установка для жарки пончиков во фритюре

Формула изобретения

Установка для жарки пончиков во фритюре, содержащая накопитель теста с патрубком подачи в устройство формирования штучных полуфабрикатов, вертикальный охлаждаемый стакан которого вмонтирован в днище теплоизолированной фритюрной ванны, оснащенной спиральным нагревателем, и съемник готовых изделий в отводящий склиз с направляющего центрального стержня, смонтированного на отсекателе устройства формирования штучных полуфабрикатов, кинематически связанном с приводом возвратно-поступательных перемещений, отличающаяся тем, что устройство извлечения готовых изделий выполнено в форме многозаходного шнека, образованного упругими прутками, спирально закрепленными на оси вращения, попутного подъему пончиков по направляющему стержню, на верхнем конце которого закреплен гибкий ограничитель, выполненный в виде каната, ориентированного в отводящий склиз.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кухонному оборудование с использованием нагревательных печей, а более конкретно к агрегату для автоматического формования пончиков с одновременной их жаркой при технологическом транспортировании во фритюре.

Уровень техники данной области характеризует автоматическая установка для жарки пищевых продуктов во фритюре, описанная в патенте RU 2129831, A 47 J 37/12, 1999 г., которая содержит фритюрную ванну, разделенную перегородкой на сообщающиеся зоны загрузки и жарки.

На крышке фритюрной ванны в зоне загрузки установлена накопительная емкость для теста с механизмом дозирования и формирования тестового полуфабриката, гравитационно поступающего через зазор под разделительной перегородкой и дном ванны в направляющий цилиндр, вертикально закрепленный в ее зоне жарки, где смонтирован электронагреватель.

Над направляющим пончики при всплыть во фритюре цилиндром закреплен ограничитель с примыкающим толкателем в приемник, кинематически связанным с приводом дозирующего механизма накопителя.

Теплоизолированная ванна оснащена устройством слива фритюра и модулем контроля уровня, который автоматически осуществляет долив холодного фритюра и слив его излишков.

Свободный объем фритюрной ванны сообщается с вытяжным патрубком, снабженным средством фритюроотделения.

Продолжением отмеченных достоинств установки являются присущие недостатки: низкая функциональная надежность и неудовлетворительное качество приготовления пончиков.

При самопроизвольном ориентировании полуфабрикатов в зоне загрузки и в направляющем цилиндре зоны жарки может прекратиться их подача из-за заклинивания в зазоре под перегородкой или произойти механическое деформирование толкателем неправильно ориентированного пончика, удерживаемого ограничителем, соответственно.

По причине одностороннего размещения нагревателя относительно направляющего цилиндра, при постоянном поступлении с противной стороны циркулирующего холодного фритюра из зоны загрузки, происходит неравномерный нагрев тестовых полуфабрикатов, что служит причиной разной степени готовности в массе каждого жареного пончика.

Отмеченные недостатки устранены в выбранном в качестве наиболее близкого аналога автомате для жарки пончиков во фритюре по патенту RU 2165231, A 47 J 37/12, 2001 г., который содержит размещенные раздельно в общем корпусе теплоизолированную фритюрную ванну с коаксиальным спиральным нагревателем и накопительный бункер с патрубком подачи теста.

Патрубок подачи теста сообщается с вертикальным стаканом устройства формирования штучных тестовых полуфабрикатов, вмонтированным в центральное отверстие днища фритюрной ванны. В этом стакане, имеющем каналы для принудительной циркуляции охлаждающей воды, установлен поршень, кинематически связанный со штоком привода возвратно-поступательных перемещений.

Поршень устройства формирования штучные тестовых полуфабрикатов торовой формы снизу выполнен в виде конического отсекателя, а на нем сверху установлен направляющий стержень, предназначенный для ориентирования движения пончиков во фритюре.

Фритюрная ванна оснащена устройством извлечения готовых изделий с направляющего стержня в окно крышки на отводящий склиз, которое связано с корпусом и выполнено в виде Г-образного рычага, проходящего через продольный паз крышки и жестко закрепленного меньшим плечом на оси через втулку. Большее плечо в свободном состоянии параллельно стенке ванны, его длина выбрана из расчета контакта при повороте рычага с самым верхним пончиком, расположенным на направляющем стержне.

Поворот рычага осуществляется вручную за свободный конец оси. В этой установке за цикл возвратно-поступательных перемещений поршня в вертикальном стакане обеспечивается автоматическое объемное дозирование отсекателем порции теста с одновременным формированием полуфабриката пончика в форме тора на направляющем стержне. Тестовые полуфабрикаты последовательно подаются снизу на направляющий стержень непосредственно во фритюрной ванне, которая технологически изолируется от протечек фритюра подаваемым тестом, а затем поршнем дозатора в нижнем его положении.

Из разогреваемого во фритюре теста, которое заметно увеличивается в объеме, активно испаряется вода, за счет чего плотность пончиков при жарке уменьшается вдвое и они ориентированно по направляющему стержню всплывают к устройству их извлечения.

В этой автоматической установке пончики на всем пути движения во фритюре находятся внутри коаксиального нагревателя и поэтому всесторонне обжариваются при объемном тепловложении.

Однако недостатком известной установки, которая по технической сущности выбрана в качестве наиболее близкого аналога, является неудовлетворительное качество готовой продукции из-за субъективного фактора ручного съема пончиков, так как возможны случаи их передержки на направляющем стержне в горячем фритюре, что приводит к образованию канцерогенов.

При этом возникают заторы теста на формировании полуфабрикатов и готовых пончиков под крышкой, для удаления которых необходимо выключить установку.

Оснащение рычажного толкателя автономным приводом, управляемым путевой системой с чувствительным элементом контроля уровня пончиков на направляющем стержне, заметно усложняет конструкцию и потребительскую стоимость установки.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование конструкции установки для технологического обеспечения необходимого качества изготавливаемых пончиков в автоматическом режиме, в том числе синхронное извлечение готовых изделий на отводящий склиз.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной установке для жарки пончиков во фритюре, содержащей накопитель с патрубком подачи теста в устройство формирования штучных полуфабрикатов, вертикальный охлаждаемый стакан которого вмонтирован в днище теплоизолированной фритюрной ванны, оснащенной спиральным нагревателем, и устройство съема готовых изделий в отводящий склиз с направляющего центрального стержня, смонтированного на отсекателе устройства формирования штучных полуфабрикатов, кинематически связанном с приводом возвратно-поступательных перемещений, согласно изобретению устройство извлечения готовых изделий выполнено в форма многозаходного шнека, образованного упругими прутками, спирально закрепленными на оси вращения, попутного подъему пончиков по направляющему стержню, на верхней конце которого закреплен гибкий ограничитель, выполненный в виде каната, ориентированного в отводящий склиз.

Отличительные признаки обеспечили необходимое качество серийно изготавливаемых пончиков идентичной массы, которые равномерно обжариваются с поверхности и в объеме при автоматическом функционировании всех структурных узлов и механизмов установки, в частности обеспечена синхронность поштучного съема готовых изделий с циклом формирования тестовых полуфабрикатов.

Выполнение устройства извлечения готовых изделий в форме многозаходного шнека, образованного упругими спиральными прутками, позволило согласовывать автоматическое касательное взаимодействие постоянного попутного вращения съемника с верхним пончиком столба на направляющем стержне по мере его подъема. При этом выталкивающее усилие к извлекаемому пончику прикладывается безударно по наклонному винту шнека.

Закрепление на верхнем конце направляющего стержня гибкого ограничителя обеспечивает смещение столба пончиков во фритюрной ванне в сторону окна выгрузки, а верхние из них позволяет частично развернуть для плавного взаимодействия со спиральным прутком шнека.

Выполнение ограничителя в виде каната, направленного в отводящий склиз, служит для упорядоченной и принудительной поштучной подачи пончиков в отводящий лоток, осуществляя при этом безударное переориентирование направления их движения.

Предложенная конструкция устройства извлечения готовых пончиков обеспечивает заданное технологией время выдержки каждого штучного изделия во фритюре и в ванне для полного обтекания излишков с поверхности пончиков.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности; то есть поставленная задача решена не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пищевому машиностроению, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления установки для жарки пончиков можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - схематично установка;

на фиг.2 - толкатель устройства извлечение, аксонометрия.

Установка для жарки пончиков (фиг.1) содержит закрепленные в общем корпусе 1 накопитель 2 теста и теплоизолированную фритюрную ванну 3, закрытые крышками 4 и 5 соответственно.

В центральном отверстии днища ванны 3 вмонтирован вертикальный водоохлаждаемый стакан 6 устройства формирования штучных тестовых полуфабрикатов торовой формы, в котором установлен поплавковый дозатор 7, перекрывающий выход стакана 6 в ванну 3.

На дозаторе 7 снизу выполнен конический отсекатель 8, а также имеется мерный паз 9, в котором свободно расположен шток 10 привода М горизонтальных возвратно-поступательных его перемещений вдоль патрубка 11 подачи теста от накопителя 2 в стакан 6.

Паз 9 формообразует два упора кинематического замыкания на штоке 10, ограничивающие верхнее и нижнее крайние рабочие положения отсекателя 8, чем обеспечивается дозированная подача в стакане 6 порции теста на формирование полуфабриката пончика.

На конце штока 10 закреплена решетчатая перегородка 12, оснащенная продольно подвижной шиберной заслонкой 13 с упором 14, которые в совокупности выполняют функции обратного клапана.

В наполненной фритюром ванне 3 коаксиально последовательно смонтированы с кольцевыми зазорами спиральный нагреватель 15 и цилиндрический теплообменник 16, установленный с зазором над днищем ванны 3 и подвешенный на приемном лотке 17, закрепленном на отводящем склизе 18. Лоток 17 установлен с наклоном в ванну 3.

На поршне дозатора 7 сверху, с возможностью качания, установлен направляющий стержень 19, который наклонен к приемному лотку 17. На верхнем конце стержня 19 эксцентрично закреплен направленный в приемный лоток 17 канат 20, выполняющий функции ограничителя высоты подъема столба пончиков на стержне 19.

Под крышкой 5, снабженной вытяжным патрубком 21, установлен вращающийся попутно (против часовой стрелки по чертежу) многозаходный шнек 22, который выполнен в виде спиральных упругих прутков 23 (фиг.2), закрепленных на оси 24 вращения, которая расположена над стержнем 19 так, чтобы траектории движения всплывающих во фритюре пончиков и вращение спиральных прутков 23 касательно совмещались на уровне лотка 17.

Ванна 3 оснащена модулем 25 долива холодного и слива отработавшего фритюра.

Предложенной автомат работает следующим образом.

В исходном положении дозатор 7 находится внизу, когда его поршень перекрывает выход стакана 6, совмещенный с центральным отверстием днища ванны 3, которую наполняют фритюром до заданного уровня, после чего включают нагреватель 15.

Накопитель 2 заполняют приготовленным тестом, которое поступает самотеком в патрубок 11 и стакан 6 устройства формирования тестовых полуфабрикатов. При этом тесто гравитационно подается по патрубку 11 через проницаемую перегородку 12, перемещая вправо шиберную заслонку 13 в открытое положение, где она удерживается упором 14.

После разогрева фритюра в ванне 3 до температуры 180-190°С включают приводы М и вытяжного вентилятора, сообщающегося посредством патрубка 21 со свободным объемом ванны 3 под крышкой 5, а также вращения оси 24 шнека 22 (условно не показаны).

За цикл возвратно-поступательного перемещения штока 10 привода М осуществляется дозированная подача в патрубке 11 порции теста и формирование полуфабриката на поршне дозатора 7 в стакане 6.

При движении штока 10 вправо по чертежу решетка перегородки 12 перекрывается шиберной заслонкой 13, которые далее движутся совместно. Давлением теста поршень дозатора 7 приподнимается над стаканом 6 и соответственно днищем ванны 3, а в образовавшийся кольцевой зазор устремляется тесто, поступающее в разогретый фритюр.

Подъем дозатора 7 над стаканом 6 и днищем ванны 3 фиксируется нижним упором паза 9 на штоке 10.

Затем шток 10 привода М возвращается в исходное положение, чем создается разрежение под поршнем дозатора 7, в результате чего он опускается, а коническим отсекателем 8 отделяется сформированный на стержне 19 тор теста, находящийся в ванне 3.

В нижнем положении дозатора 7 поршень плотно перекрывает стакан 6, изолируя ванну 3, устанавливаясь верхним упором паза 9 на штоке 10.

Одновременно с этим тесто просачивается через решетку подаваемой штоком 10 перегородки 12, удерживая свободно установленную заслонку 13 в крайнем правом положении до смыкания ее упора 14 с перегородкой 12, которые далее перемещаются совместно в исходное положение.

За время возвратного хода штока 10, когда решетка перегородки 12 открыта, через нее перетекает мерная доза теста, адекватная объему формируемого тестового полуфабриката поршнем дозатора 7 в стакане 6 при последующем рабочем ходе штока 10. Предварительное дозирование массы теста за клапанной перегородкой 12 позволяет формировать идентичные полуфабрикаты пончиков и обеспечивает функциональную надежность механизма, рабочий орган которого (поршень дозатора 7) действует автоматически как поплавок.

Сформированный тестовый полуфабрикат в ванне 3 активно обжаривается со всех сторон горячим фритюром. Он располагается на поршне дозатора 7 сверху, так как плотность теста (900 кг/м³) превышает плотность фритюра (600 кг/м³). При этом направляющий стержень 19 находится внутри сформированного тора тестового полуфабриката.

Далее цикл работы повторяется, причем вновь формируемые полуфабрикаты принудительно поднимают размещенные в ванне 3 на стержне 19 уже обжариваемые пончики.

При обжаривании полуфабрикатов температура нагрева с поверхности перемещается внутрь, а из теста, которое увеличивается в объеме, активно выпаривается вода, в результате чего их плотность уменьшается. За 8-10 с жарки плотность теста сравнивается с плотностью фритюра и далее достигает 400 кг/м³, то есть ниже его плотности, поэтому верхние пончики поочередно отрываются от столба нижерасположенных и всплывают к поверхности фритюра.

Пузырьки пара на поверхности фритюра лопаются в пенном слое от контакта с холодным воздухом, поступающим через окно выгрузки в крышке 5, при вытяжке излишков пены в патрубок 21.

Радиационно и посредством горячего фритюра спиральный нагреватель 15 равномерно нагревает цилиндрический теплообменник 16, все тепло которого конвективно передается через разделительную стенку к более холодному фритюру внутри цилиндра 16. Вследствие неравномерности нагрева фритюр перемещается к обжариваемым пончикам, обтекая их столб на стержне 19 снаружи и внутри.

Под действием силы тяжести неравномерно нагретого фритюра, поэтому неоднородного по плотности, в ванне 3 активно возникают циркуляционные потоки: горячий фритюр из кольцевого зазора 3-15 через зазоры между днищем ванны 3 с нагревателем 15 и цилиндром 16 вовнутрь последнего к пончикам; из цилиндра 16 сверху холодный фритюр к периферии ванны 3, где вытесняется восходящими горячими потоками от нагревателя 15.

В центра столба пончиков локально повышается давление и горячий фритюр поперечными струями протекает между пончиками к цилиндру 16 и далее вверх на рециркуляцию к нагревателю 15.

Столб пончиков по наклоненному стержню 19 смещается от оси ванны 3 в сторону приемного лотка 17 и удерживается канатом 20, при этом противный конец верхнего пончика поворачивается к многозаходному вращающемуся штоку 22.

Гибким ограничителем 20 регулируется количество пончиков на стержне 19 и заданное время их жарки во фритюре.

Спиральным прутком 23 вращающегося шнека 22 верхний пончик безударно сталкивается по канату 20 в приемный лоток 17, где остатки фритюра обтекают с пончика и сливаются в ванну 3. При этом пончик, который ранее был выгружен в лоток 17, проталкивается в склиз 18 и выводится из установки.

Для пополнения расхода фритюра используется емкость модуля 25, которая подключается к ванне 3 от датчика уровня или вручную оператором.

Таким образом в установке автоматически посредством выбора технологических режимов и регулирования взаимодействия исполнительных структурных элементов обеспечивается товарный вид и требуемое качество жарки идентичных по массе и форме пончиков.