холодильная установка

Формула изобретения

ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая охлаждаемую емкость, устройство для создания вакуума, средство распыления хладоносителя, отличающаяся тем, что она снабжена нагнетательным насосом и сообщенной с устройством для создания вакуума камерой испарения хладоносителя, расположенной вне емкости и сообщенной с ней газоотводным и переточным трубопроводами, при этом камера, охлаждаемая емкость и нагнетательный насос связаны между собой с образованием контура циркуляции хладоносителя, в качестве последнего использован рассол для консервирования продуктов в емкости, а устройство для создания вакуума содержит связанные с образованием автономного контура циркуляции хладоносителя цилиндрическую емкость со струйным насосом, побудитель потока, охладитель хладоносителя, выход которого соединен с активным соплом струйного насоса, а полость камеры испарения сообщена трубопроводом с пассивным соплом последнего, причем контур циркуляции хладоносителя на участке перед насосом подсоединен с автономному контуру циркуляции на участке после побудителя потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к установкам для охлаждения и хранения консервированных пищевых продуктов.

Известна установка для охлаждения и хранения консервированных продуктов, обработанных под вакуумом в течение 30-60 мин. В качестве консервантов используют растворы хлористого натрия при посоле в концентрации 20-80%, а при квашении в концентрации 5-8% [1].

Недостаток этой установки состоит в том, что вакуумная обработка продуктов осуществляется до заливки их консервирующими растворами, что приведет к деформации и повреждению части плодов при загрузке их в емкости. Кроме того, охлаждение консервированных пpодуктов осуществляется до заливки их консервирующими растворами с использованием автономных теплообменников и дорогостоящей холодильной установки, что усложняет технику и приводит к увеличению стоимости консервированных продуктов.

Известна установка для охлаждения и хранения пищевых консервированных пpодуктов, содержащая емкость, сборник жидкости и контур циркуляции жидкости с установленными в нем насосом, охладителем и распылителем [2].

При эксплуатации такой установки необходимы или повышенные концентрации консерванта, или дорогостоящие автономные холодильник установки. Кроме того, использование для образования сборника жидкости плоской перфорированной перегородки и размещение ее в нижней части емкости неэффективно при хранении консервированных семечковых плодов, поскольку снижается рабочий объем емкости.

Известна холодильная установка, содержащая охлаждаемую емкость, устройство для создания вакуума, средство распыления хладоносителя [3].

Недостатки этой установки состоят в том, что охлаждение объекта - воздуха осуществляется через металлоемкие сложные по конструкции двухсекционные теплообменники, это удорожает установку и снижает эффективность теплообмена. Установка работает при глубоком вакууме, что приводит к повышенным энергозатратам. Кроме того, отсутствует устройство для возвращения конденсата в повторный цикл. Хладагент - вода автоматически насыщается кислородом воздуха, что недопустимо при получении и хранении консервированных продуктов.

Цель изобретения - упрощение конструкции охлаждающего и вакуумного устройства, снижение энергозатрат на охлаждение, улучшение качества готовой продукции.

Установка содержит одну или две параллельно соединенные между собой термоизолированные охлаждаемые емкости 1, над днищами которых установлены заборные трубопроводы 2 с отверстиями снизу и с двух боковых сторон. Трубопроводы 2 соединены между собой патрубками 3, а последние - трубопроводом 4, в который вмонтированы вентили 5 и смеситель 6. Под куполами емкостей 1 установлены горизонтальные желоба 7 с перфорированными боковыми стенками. Над днищами желобов 7 размещены распределители 8, выполненные в виде горизонтально расположенных трубопроводов с отверстиями в нижней части и с двух боковых сторон. На горловины 9 емкостей 1 герметично установлены цилиндрические сосуды - гидрозатворы 10 с герметичными крышками. Емкости 1 через гидрозатворы 10 и через газоотводные трубопроводы 11 соединены с камерой 12 испарения хладоносителя, установленной вне емкости, над ними с расчетом свободного самоперетока в них хладоносителя из камеры 12 после заполнения последней на 15-20% общего объема. Камера 12 соединена с охлаждаемыми емкостями 1 через переточные трубопроводы 13, 14, в которые вмонтированы вентили 15, 16, причем отводные концы патрубков подключены к распределителям. Емкости 1 и полость камеры 12 связаны между собой в контур циркуляции хладоносителя через смеситель 6, трубопровод 17, нагнетательный насос 18, средство для распыления хладоносителя, имеющее распределитель 19 и форсунки 20.

Холодильная установка включает устройство для создания вакуума, содержащее связанные с образованием автономного контура циркуляции хладоносителя цилиндрическую емкость 21, трубопровод 22, побудитель потока в виде нагнетательного насоса 23 с запорным вентилем 24, охладитель 25 хладоносителя, выход которого соединен с активным соплом струйного насоса 26 и барботер 27. Пассивное сопло струйного насоса 26 через трубопровод 28 соединено с полостью камеры 12 испарения. В трубопровод 28 вмонтирован обратный клапан 29. Контур циркуляции хладоносителя на участке перед насосом 18 подсоединен трубопроводом 30 с вентилем 31 к автономному контуру циркуляции на участок после побудителя потока в виде насоса 23. Целесообразно соединить контуры с автоматическим регулированием уровня хладагента в емкости 21. Емкость 21 имеет патрубок 32 для отвода неконденсирующихся газов. В качестве хладоносителя использован рассол для консервирования продуктов в емкости 1.

Установка работает следующим образом.

В емкости 1 с использованием механического устройства вместе с солевым раствором и разводкой молочнокислых бактерий загружают продукты для микробиологического консервирования и последующего хранения их. Солевой раствор (хладоноситель вводят также в камеру 12 и емкость 21 на 15-20% их объема, сливные вентили при этом перекрывают. Микробиологическое консервирование продуктов обеспечивается в результате проведения молочнокислого брожения и накопления при этом преимущественно молочной кислоты. На первой активной стадии молочнокислого брожения температуру консервируемой массы поддерживают в пределах 10-18^оС, а при дображивании в пределах 14-8^оС. Активный период забраживания массы можно наблюдать через горловины 9 визуально, а в случае необходимости отводить избыток рассола в емкость 21 через трубопровод 4, смеситель 6 и трубопроводы 17, 30, 22.

Дображивание продукта совмещают с операцией полного заполнения емкостей 1 рассолом через камеру 1 и с этой целью открывают вентили 16. Необходимый уровень рассола в камере 12 обеспечивается за счет подключения к ней трубопроводов 13. Охлаждение консервирующего рассола под вакуумом осуществляют следующим образом. Герметично закрывают крышками горловины 9, перекрывают вентиль 15 и открывают вентили 5 и 16 на циркуляцию солевого раствора через емкости 1 - камеру 12. Включают нагнетательный насос 18 и контур циркуляции солевого раствора, выполняющего функции хладоносителя. Солевой раствор насосом 18 забирается из нижней части зоны емкостей 1 через трубопроводы 2, 4, 17 и подается в полость камеры 12 через распределитель 19 - форсунки 20, где распыляется до мельчайших капель. Под действием вакуума происходит частичное испарение (до 1% ) хладоносителя и охлаждение его. Основная масса охлажденного раствора стекает на днище камеры 12 и через переточные трубопроводы 13, распределители 8 и желобы 7 поступает в верхние зоны емкостей 1, а затем перемещается сверху вниз, обеспечивая при этом охлаждение продукта.

Переток хладоносителя через емкости 1 можно проводить также путем подачи его в нижние зоны. Хладоноситель можно подавать в емкости 1 снизу, а отбирать его сверху, устанавливая в этом варианте дополнительные устройства над днищами емкостей 1. С момента циркуляции солевого раствора через камеру 12 и емкости 1 включают автономный контур циркуляции хладоносителя через емкость 21, охладитель 25 и струйный насос 26. С этой целью открывают вентили на проток раствора через трубопровод 22 и включают насос 23. Хладоноситель при этом насосом 23 забирается из нижней части емкости, проходит охладитель 25, затем эжектируется через активное сопло струйного насоса и через барботеор 27 выходит в емкость 21. В результате эжекции в камере 12 создается вакуум, что вызывает испарение распыляемой через форсунки 20 части хладоносителя. Образующиеся при этом пары воды по трубопроводу 28 поступают в пассивное сопло струйного насоса 26, смешиваются в последнем с охлажденным раствором автономного контура циркуляции и конденсируются, что и обеспечивает создание вакуума. Выделяющиеся из барботера 27 неконденсирующиеся газы выходят из емкости 21 в атмосферу через патрубок 32. Газовая камера емкости 21 работает при атмосферном давлении. В случае отключения насоса 23 конденсат под действием атмосферного давления из емкости 21 через барботер 27, струйный насос 26 и трубопровод 28 поднимается и перекрывает обратный клапан 29, что препятствует перетоку раствора в камеру 12.

В результате испарения хладоносителя консервирующего раствора происходит частичное повышение концентрации рассола в емкостях 1 и соответственное снижение концентрации его в емкости 21. Для уравнивания концентрации солевых растворов в емкостях 1 и 21 часть раствора из емкости 21 переводят с помощью насоса 23 и трубопровода 30 в трубопровод 17 на участке перед насосом 18. Работу по перекачиванию раствора продолжают до момента достижения в камере 12 оптимального уровня. Целесообразно работу вентиля 31 осуществлять с автоматическим регулированием.

Вместе с парами воды из камеры 12 в емкость 21 поступают и ароматические вещества, которые улавливаются охлажденным хладоносителем и возвращаются затем в емкости 1, что способствует сохранению качества готовой продукции.

П р и м е р 1. Огурцы консервируют путем проведения молочнокислого брожения с использованием солевого раствора и закваски чистой культуры молочнокислых бактерий. Рассол готовят за 1 сут до заливки с содержанием соли 5% с расчетом последующего хранения готовой продукции при температуре 0. . . +5^оС. В соответствии с технологической рецептурой в огурцы добавляют различные пряности: укроп, листья экстрагона, хрена, черной смородины и другую зелень. Пряности укладывают на днище емкостей, в среднюю, верхнюю зоны размещения плодов. Целесообразно размещать пряности в тканевые мешочки. Огурцы загружают в емкости вместе с рассолом с помощью гидротранспортера. Рассол доливают под горловину емкостей и используют его в качестве хладоносителя. Молочнокислое брожение огурцов проводят при умеренной температуре в пределах 10-18^оС в течение 8-12 сут до накопления 3-4 г/100 см³ кислот в пересчете на молочную кислоту. Повышение температуры до 20-25^оС приводит к ускорению брожения и снижению качества продукта, а понижение температуры вызывает торможение. По ходу брожения и при хранении плодов рассол охлаждают по описанной выше схеме путем циркуляции его через вакуумную камеру 12. Температуру рассола в процессе брожения поддерживают сначала в пределах 15-18^оС, а затем частично снижают до 14-8^оС, обеспечивая при вакуумировании анаэробные условия. Наличие в установке перфорированных желобов, выполненных в блоке с гидрозатворами, обеспечивает полное погружение в рассол плодов, что исключает возможность окисления последних кислородом воздуха. После завершения брожения температуру рассола снижают до +1...0^оС.

П р и м е р 2. Установку используют для заквашивания и хранения капусты. В этом варианте целесообразно заборные распределительные трубопроводы помещать в перфорированные трубы диаметром 200-250 мм или под горизонтально расположенную перфорированную пластину.

Капусту шинкуют, добавляют в нее шинкованную морковь, поваренную соль до 1,2-2% и необходимые специи, после чего загружают в емкости и уплотняют с помощью переносных винтовых горизонтальных или вертикальных шнеков до появления сока. Для проведения брожения в шинкованную массу добавляют закваску чистой культуры молочнокислых бактерий. На стадии квашения температуру поддерживают в пределах 10-20^оС. Молочнокислое брожение завершают за 18-12 сут. Повышение температуры до 25-30^оС и сокращение цикла брожения до 6 сут нежелательно, так как это приводит к ухудшению качества капусты. В процессе брожения следят за накоплением кислоты, содержание которой должно быть не менее 0,7 г/100 см³ в пересчете на молочную кислоту.

Для приготовления капусты "Провансаль" заквашивают целые кочаны, переслаивая их шинкованной капустой. В квашеной капусте улучшенного качества накопление кислот (в пересчете на молочную кислоту) ограничивают в пределах 0,7-1,5 г/100 см³. После завершения брожения температуру квашеной капусты снижают до +1. . . 0^оС и хранят ее при таких условиях до реализации, что достигается периодическим охлаждением рассола путем циркуляции и распыления его под вакуумом. Созданием анаэробного режима и пониженной температуры хранения обеспечивают улучшение качества капусты и возможность длительного ее хранения.

Эффективность данного технического решения достигается за счет упрощения конструкции установки путем объединения вакуумного и конденсирующего устройства, а также с устройством для возвращения конденсата вместе с ароматическими веществами в повторный цикл при использовании консервирующего рассола в качестве хладоносителя. Исключается при этом необходимость иметь в емкостях дополнительные теплообменники, а в установках - дорогостоящие холодильные машины.