RU2598480C1

RU2598480C1 - Method for freeze-drying of lumpy food products and feedstuffs

Info

Publication number: RU2598480C1
Application number: RU2015109830/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Сыроватка; Татьяна Сергеевна Комарчук; Андрей Дмитриевич Обухов; Николай Петрович Мишуров
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-09-27

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: present invention relates to drying equipment and can be used in food and feedstuff industry for drying plant and animal products. Method for freeze-drying large-sized products and feedstuffs includes heating a freeze-drying chamber, evacuating air with a pump, drying and draining condensate. Freeze-drying is carried out in two independently operating freeze-drying chambers, isolated from each other by a partition; steam with the temperature of 110 to 230 °C. is fed from five sides into a closed heating system made in the form of a heating jacket. Unloading of each chamber is performed when humidity reaches the preset value at continuous operation of the unit. To reduce heat losses freeze-drying chamber is covered with heat-insulating material.

EFFECT: use of the disclosed method widens the range and allows to increase particle size (pieces) of products and feedstuffs, ensures uniform heating of processed products throughout the volume of the freeze-drying chamber working at its full capacity, reduces specific energy consumption and processing times.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, комбикормовой промышленности для сушки продуктов растительного и животного происхождения.The invention relates to drying equipment and can be used in the food, feed industry for drying products of plant and animal origin.

Известно «Устройство для вакуумной сушки термолабильных материалов» (пат. RU, №2357166, F26B 5/06, 27.05.2009 г.), содержащее рабочую камеру, в которой размещены полки, десублиматор, нагревательное устройство, система вакуумирования, холодоснабжения и др.It is known "Device for vacuum drying of heat-sensitive materials" (US Pat. RU, No. 2357166, F26B 5/06, 05/27/2009), containing a working chamber, which contains shelves, desublimator, heating device, vacuum system, cold supply, etc.

Электроподогрев противней не рационален, так как при этом низкий КПД использования топлива, размещение в рабочей камере сублиматора и десублиматора не технологично и не гигиенично, установка малопроизводительна.Electric heating of baking sheets is not rational, since at the same time low fuel efficiency, placement of a sublimator and desublimator in the working chamber is not technological and not hygienic, the installation is inefficient.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является «Установка для сублимационной сушки» (а.с. SU, 1430699, F26B 5/06, 15.10.1988 г.) - принято за прототип, содержащая вакуумную камеру и размещенные в ней тележки с противнями, конденсаторы, нагреватель с горизонтальными ответвлениями, введенные в зазоры между пазами противней.Closest to the proposed invention is the "Installation for freeze-drying" (a.s. SU, 1430699, F26B 5/06, 10/15/1988) - taken as a prototype containing a vacuum chamber and placed in it carts with trays, condensers, a horizontal branch heater inserted into the gaps between the grooves of the pan.

Способ, реализованный в установке с индивидуальным подогревом каждого противня, не рационален: нагреватель с горизонтальными ответвлениями занимает значительный объем сублимационной камеры и неудобен в обслуживании, а также не позволяет обрабатывать крупнокусковые продукты.The method implemented in the installation with individual heating of each baking sheet is not rational: a heater with horizontal branches occupies a significant amount of the sublimation chamber and is inconvenient to maintain, and also does not allow to process large-sized products.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа равномерного нагрева обрабатываемых продуктов по всему объему сублимационной камеры, полное ее использование, расширение ассортимента и размеров частиц (кусков), снижение удельных затрат энергии и времени обработки.The objective of the invention is to create a method for uniform heating of processed products throughout the volume of the sublimation chamber, its full use, expanding the range and size of particles (pieces), reducing specific energy costs and processing time.

Поставленная задача достигается тем, что в способе сублимации крупнокусковых продуктов и кормов, включающем нагрев сублимационной камеры, вакуумирование с откачкой воздуха, процесс сушки и отвод конденсата, новым является то, что процесс сублимации проводят в двух автономно работающих сублимационных камерах, изолированных друг от друга перегородкой, к которым с пяти сторон в замкнутую систему подогрева, выполненную в виде паровой рубашки, подводят пар, температуру которого регулируют от 110 до 230°С, при этом разгрузку каждой сублимационной камеры осуществляют по достижении заданной влажности, при непрерывной работе установки, а для снижения потерь тепла сублимационные камеры покрывают теплоизоляционным материалом.The problem is achieved in that in the method of sublimation of lumpy products and feed, including heating the sublimation chamber, evacuating with air evacuation, drying and condensate drainage process, it is new that the sublimation process is carried out in two independently working sublimation chambers isolated from each other by a partition to which steam is supplied from five sides to a closed heating system made in the form of a steam jacket, the temperature of which is regulated from 110 to 230 ° C, while the discharge of each sublimation oh chambers are carried out upon reaching a predetermined humidity, with continuous operation of the installation, and to reduce heat loss, sublimation chambers are coated with heat-insulating material.

Для обеспечения непрерывной работы всех систем и повышения производительности установки предусмотрены две автономно работающие сублимационные камеры, что позволяет без остановки процесса осуществлять загрузку, разгрузку и санитарную обработку любой из них.To ensure the continuous operation of all systems and increase the productivity of the installation, two autonomously working sublimation chambers are provided, which allows loading, unloading and sanitization of any of them without stopping the process.

Подвод пара для нагрева сублимационных камер в замкнутую систему подогрева, выполненную в виде паровой рубашки, связан с необходимостью поддержания равномерной, одинаковой температуры в каждой точке объема камер, и также равномерного теплонагрева обрабатываемого продукта (крупнокускового), исключая попадание пара внутрь камер.Steam supply for heating sublimation chambers into a closed heating system made in the form of a steam jacket is associated with the need to maintain a uniform, identical temperature at each point in the volume of the chambers, as well as to uniformly heat the processed product (large-sized), excluding the ingress of steam into the chambers.

Сохранение (снижение потерь) тепла в сублимационных камерах и исключение его потерь при разгрузке обеспечивают покрытием теплоизоляционным материалом паровых рубашек сублимационных камер и расположенной между ними теплоизоляционной перегородкой, что в свою очередь снижает удельные затраты энергии и времени обработки.The conservation (reduction of losses) of heat in the sublimation chambers and the elimination of its losses during unloading are provided by coating the heat-insulating material of the steam shirts of the sublimation chambers and the heat-insulating partition located between them, which in turn reduces the specific cost of energy and processing time.

Диапазон температуры пара 110-230°С зависит от ассортимента, размеров кусков и устанавливается опытным путем (Б.П. Камовников, Л.С. Малков, В.А. Воскобойников. М.: Агропромиздат, 1985 г., с. 229-232, табл. 6-1).The steam temperature range of 110-230 ° C depends on the assortment, the size of the pieces and is established experimentally (B.P. Kamovnikov, L.S. Malkov, V.A. Voskoboinikov. M: Agropromizdat, 1985, p. 229- 232, tab. 6-1).

Сущность предлагаемого изобретения, реализованного в «Установке для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов», поясняется фиг. - схеме установки для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов.The essence of the invention implemented in the "Installation for the sublimation of lumpy foods and feed", is illustrated in Fig. - installation diagram for the sublimation of lumpy foods and feed.

Сублимационная установка содержит две автономно работающие сублимационные камеры 1, 2 (см. фиг.), выполненные с пяти сторон двустенными, с расстоянием между стенками δ, в полости которых циркулирует замкнутая система подогрева, в виде паровой рубашки, соединенной с независимыми подводами пара 3, 4, снабженными задвижками 5, 6. Сублимационные камеры 1, 2, разделенные теплоизоляционной перегородкой 7, имеют теплоизоляционные герметично закрывающиеся двери 8, 9 и вакуум-проводы 10, 11. Внутри сублимационных камер 1, 2 помещаются тележки 12, 13 с противнями, в нижней части сублимационных камер 1, 2 установлены краны 14, 15 для отвода конденсата, а в верхней части краны 16, 17 для выпуска остатков пара из паровых рубашек и их промывки, при этом сами сублимационные камеры 1, 2 покрыты теплоизоляционным материалом 18.The sublimation installation contains two autonomously operating sublimation chambers 1, 2 (see Fig.), Double-walled on five sides, with a distance between the walls δ, in the cavity of which a closed heating system circulates, in the form of a steam jacket connected to independent steam supply 3, 4, equipped with valves 5, 6. Sublimation chambers 1, 2, separated by a heat-insulating partition 7, have heat-insulating hermetically sealed doors 8, 9 and vacuum wires 10, 11. Inside the sublimation chambers 1, 2 are placed trolleys 12, 13 with baking sheets The bottom of the sublimation chambers 1, 2 are mounted cranes 14, 15 for discharging condensate and the top of the valves 16, 17 for discharging residual steam from the steam shirts and their washing with themselves sublimation chambers 1, 2 are covered with insulating material 18.

Установка для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов работает следующим образом.Installation for sublimation of lumpy foods and feed works as follows.

Предварительно замороженные в противнях крупнокусковые (разделанная рыба, овощи, фрукты), а также возможно мелкоизмельченные (1,0-10 мм) обрабатываемые материалы помещаются в тележку 12 (фиг.) и загружаются в сублимационную камеру 1, закрывается дверь 8, включается в работу вакуум-привод (на фиг. не показан), а через подвод пара 3, при открытой задвижке 5 в паровую рубашку сублимационной камеры 1 подается пар и сублимационная установка 1 начинает функционировать. Далее подготовленные обрабатываемые материалы помещаются в тележку 13 и загружаются в сублимационную камеру 2, закрывается дверь 9, включается в работу вакуум-привод (на фиг. не показан), а через подвод пара 4, при открытой задвижке 6 в паровую рубашку сублимационной камеры 2 подается пар и сублимационная установка 2 также начинает работу. Происходит сублимация: равномерный нагрев продукта, с испарением влаги в виде замороженных молекул воды, выходящих через вакуум провода 10, 11, а через краны 14, 15 осуществляется отвод конденсата, при открытых кранах 16, 17 в паровых рубашках. При достижении заданной влажности обрабатываемого продукта в сублимационной камере 1 разгрузка производится в следующей последовательности: закрывается задвижка 5 подвода пара 3, отключается вакуум-провод 10, открывается дверь 8, выгружается тележка 12 и осуществляется санитарная обработка сублимационной камеры 1 и промывка паровой рубашки. При этом сублимационная камера 2 продолжает работу в заданном режиме. Затем сублимационная камера 1 загружается новой порцией обрабатываемого материала и включается в работу в вышеизложенной последовательности. По достижении заданной влажности обрабатываемого продукта в сублимационной камере 2 осуществляется ее разгрузка аналогично сублимационной камере 1 и дальнейшая очередная загрузка. За счет попеременной загрузки и разгрузки сублимационных камер 1, 2 сама установка для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов работает непрерывно. Вышеизложенный процесс относится к сублимации однотипных продуктов. При обработке продуктов разных видов, размеров и влажности разгрузка в сублимационных камерах осуществляется по мере достижения заданной влажности. Наличие покрытия сублимационных камер 1, 2 теплоизоляционным материалом 18 и разделение их теплоизоляционной перегородкой 7 снижает потери тепла во время работы камер, а также при разгрузке и загрузке.Pre-frozen in baking sheets, large-sized (chopped fish, vegetables, fruits), as well as possibly finely ground (1.0-10 mm) processed materials are placed in the trolley 12 (Fig.) And loaded into the sublimation chamber 1, the door 8 is closed, it is turned on a vacuum drive (not shown in FIG.), and through the steam supply 3, with the valve 5 open, steam is supplied to the steam jacket of the sublimation chamber 1 and the sublimation unit 1 begins to function. Next, the prepared processed materials are placed in the cart 13 and loaded into the sublimation chamber 2, the door 9 is closed, the vacuum drive (not shown) is turned on, and through the steam supply 4, with the valve 6 open, the steam jacket of the sublimation chamber 2 is fed steam and sublimation unit 2 also starts. Sublimation takes place: the product is uniformly heated, with moisture evaporating in the form of frozen water molecules leaving the wires 10, 11 through the vacuum, and condensate is discharged through the taps 14, 15, with the taps 16, 17 in steam jackets open. When the specified humidity of the processed product in the sublimation chamber 1 is reached, unloading is performed in the following sequence: the valve 5 for supplying steam 3 is closed, the vacuum wire 10 is turned off, the door 8 is opened, the carriage 12 is unloaded and the sublimation chamber 1 is sanitized and the steam jacket is washed. In this case, the sublimation chamber 2 continues to work in a given mode. Then the sublimation chamber 1 is loaded with a new portion of the processed material and is included in the work in the above sequence. Upon reaching a predetermined humidity of the processed product in the sublimation chamber 2, it is unloaded similarly to the sublimation chamber 1 and further regular loading. Due to the alternate loading and unloading of sublimation chambers 1, 2, the installation itself for the sublimation of lumpy foods and feeds works continuously. The above process relates to the sublimation of similar products. When processing products of different types, sizes and humidity, unloading in sublimation chambers is carried out as the desired humidity is reached. The presence of the coating of sublimation chambers 1, 2 with heat-insulating material 18 and their separation by a heat-insulating partition 7 reduces heat loss during operation of the chambers, as well as during unloading and loading.

Таким образом, применение предлагаемого способа сублимации крупнокусковых продуктов и кормов позволяет расширить их ассортимент и размеры частиц (кусков), производить равномерный нагрев обрабатываемых продуктов по всему объему сублимационной камеры, при более полном ее использовании, и снизить удельные затраты энергии и время обработки.Thus, the application of the proposed method of sublimation of lumpy products and feeds allows you to expand their range and particle sizes (pieces), to produce uniform heating of processed products throughout the volume of the sublimation chamber, with more complete use, and to reduce the specific energy costs and processing time.

Claims

The method of sublimation of lumpy foods and feeds, including heating the sublimation chamber, evacuating with air evacuation, drying and condensate drainage process, characterized in that the sublimation process is carried out in two autonomously working sublimation chambers, isolated from each other by a partition to which is closed from five sides the heating system, made in the form of a steam jacket, steam is supplied, the temperature of which is regulated from 110 to 230 ° C, while each sublimation chamber is unloaded upon reaching the set minutes humidity during continuous operation of the plant and to reduce losses of heat sublimation chamber coated with insulating material.