the lateral gap between the trays and the case.

Блок электронагревателей (фиг. 3) выполнен в виде рамки 14, при этом ее противоположные стороны содержит отверстия, в которых закреплены электронагреватели 15. Каждый из них представляет собой электросопротивление 16, заключенное в корпус из мулитокремнеземистой трубки ТУ 14-8-447-83 (поз. 17). Нагреватели электрически соединены между собой в блоки, а блоки электронагревателей соединены с пультом управления. Электронагреватели в блоке установлены параллельно одной из сторон рамки, расстояние между ними d составляет 0,15 - 0,16 ширины лотка, например d = 59 мм. The block of electric heaters (Fig. 3) is made in the form of a frame 14, while its opposite sides contain holes in which the electric heaters are fixed 15. Each of them is an electrical resistor 16, enclosed in a housing made of mulitosilica tube TU 14-8-447-83 ( Pos. 17). The heaters are electrically connected to each other in blocks, and the blocks of electric heaters are connected to the control panel. Electric heaters in the block are installed parallel to one of the sides of the frame, the distance between them d is 0.15 - 0.16 of the width of the tray, for example d = 59 mm.

Устройство контроля и поддержания температуры состоит из датчика температуры 7, размещенного в центральной части шкафа на изогнутой П-образной планке, закрепленной на направляющих 11 среднего лотка. Датчик 7 электрически связан с пультом управления 8 устройства, при этом пульт закреплен на боковой поверхности шкафа с наружной стороны. В качестве датчика температуры использовался, например, диодный датчик D 102 A (ТТ3.362.083 ТУ), а пульт управления выполнен, например, на основе схемы, приведенной в сборнике "В помощь радиолюбителю" (ВРЛ) вып. 105/B80, М., ДОСААФ, 1989, стр. 64. The temperature control and maintenance device consists of a temperature sensor 7 located in the central part of the cabinet on a curved U-shaped bar fixed on the guides 11 of the middle tray. The sensor 7 is electrically connected to the control panel 8 of the device, while the remote control is mounted on the side surface of the cabinet from the outside. As a temperature sensor, for example, a D 102 A diode sensor (TT3.362.083 TU) was used, and the control panel was made, for example, on the basis of the circuit shown in the collection "To help the radio amateur" (VRL) issue. 105 / B80, M., DOSAAF, 1989, p. 64.

Шкаф для сушки продуктов работает следующим образом. Cabinet for drying products is as follows.

Высушиваемые продукты помещаются на лотки 5, которые устанавливают на направляющие 11 до упора 12. Закрывают дверку 2. Dried products are placed on trays 5, which are installed on the guides 11 until they stop 12. Close the door 2.

С помощью пульта управления 8 производят включение блоков нагревателей 6, задают температуру сушки в зависимости от вида продукта. Например, для яблок (75 - 85)^oC, а для грибов (45 - 50)^oC. Сигнал с датчика 7 поступает на пульт управления 8 и по достижению заданной температуры блоки нагревателей отключаются.Using the control panel 8, the heater blocks 6 are turned on, the drying temperature is set depending on the type of product. For example, for apples (75 - 85) ^o C, and for mushrooms (45 - 50) ^o C. The signal from sensor 7 goes to control panel 8 and, when the set temperature is reached, the heater blocks are turned off.

Нагрев продукта осуществляется с помощью воздуха, равномерно нагреваемого электронагревателями 15 в блоке, заключенными в корпус 17 из мулитокремнеземистой керамики. Испаряемая из продукта влага, увлекаемая потоком поднимающегося воздуха, уносится через боковые зазоры и отверстия в крышке 4 шкафа. The product is heated using air uniformly heated by electric heaters 15 in the block, enclosed in a housing 17 made of mulite-siliceous ceramics. Moisture evaporated from the product, carried away by the flow of rising air, is carried away through the side gaps and openings in the cabinet lid 4.

Атмосферный воздух поступает в шкаф через отверстия в его основании 3. Atmospheric air enters the cabinet through the holes in its base 3.

В процессе сушки заданная температура поддерживается автоматически. По мере необходимости температуру процесса можно менять, задавая ее величину с помощью пульта управления. During the drying process, the set temperature is maintained automatically. If necessary, the process temperature can be changed by setting its value using the control panel.

Процесс сушки в предлагаемом шкафу обусловлен теплообменом между воздухом, нагреваемым с помощью блоков электронагревателей, и атмосферным воздухом, поступающим через отверстия в основании корпуса, через лотки с высушиваемым продуктом и боковые зазоры между лотками и корпусом шкафа, а также конвекцией воздуха, уносящего испаряемую влагу через вышеупомянутые зазоры и далее через высушиваемый продукт и через перфорированную крышку. Кроме того, на процесс сушки оказывают влияние конструкция блока электронагревателей, а также материал, из которого изготовлены корпуса электронагревателей. Температура сушки задается и автоматически поддерживается с помощью устройства контроля и поддержания температуры. The drying process in the proposed cabinet is due to heat exchange between the air heated by the electric heater blocks and the atmospheric air entering through the openings in the base of the housing, through trays with the dried product and the side gaps between the trays and the cabinet body, as well as convection of air that carries away the evaporated moisture through the aforementioned gaps and further through the dried product and through the perforated lid. In addition, the design of the block of electric heaters, as well as the material from which the bodies of electric heaters are made, influence the drying process. The drying temperature is set and automatically maintained using a temperature control and maintenance device.

Экспериментально установлено, что величина зазора между лотками и корпусом шкафа, составляющая 0,04 - 0,06 от длины соответствующей стороны лотка, и идентичная величина отверстия в основании шкафа является оптимальной. Например, для шкафа с лотками 370 х 500 мм оптимальные боковые зазоры и отверстия в основании шкафа находятся в пределах 15 - 20 и 20 - 30 мм. Эксперименты показали, что наличие зазоров и отверстий в основании шкафа меньше 15 и 20 мм соответственно приводит к появлению пережогов продуктов, а увеличение зазоров и отверстий в основании шкафа больше 20 мм и 30 мм соответственно приводит к значительным потерям тепла и увеличению времени сушки. It was experimentally established that the gap between the trays and the cabinet body, 0.04-0.06 of the length of the corresponding side of the tray, and the identical size of the hole in the base of the cabinet is optimal. For example, for a cabinet with trays 370 x 500 mm, the optimal side gaps and openings in the base of the cabinet are between 15 - 20 and 20 - 30 mm. The experiments showed that the presence of gaps and holes in the base of the cabinet is less than 15 and 20 mm, respectively, leads to burnout of products, and an increase in gaps and holes in the base of the cabinet is more than 20 mm and 30 mm, respectively, leads to significant heat loss and an increase in drying time.

Эксперименты позволили установить, что при всех других оптимальных параметрах шкафа площадь перфорации крышки, составляющая 1,2 - 1,5 от площади боковых зазоров, является оптимальной. Так, например, для площади боковых зазоров 31000 мм² площадь перфорации 37200 - 46500 мм² является оптимальной. Уменьшение площади перфорации меньше оптимальной приводит к появлению капель влаги на внутренней стороне крышки из-за уменьшения объема удаляемого влажного воздуха. Увеличение площади перфорации приводит к непроизводительным потерям тепла и увеличению времени сушки.The experiments made it possible to establish that for all other optimal cabinet parameters, the lid perforation area, which is 1.2 - 1.5 of the area of the side gaps, is optimal. So, for example, for an area of lateral gaps of 31,000 mm ² the perforation area of 37,200 - 46,500 mm ² is optimal. Reducing the perforation area less than optimal leads to the appearance of moisture droplets on the inside of the lid due to a decrease in the volume of moist air removed. An increase in the perforation area leads to unproductive heat loss and an increase in drying time.

Экспериментально установлено, что при прочих оптимальных параметрах расстояние d между нагревателями в блоке, равное 0,15 - 0,16 ширины лотка, является оптимальным. Так для шкафа с лотками шириной 370 мм оптимальным является интервал значений d, равный соответственно 55,5 - 59,2 мм. При более близком расположении нагревателей наблюдаются пережоги продуктов, а при большем расстоянии между нагревателями наблюдаются участки сырого продукта на лотках, совпадающие с расстоянием между нагревателями. It was experimentally established that, with other optimal parameters, the distance d between the heaters in the block, equal to 0.15 - 0.16 of the width of the tray, is optimal. So for a cabinet with trays with a width of 370 mm, the optimal interval is the value of d, which is respectively 55.5 - 59.2 mm. With a closer arrangement of the heaters, product burns are observed, and with a larger distance between the heaters, sections of the raw product on the trays are observed, which coincide with the distance between the heaters.

Также экспериментально установлено, что при прочих оптимальных параметрах, расстояние между блоком нагревателей и верхним лотком h₁, составляющее, например, 110 - 115 мм, должно превышать расстояние между блоком и нижним лотком h₂, составляющее, например, 90 - 95 мм. Проведенные эксперименты позволили установить, что если h₁ меньше h₂, то наблюдается прилипание продукта к сеткам лотка.It was also experimentally established that, with other optimal parameters, the distance between the heater block and the upper chute h ₁ , for example, 110 - 115 mm, should exceed the distance between the block and the lower chute h ₂ , for example, 90 - 95 mm. The experiments performed allowed us to establish that if h _{1 is} less than h ₂ , then the product sticks to the grids of the tray.

Применение мулитокремнеземистой трубки в качестве корпуса электронагревателя дает более равномерное распределение тепла в объеме шкафа по сравнению с корпусами из других материалов: нержавеющей стали, стали марки 3, кварцевого стекла типа КИ и типа КВ. Эксперименты показали, что при прочих оптимальных параметрах шкафа применение керамических трубок позволяет избежать пережога продукта, наблюдаемого в результате применения в тех же условиях нагревателей с корпусом из вышеперечисленных материалов. The use of a mulite-siliceous tube as an electric heater body gives a more uniform distribution of heat in the cabinet volume compared to cases made of other materials: stainless steel, grade 3 steel, KI type quartz glass, and KV type. The experiments showed that, with other optimal cabinet parameters, the use of ceramic tubes avoids the burnout of the product observed as a result of the use of heaters with a housing of the above materials under the same conditions.

Техническое решение согласно формуле изобретения позволит подобрать такие режимы сушки, например температуру сушки не выше 90^oC, которые обеспечивают получение высушенных продуктов высокого качества, без пережогов, с сохранением значительной части витаминов.The technical solution according to the claims makes it possible to select such drying conditions, for example, a drying temperature of not higher than 90 ^o C, which ensure the production of dried products of high quality, without burns, while maintaining a significant part of the vitamins.

Claims

1. Cabinet for drying food products with an opening in the base for the passage of air, including a perforated lid, mesh trays installed horizontally in the case one above the other with side clearance and a block of electric heaters, characterized in that the cabinet additionally contains a control device connected to the electric blocks temperature maintenance, electric heater blocks installed under each tray, while the trays are installed in the case with gaps on four sides, the width of each of which is 0.04 - 0.06 t is the length of the corresponding side of the tray, the distance between the electric heater block and the upper tray exceeds the distance between the electric heater block and the lower tray, the perforation area of the cabinet cover is 1.2 - 1.5 of the area of the side gaps of the tray, and a hole identical to the side gap is made along the perimeter of the base between the tray and the case.

2. The cabinet according to claim 1, characterized in that the block of electric heaters is made in the form of a frame with electrical resistors fixed on it, installed parallel to each other and one of the sides of the frame and enclosed in a housing made of mulitosilica tube, while the distance between the electric heaters in the block is 0 , 15 - 0.16 tray widths.