Установка обжарочная (ее варианты)

 

Использование: изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к установкам для обжаривания продуктов, например кофе, злаков и т.п. а также может использоваться в других отраслях, где требуется равномерная термическая обработка зернистых материалов. Сущность: установка содержит обжарочную камеру (ОК) с перемешивающим устройством (ПУ), которая снабжена патрубками подвода и отвода воздуха, и устройства для загрузки и выгрузки продукта. ПУ снабжено ковшевыми элементами (КЭ), которые закреплены на концах ступиц (С), соединенных с валом. На С над КЭ под углом к плоскости вращения установлены дополнительные пластины (ДП) 12. ПУ выполнено секционным, а секции расположены таким образом, что С секции установлены по образующим винтовых поверхностей, проходящих вдоль вала, при этом число винтовых поверхностей соответствует С числу в секции, а КЭ установлены с отрицательным углом атаки к направлению вращения. ОК выполнена в виде горизонтально размещенного цилиндрического барабана, в нижней части ОК выполнена горизонтальная щель для тангенциального подвода воздуха под слой обжариваемого продукта, а в верхней части ОК установлен сепаратор, выполненный в виде трапециевидной призмы, меньшей боковой гранью примыкающей к ОК таким образом, что другая боковая грань призмы сопряжена по касательной с ОК по всей ее длине. На конце одной С каждой секции может быть установлена пластина или пластина-щетка, размещенная под углом к плоскости вращения, или С могут иметь свободные концы, причем С размещены по образующим одной и той же винтовой поверхности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а более конкретно, к установкам для обжаривания кофе, злаков, цикория и других аналогичных продуктов.

Известен аппарат для обжаривания продуктов (см. патент США N 3964175, кл. F 26 B 15/00, 1976), который включает камеру, перфорированную решетку, устройства для загрузки и выгрузки продукта, газораспределитель и систему подачи теплоносителя. Недостатком указанного аналога является относительно низкое качество получаемого продукта.

Известен аппарат для обжаривания продуктов (см.авт.св. N 1147908, кл. F 26 В 15/00, 1985), включающий камеру, разделенную на секции, имеющие перфорированные днища, размещенные ступенчато относительно друг друга и снабженные пластинами, устройства для загрузки и выгрузки продукта и систему горячего воздуха с нижним газораспределением. Недостатком указанного аналога является его относительно низкая эффективность.

Также известен аппарат для обжаривания продуктов [1] содержащий камеру, разделенную на секции, имеющие днища, размещенные ступенчато относительно друг друга и снабженные пластинами, причем в боковых стенках упомянутых секций выполнены отверстия для подвода горячего воздуха, а также содержащий устройства для загрузки и выгрузки продукта и систему подачи теплоносителя. Недостатком указанного аналога является его относительно низкая эффективность.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является установка для обжаривания продуктов [2] принятая за прототип, содержащая обжарочную камеру, снабженную патрубками для подвода и отвода горячего воздуха, устройствами для загрузки и выгрузки продукта, а также перемешивающим устройством. Недостатком указанного прототипа является его низкая эффективность, а также относительно более низкое качество получаемого продукта.

Цель изобретения повышение качества получаемого готового продукта с одновременным повышением эффективности использования установки.

Цель достигается тем, что перемешивающее устройство снабжено ковшевыми элементами, закрепленными на концах, соединенных с валом вращения радиальных ступиц, и размещенными перпендикулярно плоскости вращения, и дополнительными пластинами, установленными под углом к плоскости вращения и размещенными над упомянутыми элементами на ступицах. Перемешивающее устройство выполнено секционным, причем секции расположены таким образом, что ступицы секций установлены по образующим винтовых поверхностей, проходящих вдоль всей длины вала вращения, при этом число винтовых поверхностей соответствует числу ступиц в секции, а ковшевые элементы установлены с отрицательным углом атаки к направлению их вращения, а обжарочная камера выполнена в виде горизонтально расположенного цилиндрического барабана, в нижней части которого по всей его длине выполнена щель для тангенциального подвода воздуха под слой обжариваемого продукта, сообщенная с патрубком подвода горячего воздуха.

В верхней части барабана установлен сообщающийся с обжарочной камерой и патрубком отвода воздуха сепаратор, выполненный в виде трапециевидной призмы, меньшей боковой гранью примыкающей к упомянутому барабану таким образом, что другая ее боковая грань сопряжена по касательной с барабаном по всей длине последнего.

Во втором варианте по меньшей мере на конце одной ступицы каждой секции установлена пластина или пластина-щетка, размещенная в общем случае под углом к плоскости вращения, пластины или пластины-щетки закреплены на ступицах, установленных по образующим одной и той же винтовой поверхности.

В третьем варианте ступицы, установленные по образующим, расположенным в плоскости по меньшей мере одной винтовой поверхности, имеют свободные концы.

На фиг.1-3 схематично представлены разрезы вариантов установки.

Установка содержит обжарочную камеру 1, выполненную в виде горизонтально расположенного цилиндрического барабана, снабженную патрубком 2 для ввода горячего воздуха и патрубком 3 для вывода горячего воздуха, а также патрубком 4 для загрузки продукта, например зерен кофе, и люком 5 для выгрузки обжаренного продукта, например зерен кофе, расположенным в нижней части камеры 1.

В нижней части камеры 1 выполнена продольная щель 6 для тангенциального подвода горячего воздуха под слой обжариваемого продукта, например, зерен кофе, которая сообщена с патрубком 2 и выполнена по всей длине камеры 1. Со стороны щели 6 в верхней части камеры 1 установлен сепаратор 7, который выполнен в виде трапециевидной призмы, которая меньшей боковой гранью примыкает к камере (барабану) 1 таким образом, что другая боковая грань призмы сопряжена по касательной с камерой (барабаном) 1 по всей ее длине. Сепаратор 7 снабжен отбойником 8. Внутри камеры 1 размещено перемешивающее устройство, включающее вал 9 с радиально закрепленными на нем ступицами 10, которые установлены по образующим винтовых поверхностей, проходящих вдоль вала 9.

Количество винтовых поверхностей соответствует количеству ступиц 10, лежащих в одной поперечной плоскости и образующих секцию. На концах ступиц 10 установлены ковшевые элементы 11, над которыми на ступицах 10 закреплены дополнительные пластины 12. Элементы 11 установлены перпендикулярно плоскости вращения и с отрицательным углом атаки к направлению их вращения, а пластины 12 установлены под углом к плоскости вращения и могут быть размещены на разных расстояниях от элементов 11 по длине ступиц 10. Кроме того, пластины 12 могут быть ориентированы по отношению к плоскости вращения в разные стороны.

Во втором варианте установки по меньшей мере на конце одной ступицы 10 каждой секции установлена пластина или пластина-щетка 12 (см.фиг.2), размещенная под углом к плоскости вращения, которая позволяет производить очистку камеры (барабана) 1 от масляных отложений и нагара, которые могут образовываться в процессе обжаривания продукта и откладываться на внутренней поверхности камеры (барабана) 1. Установка пластины или пластины-щетки 13 позволяет ускорить процесс и улучшить полноту разгрузки готового (обжаренного) продукта через люк 5 и, кроме того, исключить пересыпание обжаренного продукта, например зерен кофе, с одного ковшевого элемента на движущийся за ним следующий ковшевой элемент, где они задержатся до следующего цикла обжарки и будут пережарены. Пластины-щетки 13 закреплены на ступицах 10, которые установлены по образующим одной и той же винтовой поверхности.

В третьем варианте ступицы 10, установленные по образующим, расположенным в плоскости по меньшей мере одной винтовой поверхности, имеют свободные концы 14 (см.фиг.3), что позволяет, как и во втором варианте, ускорить процесс и улучшить полноту разгрузки готового (обжаренного) продукта через люк 5 и, кроме того, исключить пересыпание обжаренного продукта, например зерен кофе, с одного ковшевого элемента на движущийся за ним следующий ковшевый элемент, где они будут пережарены, так как не выгрузятся из аппарата и будут обжарены повторно.

Установка работает следующим образом.

Через патрубок 4 загружают порцию продукта, например зерен кофе, в камеру 1, в которую через щель 6 поступает тангенциально под слой продукта горячий воздух. Благодаря такому подводу воздуха и вращению вала 9 со ступицами 10 и элементами 11 зерна обжариваемого продукта интенсивно циркулирует в объеме камеры 1 (в объеме секций, образованных ступицами 10, лежащих в одной поперечной плоскости (плоскости вращения), с элементами 11), при этом весь объем оказывается разделенным на отдельные обменивающиеся обжариваемыми зернами циркуляционные контуры, интенсивность циркуляции продукта в которых чередуется. Это связано с тем, что при движении элемента 11 через слой продукта и особенно над щелью 6 основной поток горячего воздуха движется через зону движения элемента 11, как область, имеющую пониженное гидравлическое сопротивление. Для интенсификации продольного перемешивания продукта (обмена между контурами) между циpкуляционными контурами над элементами 11 установлены пластины 12, которые обеспечивают перемещение продукта вдоль оси вала 9. При движении элемента 11 через слой продукта он захватывает порцию продукта (зерен) и перемещает ее в верхнюю часть секции. После выхода из слоя продукта элемент 11 постепенно освобождается от продукта (зерен), который при своем движении вниз контактирует с горячим воздухом, вышедшим из слоя продукта.

Отработанный горячий воздух в верхней части камеры 1 изменяет направление своего движения с тангенциального на вертикальное и поступает в сепаратор 7. Благодаря резкому изменению направления движения воздуха в камере 1 происходит дополнительная сепарация мелких частиц из воздуха, а окончательная сепарация происходит в сепараторе 7, причем наличие отбойника 8, изменяющего направление движения воздуха, улучшает работу сепаратора 7, в котором за счет его расширения скорость воздуха падает. Для уменьшения механического воздействия элементов 11 на обжариваемый продукт они установлены с отрицательным углом атаки к направлению их вращения, при этом зазор, образованный цилиндрической внутренней поверхностью камеры 1 и наружной поверхностью элемента 11, расширяется по ходу вращения, что исключает заклинивание про- дукта в этом зазоре.

При достижении заданной степени обжаривания прекращают подачу воздуха в камеру 1 через щель 6, открывают люк 5 и продукт через него выгружают, например, в конвективный охладитель.

Формула изобретения

Обжарочная установка преимущественно для обжаривания пищевых продуктов, содержащая обжарочную камеру с установленным на валу перемешивающим устройством, снабженную патрубками для подвода и отвода воздуха, устройства для загрузки и выгрузки продукта, отличающаяся тем, что обжарочная камера выполнена в виде горизонтально расположенного цилиндрического барабана, в нижней части которого по всей его длине выполнена щель для тангенциального подвода воздуха под слой обжариваемого продукта, сообщенная с патрубком подвода горячего воздуха, в верхней части барабана установлен сообщающийся с обжарочной камерой и патрубком отвода воздуха сепаратор, выполненный в виде трапециевидной призмы, меньшей боковой гранью примыкающей к упомянутому барабану таким образом, что одна из ее боковых граней сопряжена по касательной с упомянутым барабаном по всей длине последнего, а перемешивающее устройство выполнено секционным, при этом каждая секция состоит из ковшовых элементов, закрепленных на концах, соединенных с валом вращения ступиц и установленных под углом к плоскости вращения секции и размещенных над упомянутыми ковшовыми элементами на ступицах дополнительных пластин, при этом ковшовые элементы соседних секций расположены со смещением относительно друг друга по винтовой линии, проходящей вдоль всей длины вала вращения.

2. Установка преимущественно для обжаривания пищевых продуктов, содержащая обжарочную камеру с установленным на валу перемешивающим устройством, снабженную патрубками для подвода и отвода воздуха, устройства для загрузки и выгрузки продукта, отличающаяся тем, что обжарочная камера выполнена в виде горизонтально расположенного цилиндрического барабана, в нижней части которого по всей длине выполнена щель для тангенциального подвода воздуха под слой обжариваемого продукта, сообщенная с патрубком подвода горячего воздуха, в верхней части барабана установлен сообщающийся с обжарочной камерой и патрубком отвода воздуха сепаратор, выполненный в виде трапециевидной призмы, меньшей боковой гранью примыкающей к упомянутому барабану таким образом, что одна из ее боковых граней сопряжена по касательной с упомянутым барабаном по всей длине последнего, а перемешивающее устройство выполнено секционным, при этом каждая секция состоит из ковшовых элементов, закрепленных на концах, соединенных с валом вращения ступиц и установленных под углом к плоскости вращения секции и размещения над ковшовыми элементами на ступицах дополнительных пластин, причем по меньшей мере на конце одной ступицы каждой секции установлена под углом к плоскости вращения пластина или пластина-щетка, при этом ковшовые элементы соседних секций расположены со смещением относительно друг друга преимущественно по винтовой линии, проходящей вдоль всей длины вала вращения.

3. Установка преимущественно для обжаривания пищевых продуктов, содержащая обжарочную камеру с установленным на валу перемешивающим устройством, снабженную патрубками для подвода и отвода воздуха, устройства для загрузки и выгрузки продукта, отличающаяся тем, что обжарочная камера выполнена в виде горизонтально расположенного цилиндрического барабана, в нижней части которого по всей его длине выполнена щель для тангенциального подвода воздуха под слой обжариваемого продукта, сообщенная с патрубком подвода горячего воздуха, в верхней части барабана установлен сообщающийся с обжарочной камерой и патрубком отвода воздуха сепаратор, выполненный в виде трапециевидной призмы, меньшей боковой гранью примыкающей к упомянутому барабану таким образом, что одна из ее боковых граней сопряжена по касательной с упомянутым барабаном по всей длине последнего, а перемешивающее устройство выполнено секционным, при этом каждая секция состоит из ковшовых элементов, закрепленных на концах, соединенных с валом вращения и установленных под углом к плоскости вращения секции и размещенных над упомянутыми элементами на ступицах дополнительных пластин, причем по меньшей мере одна ступица каждой секции свободна, при этом ковшовые элементы соседних секций расположены со смещением относительно друг друга преимущественно по винтовой линии, проходящей вдоль всей длины вала вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3