Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Аппараты ИК-нагрева

АППАРАТЫ С ИК-НАГРЕВОМ

Отличительной особенностью радиационного подвода теплоты является прямолинейное распространение излучения. Поэтому при размещении излучателей в аппарате необходимо учитывать форму изделия и особенности технологического процесса. Возможно несколько схем взаимного расположения излучателей и обрабатываемого продукта.

Двустороннее облучение продуктов чаще применяют для обработки тонкослойных материалов прямоугольной формы. Продукт, обладающий большой проницаемостью в ИК-области, размещается на горизонтальной конвейерной ленте, изготовленной из металла. Нагреваясь, лента, в свою очередь, передает теплоту продукту. Целесообразно облучать изделие со всех сторон, если это допускает его форма. Наиболее предпочтительно излучение, направленное по нормали к поверхности обрабатываемого изделия. Расположение излучателей снизу, особенно при обработке мясо продуктов, является нецелесообразным, так как выделяющиеся бульон и жир загрязняют излучатель и отражатели.

Расположение излучателей с четырех сторон продукта под углом 45° приводит к увеличению потерь энергии за счет отражения от поверхности, однако при значительной шероховатости продукта в результате многократных отражений величина этих потерь несколько снижается.

Внутреннюю обшивку облучательных камер необходимо изготовлять из материалов, обладающих большим коэффициентом отражения, что позволяет создать более однородный тепловой поток и повысить эффективность работы установки.

Наибольшее распространение получили полированный и анодированный алюминиевый лист.

При конструировании аппаратов особое внимание следует уделять созданию равномерного лучистого потока по всей поверхности продукта, в противном случае неизбежны местные перегревы и ожоги. Иногда целесообразно использовать импульсное облучение, при котором этап обработки продукта излучением чередуется с его «отлежкой».

Этот способ позволяет снизить максимальную температуру работки продукта.

Аппаратурное оформление, естественно, отражает специфику отдельных пищевых производств, но в то же время имеет ряд общих элементов.

В наиболее общем случае ИК-аппарат состоит из камеры, транс-портирующего органа, ИК-излучателей, систем вентиляции, уп-равления и автоматики.

Конструктивные решения наиболее распространенных схем ИК-аппаратов для обработки твердых и жидкообразных пищевых про-дуктов весьма разнообразны. Особенностью конструкций является наличие всех элементов, входящих в ИК-аппарат. Следует под-черкнуть, что ИК-излучатели можно устанавливать как с одной (одностороннее облучение), так и с двух сторон (двустороннее облучение) по отношению к обрабатываемому продукту. В пер-вом случае целесообразно использовать транспортирующий орган из металлической ленты или набора металлических пластин, кото-рые, нагреваясь под действием ИК-излучения, будут затем отдавать теплоту продукту, частично компенсируя при этом односто-ронний лучистый теплоподвод. Во втором случае предпочтительно использовать перфорированный (сетка, стержни и т.д.) транспор-тирующий орган, обеспечивающий лучистый теплоподвод с двух сторон.

Импульсный режим ИК-обработки достигается дискретным расположением ИК-излучателей, последовательность размещения ко-торых зависит от энергетических и технологических требований.

Хороший эффект можно получить при ИК-обработке продукта, особенно при сушке с одновременным обдувом его горячим возду-хом. В этом случае используют рециркуляционные системы.

Использование центрального излучателя возможно как для на-грева разделяющей поверхности в барабане, так и для непосред-ственного воздействия на продукт, помещенный в цилиндр, внут-ренняя поверхность которого перфорирована.

При обработке ИК-излучением жидких продуктов конструкции аппаратов более просты, так как процесс транспортирования осу-ществляется течением самой жидкости. Наиболее простой аппарат с односторонним облучением представляет собой наклонный от-крытый ребристый лоток, по которому тонким слоем движется продукт.

Излучатели предпочтительно располагать по нормали к поверх-ности жидкости.

Двустороннее облучение продукта предпочтительнее односто-роннего. В первом случае жидкость движется по вертикальной рифленой стенке, а во втором -- по трубе, изготовленной из оп-тически прозрачного материала и помещенной внутрь ИК-излучателя цилиндрической формы.

Внутреннее размещение ИК-излучателей в аппарате позволяет максимально использовать лучистую энергию.

Естественно, что перечисленные схемы не исчерпывают всего многообразия конструктивных форм ИК-аппаратуры.

Несомненный интерес представляет сочетание различных видов источников энергии. По-видимому, использование электрофизи-ческих методов в будущем связано с рациональным их сочетанием с традиционными методами и друг с другом. Это позволит полу-чить законченный технологический цикл, свести затраты энергии к минимуму, получить пищевые продукты высокого качества. Не-смотря на то, что число сочетаний формально может быть очень большим, на практике оно не превышает трех, а чаще всего двух.

В большинстве случаев малочисленность комбинаций является результатом технических трудностей: создание единого транспортирующего органа, системы шлюзов, стыковочных устройств и т.д. Электрические аппараты с ИК-нагревом подразделяются на аппараты периодического и непрерывного действия. К первым от-носятся грили и универсальные жарочные шкафы, ко вторым конвейерные жарочные печи.

Электрический гриль ГЭ-3 представляет собой жарочный шкаф в форме параллелепипеда с ИК-генераторами в виде хромоникелевой спирали, заключенной в кварцевую трубку.

В рабочей камере на приводном валу с квадратным гнездом укрепляется вертел с двумя раздвижными держателями и набором из восьми шпажек для шашлыка. Обжаривание шницелей, котлет, отбивных и других изделий может производиться на решетках, которые входят в комплект гриля. Рабочая камера гриля закрывается откидной дверцей из термостойкого стекла. Одной из последних моделей является гриль ГЭН-6.

Электрический гриль ГЭ-2 имеет две рабочие камеры: верхнюю - жарочную и нижнюю - тепловую. В жарочной камере под потолком установлены пять ИК-генераторов (КИ-220-1000). Кулинарные изделия крепятся на пяти вилкообразных вертелах совершающих сложное движение: вокруг собственной оси и оси двух дисков, на которых они закреплены. Это движение осуществляется с помощью планетарной передачи и обеспечивает равномерное обжаривание продукта. В нижней части жарочной камеры установлен нагревательный элемент мощностью 300 Вт, на который помещается кусок дерева, выделяющий ароматические вещества, придающие готовому изделию специфические вкус и запах. Нижняя (тепловая) камера обогревается тремя тэнами общей мощ-ностью 1050 Вт, в ней готовые изделия поддерживаются в горячем состоянии.

Универсальные жарочные шкафы ШЖЭ-0,51 и ШЖЭ-0,85 состоят соответственно из трех и пяти камер, в каждой из которых помещено по одному противню. Современной моделью является ШЖЭ-3.

Обогрев камер производится с помощью ИК-генераторов (нихромовая спираль в кварцевой трубке), расположенных в верхней и нижней частях камеры. Температура внутри камер регулируется с помощью датчиков-реле температуры в диапазоне от 100 до 300°С. Шкафы предназначены для жарки и доведения до готовности ку-линарных изделий и работают с использованием функциональных емкостей. Эти шкафы являются частью параметрического ряда универсальных шкафов с ИК-нагревом, включающего шкафы с числом противней 3, 5, 6, 8, 9 и 10, что соответствует предпри-ятиям общественного питания различной мощности.

Печь конвейерная жарочная ПКЖ представляет со-бой аппарат непрерывного действия. Основными узлами его явля-ются: конвейер, собственно жарочная камера и блоки (верхний и нижний) ИК-генераторов. В рабочем режиме цепной транспор-тер, на котором установлены противни с изделиями, совершает шаговое движение. ИК-генераторы, собранные в блоки по 6 шт. (мощность блока 4,5 кВт), изготовлены в виде хромоникелевой спи-рали, помещенной в кварцевую трубку.

Снизу генераторы защищены металлической сеткой, исключающей попадание продукта на стекло. Противни имеют размер 420*285 мм. Сверху продукты обогреваются за счет лучистой энергии, снизу -- путем контакта с нагретыми противнями. Печь используется на крупных предприятиях общественного питания для жарки полуфаб-рикатов из мяса.

Технические характеристики ПКЖ:

Производительность, шт/ч ....................................................................1500-2000

Потребляемая мощность, кВт.........................................................................58,8

Мощность электродвигателя, кВт....................................................................0,27

Мощность одного генератора, кВт..................................................................0,75

Количество генераторов, шт.................................................................................78

Скорость движения транспортера, м/мин.......................................................0,57

Напряжение в сети, В.........................................................................................380

Габариты, мм

длина..................................................................................4400

ширина................................................................................868

высота................................................................................1400

Масса, кг..................................................................................934

В качестве одного примера аппарата с ИК-нагревом рассмотрим электропастеризатор А1-ОПЭ-1000.

Электропастеризатор


Марка: А1-ОПЭ-1000

НАЗНАЧЕНИЕ: Электропастеризатор предназначен для электротермической обработки потока жидких пищевых продуктов: молока, воды, фруктовых и овощных соков, вина и других непенящихся и негазосодержащих продуктов, с целью обеспечения их длительной сохранности без снижения питательных и вкусовых свойств при использовании инфракрасного излучения (нагрева).

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ: В состав установки входят:

  • 1. Уравнительный бак-накопитель с поплавковым регулятором жидкости.
  • 2. Центробежный насос.
  • 3. Пластинчатый теплообменный аппарат.
  • 4. Секция инфракрасного нагрева.
  • 5. Шкаф управления и автоматизации технологическим процессом.
  • 6. Рама на колесных опорах.
  • 7. Соединительная трубопроводная арматура.
  • 8. Приборы визуального контроля.

Электропастеризатор смонтирован на раме из нержавеющей стали, которая установлена на колесных опорах, что позволяет при необходимости перемещать изделие внутри производственного помещения. Рама оснащена двумя винтовыми опорами предотвращающими самопроизвольное перемещение изделия в стационарном положении. На верхнем основании рамы установлена и закреплена снизу на болтах секция ИК нагрева, которая предназначена для обработки продукт в закрытом потоке ИК излучением.

Обрабатываемый продукт последовательно перемещается через систему из десяти труб. Первые две трубы изготовлены из нержавеющей стали, продукт протекая по ним поглощает избыток конвективного тепла выделяемого нагревательными элементами секции. Остальные восемь труб являются непосредственно нагревателями. Они изготовлены из кварцевого стекла. На наружной поверхности каждой трубы намотан нихромовый провод, который при протекании через него электрического тока нагревается до температуры 800 °С и становится источником ИК излучения.

Каркас секции ИК нагрева заключен в съемный теплоизолирующий кожух. Внутренние стенки кожуха являются отражателями ИК излучения. На выходе секции ИК электронагрева стоит микроэлектронный регулятор температуры для регулирования температуры. Непосредственно под секцией ИК нагрева на промежуточном основании рамы смонтирован пластинчатый теплообменник (регенератор-охладитель). Он предназначен для регенерации тепла пастеризованного молока и его последующего охлаждения.

С левой стороны на консольном основании рамы электропастеризатора установлен уравнительный бак накопитель с поплавковым регулятором уровня жидкости. Бак предназначен для регулировки равномерности подачи жидкости в гидросистему.

С правой стороны на полуконсольном основании рамы установлен электрический шкаф, со встроенными приборами контроля и автоматизации технологического процесса.

На нижнем основании рам смонтирован центробежный насос.

Такая пастеризация отличается от обычных способов, и заключается в том, что используется особая функциональная нихромовая нить накаливания, преобразующая тепловую энергию в инфракрасное излучение, а труба изготовленная из особого кварцевого стекла позволяет ему без потерь проникать вглубь продукта. Принцип пастеризации основан на выработке инфракрасными нихромовым излучателем коротких импульсов высокой плотности.

Известно, что любая органическая материя состоит из воды и органики. Спектр поглощения энергии у воды и органики различен. Выбирается такой спектр излучения, при котором молекулы органики поглощают максимум энергии, а молекулы воды являются «проводником» энергии. Воздействие на продукт происходит равномерно, т.к. излучение проникает вглубь по воде, как по светодиоду. Энергия, проникнув внутрь приготовляемого продукта, выделяется в виде тепла и задерживается в нем. Молекулы воды превращаясь в пар , "взрывают" клетку изнутри, уничтожая все микроорганизмы Процесс пастеризации происходит одновременно изнутри и снаружи, и сокращается во много раз. Пастеризация происходит в течение 2-5 секунд при температуре 79-84 °С.

Практическими преимуществами описываемой технологии являются:

  • · полное уничтожение всех болезнетворных микроорганизмов;
  • · возможность пастеризации практически всех технических и биологических объектов;
  • · экономичность, наряду со значительным сокращением времени стерилизации, с очень короткими периодами нагревания и охлаждения;
  • · отказ от энергоемкого оборудования, воды, пара, давления, химикатов, используемых в традиционных методах пастеризации.

Благодаря практически мгновенному воздействию излучения с высокой плотностью потока энергии создаются необходимые условия для ликвидации токсичной и балластной микрофлоры, что обеспечивает повышенную по сравнению с другими методами сохранность продукта. Отсутствует вредное для здоровья людей излучение. При этом предохраняются от разрушения полезные биологические структуры: белковые компоненты, витамины, ферменты и молекулярные образования, формирующие органолептические свойства.

Рассмотрим действие ИК-излучения при производстве вина. Инфракрасное излучение , воздействуя на фотохимические процессы, происходящие в вине, сокращает время ферментации и выпаде винного камня. Благодаря ускоренной реакции можно добиться аромата и вкуса присущих выдержанному вину. В процессе "старения" вина количество кислот, фосфатов и винных камней уменьшается, красящие вещества и примеси выпадают в осадок. Одним из принципиальных преимуществ данной технологии является также выпадение в осадок железа, содержащего вредные вещества. Тестирование показывает, что этот метод, представляющий собой важное новшество в виноделии, улучшает процесс окрашивания вин, снижает их вязкость и повышает вкусовые качества. В результате обработки также значительно снижается риск заражения вина, устраняются причины, вызывающие заболевания. Это означает, что для придания вину особых характерных свойств, нет необходимости выдерживать его в течение длительного времени, что ускоряет производственный цикл и сокращает затраты. Преимуществом данного процесса является полная пастеризация без изменения химического состава, что гарантирует стопроцентную сохранность биологических веществ и длительный срок хранения конечного продукта.

В отличие от существующих методов обеспечивается полная концентрация и предотвращение дезинтеграции клеточной структуры биоматериалов. Гарантируется продление срока хранения биологических объектов, без потери физиологических качеств, содержащихся в них веществ.

Особенности:

1. Пастеризация жидкостей в установке уменьшает в 1800 раз количество бактерий, находящихся в 1 мл необработанного молока, полностью обеспечивается обеззараживание от туберкулёза и бруцелёза молока с начальной температурой 10…35 °С и кислотностью не более 21 Т , при этом эффективность пастеризации составляет 99,9%.

2. Молоко, прошедшее обработку ИК-излучением на установке, полностью сохраняет витамины В1 и С1, кислотность молока снижается на 2 Т без ухудшения вкуса и качества.

3. Процесс образования молочного камня на поверхности кварцевых трубок теплообменника замедлен в несколько раз, по сравнению с другим теплообменниками.

4. Удельные энергозатраты на 1 литр молока в 1,3 раза ниже, чем в существующих пастеризационных установках.

5. Процесс пастеризации полностью автоматизирован, оператор только задает режимы, а пульт управления с помощью двух трехходовых гидравлических клапанов с электромеханическим приводом перераспределяет поток продукта.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
Аппараты ИК-нагрева