Способ низкотемпературных испытаний пищевых продуктов и установка для его осуществления

(51) 25 31/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ сократить время выхода системы на заданный температурный режим, равномерное охлаждение испытуемого объекта и снижение потерь холода. Предложен способ низкотемпературных испытаний пищевых продуктов, включающий их загрузку в теплоизолированную холодильную камеру 6,охлаждение продуктов воздухом, охлаждаемого змеевиками 5 внутри которых циркулирует охлаждающий хладагент, подаваемый холодильной машиной с осуществлением контроля температуры воздуха в камере 16, выгрузку охлажденных продуктов. В камере осуществляется принудительная циркуляция охлаждаемого воздуха с возможностью создания разноскоростных и разноциркуляционных режимов его потоков, при этом в камере 6 дополнительно осуществляется контроль параметров давления и влажности, а в толще охлаждаемого продукта также - замер температуры. Для контроля параметров давления и влажности воздуха внутри холодильной камеры 6 установлены соответствующие датчики 18, 21 и 22, подсоединнные соответственно к измерительным приборам 17, 19 и 20, отверстия в стенках холодильной камеры, к которым подсоединены концы трубопровода-тройника, имеют жалюзи. Для подачи воздуха в камеру 6 служит трубопровод 8, имеющий разветвления. Ветвь 28,служит для подачи воздуха в камеру 6 сверху, а ветви 29 и 30 служат для подачи воздуха с боку.(72) Камербаев Аскар Юсупович Дубровин Павел Васильевич Жанузаков Меиржан Казыбекович Абраменко Александр Павлович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Инновационный Евразийский университет(56) Предварительный патент РК 13584, кл. 25 3/00, 2002 А.с. СССР 375456, кл. 25 3/00, 1973(54) СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к холодильной испытательной технике, а именно, к установкам для исследования свойств объектов при низких температурах,преимущественно в пищевой промышленности и хладотехнике. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности проведения испытания объектов путем поддержания нормированных климатических характеристик циркуляционного воздуха за счет осуществления контроля его давления и влажности при длительном воздействии на испытываемые продукты, оптимизация процесса охлаждения или замораживания, экономичность работы холодильной установки, позволяющей 21346 Изобретение относится к холодильной испытательной технике, а именно, к способам и установим для исследования свойств объектов при низких температурах, преимущественно в пищевой промышленности и хладотехнике. Известен способ замораживания и воздушная камера интенсивного замораживания пищевых продуктов (Патент РФ 2 284 438, кл. 25 13/00,2006), включающий в себя загрузку продуктов в теплоизолированную камеру с секциями,охлаждение продуктов хладагентом из холодильной машины с обеспечением непрерывного охлаждения и выгрузку охлаждаемых продуктов. Недостатком известного способа является неэффективный теплообмен и значительные энергозатраты. Известна холодильная установка для низкотемпературных испытаний (А.с. СССР 375456,кл. 25 3/00, 1973), содержащая компрессорный агрегат, холодильную камеру, имеющую корпус для жидкого теплоносителя, крышку, размещенные внутри корпуса испарители и датчики температуры,соединенные с командным прибором съемные тонкостенные гильзы датчиков, входящие внутрь корпуса для контактирования их наружной поверхности с теплоносителем. В данной установке способ осуществляется следующим образом, продую загружается в двухсекционную теплоизолированную камеру,охлаждение которого производится посредством змеевиковых испарителей расположенных по всей внутренней поверхности камеры вокруг гильз. Недостатком установки является сложность конструкции,повышенное требование к герметичности камер. К недостатку способа следует отнести низкая интенсивность и неравномерность охлаждения образца в камере. Наиболее близким техническим решением,взятым за прототип, является способ испытания пищевых продуктов, который осуществляется с помощью холодильной установки для низкотемпературных испытаний (Предварительный патент РК 13584, кл. 25 3/00, 2002), состоящей из корпуса, заполненного жидким хладоносителем. На выходе камеры установлены запорные вентили и манометр. По всему внутреннему объему камер вокруг тонкостенных гильз размещены змеевики испарителей, связанных с компрессором холодильной машины и конденасатором. Тонкостенные гильзы омываются технологической жидкостью. Регулирование температуры в камере и циклическая работа холодильной машины обеспечивается командным прибором, датчик которого размещен в камере корпуса. Способ испытания реализуемый данной холодильной камерой осуществляется следующим образом образец продукта загружается в теплоизолированную камеру, где он подвергается термообработке воздухом,охлаждаемым змеевиками,внутри которых циркулирует охлаждающий холодильный агент, подаваемый холодильной машиной. Внутри камеры 2 производится замер температуры воздуха с помощью температурного датчика. После испытания образец извлекается из камеры. Недостатком данного известного способа является то, что холодильная установка не позволяет создать разные режимы низкотемпературной обработки продукта. Охлажденный воздух внутри камеры циркулирует за счет естественной конвенции. Температурный контроль производится только одного параметра - воздуха внутри камеры. К недостатку известной холодильной камеры следует отнести, то что, она не снабжена измерительными приборами для замера значения температуры в толще продукта и влажности внутри камеры. Конструкция холодильной установки не позволяет проводить интенсивное охлаждение образца, что приводит к повышению расходу хладагента на охлаждение гильзы, внутри которой помещается образец продукта, и увеличению времени выхода системы на заданный температурный режим испытания. В связи с этим поставлена задача, создать способ низкотемпературных испытаний пищевых продуктов,в котором осуществлялось бы различные температурные режимы в камере, позволяющие осуществлять процессы, как охлаждения, так и замораживания, при этом создавая внутри камеры принудительную циркуляцию охлаждаемого продукт воздуха при разной скорости и направленности его потоков. Для осуществления такого способа была также поставлена задача разработать соответствующую установку с расширенными технологическими возможностями, обеспечивающими сокращение времени выхода системы на заданный режим, в частности возможности увеличения скорости охлаждения и более равномерного распределения температурного режима. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности проведения испытания объектов путем поддержания нормированных климатических характеристик циркуляционного воздуха за счет осуществления контроля его давления и влажности при длительном воздействии на испытываемые продукты, оптимизация процесса охлаждения или замораживания, экономичность работы холодильной установки, позволяющей сократить время выхода системы на заданный температурный режим, равномерное охлаждение испытуемого объекта и снижение потерь холода. Это достигается за счет того, что в известном способе низкотемпературных испытаний пищевых продуктов,включающего их загрузку в теплоизолированную холодильную камеру,охлаждение продуктов воздухом, охлаждаемого змеевиками внутри которых циркулирует охлаждающий хладагент, подаваемый холодильной машиной с осуществлением контроля температуры воздуха в камере, выгрузку охлажденных продуктов, предлагается в камере осуществлять принудительную циркуляцию охлаждаемого воздуха с возможностью создания разноскоростных и разноциркуляционных режимов его потоков, при этом в камере дополнительно осуществляется 21346 контроль параметров давления и влажности, а в толще охлаждаемого продукта также - замер температуры. В известной установке для низкотемпературных испытаний, содержащей холодильную камеру,холодильную машину, состоящую из змеевика испарителя, конденсатора и компрессора и регулировочных вентилей, измерительный прибор,соединенный с датчиками температуры,установленными внутри холодильной камеры,предлагается дополнительно использовать подключенные к измерительным приборам датчики для измерения температуры внутри образца продукта, давления воздуха внутри холодильной камеры. Для нагнетания холодного воздуха в камеру используют разветвленный трубопровод, внутри которого на участке до места его разветвления,устанавливают вентилятор. Вокруг этого же участка трубопровода располагается змеевик испарителя холодильной машины. Нагнетающие концы разветвленного трубопровода подсоединены к отверстиям в стенках холодильной камеры и снабжены шиберами. Изобретение поясняется чертежом,На фиг. 1 изображена схема предлагаемой холодильной установки для низкотемпературных испытаний. На фиг. 2 показано соединение холодильной камеры с разветвленным трубопроводом. На фиг. 3 показана холодильная камера в аксонометрии с местным разрезом. Испытательная установка содержит последовательно соединенный компрессор 1 для сжатия паров хладагента, конденсатор 2 воздушного охлаждения для конденсации паров хладагента,ресивер 3, терморегулирующий вентиль 4,предназначенный для регулирования питания испарителя 5 хладагентом, холодильная камера 6 с дверцей 7 для загрузки внутрь камеры продукта. Для подачи холодного воздуха в камеру 6 служит разветвленный трубопровод 8, по наружной поверхности которого размещены змеевики испарителя 5, скорость потока воздуха контролируется измерительным прибором 9, датчик 10 которого установлен внутри трубопровода 8,вентиль 11, регулирующий питание змеевиков испарителей 5. Холодный воздух нагнетается вентилятором 12 и подается в камеру 6 посредством трубопровода 8 через шиберы 13. Регулирование температуры потока воздуха, подаваемого в камеру 6 по трубопроводу 8, а также циклическая работа холодильной машины обеспечивается командным прибором 14, датчик 15 которого установлен в камере 16, внутри которой установлены вентилятор 12 и испаритель 5. Контроль температурных параметров внутри холодильной камеры 6 осуществляется измерительным прибором 17 с датчиком 18, а также давление и влажность внутри камеры контролируется с помощью измерительных приборов 19, 20 с соответствующими датчиками 21, 22. На выходе камеры 16, в которой создается необходимый температурный режим для охлаждения воздуха, устанавливается регулятор давления до себя 23 и манометр 24 по которому осуществляется контроль давления хладагента в змеевике испарителя 5. Внутри холодильной камеры 6 установлен подсоединенный к измерительному прибору 25 датчик 26 для измерения температуры в толще продукта 27. Для подачи воздуха в камеру 6 служит трубопровод 8, имеющий разветвления. Ветвь 28,служит для подачи воздуха в камеру 6 сверху, а ветви 29 и 30 служат для подачи воздуха с боку. На фиг 2. показана конструкция разветвленного трубопровода 8, на одном конце которого установлен вентилятор 12, а нагнетающие концы подсоединяются к отверстиям в боковых стенках камеры 6 и ее верхней части. Для удаления избыточного давления,получаемого при нагнетании холодного воздуха в камеру 6 вентилятором 12, камера снабжена трубопроводом 31, обеспечивающим циркуляционный поток воздуха. Способ реализуется следующим образом во внутрь холодильной камеры 6 помещают образец продукта и включают компрессор 1 холодильной машины, который сжимает пары холодильного агента поступающего из змеевиков 5. Далее пар конденсируется в конденсаторе 2 и сливается в ресивер 3. Затем жидкий холодильный агент через терморегулирующий вентиль 4 направляется в змеевики 5 для охлаждения хладоносителя. Достижение необходимого температурного режима в камере осуществляется вентилятором 12, который нагнетает воздух по трубопроводам 8 в камеру 6 через шиберы 13 в отверстиях корпуса 6 холодильной камеры. С помощью регулятора давления до себя 23 и манометра 24,обеспечивается контроль за температурой хладогента и давлением в испарителе 5. Данные температурных параметров снимаются по показанию измерительного прибора 17, соединенного с датчиком 18. Избыточное давление, получаемое при нагнетании холодного воздуха в камеру 6 устраняется за счет отвода воздуха по трубопроводу 31, обеспечивающего циркуляционный поток воздуха в замкнутой системе. Режимы работы устройства для достижения цели максимально качественного обработки продукта осуществляется следующим образом с помощью измерительного прибора 25, снимаются показатели температуры в разных точках в толще испытываемого продукта, температура и давление в камере 6, так же скорость потока воздуха и при необходимости с помощью регулирующих шибер 13 устанавливается нужный циркуляционный поток охлаждающего воздуха в камере 6. Пример 1. При режиме, когда охлажденный воздух подается на продукт с боку, подача осуществляет с двух боковых (торцевых) ветвей 29 и 30 трубопроводов. В этом случае шиберы 13,установленные на входе в камеру боковых ветвей 29 и 30 трубопровода 8, открыты, а шибер 13,установленный на входе в камеру верхней ветви 28 трубопровода 8 закрыт. Отвод воздуха осуществляется через отводящий трубопровод 31. 3 21346 Пример 2. При режиме, когда охлажденный воздух подается на продукт сверху и сбоку, подача охлажднного воздуха осуществляется из одной из боковых ветвей 29 или 30 трубопровода 8 и верхней ветви 28 трубопровода 8, шибер на одной из сторон закрыт. В таком случае поток воздуха будет осуществлн через верхний и боковой трубопроводы. Отвод осуществляется через отводящий трубопровод 31. Пример 3. При режиме, когда охлажденный воздух подается в камеру 6 через все ветви 28, 29 и 30 трубопровода 8, открыты все шиберы 13. При осуществлений режимов, указанных в примерах 1, 2 и 3, трубопровод 31, обеспечивающий циркуляционный поток воздуха остается открытым,что позволяет устанавливать внутри камеры 6 достаточное статистическое давление. Предложенный способ может быть применен для испытания различных пищевых продуктов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ низкотемпературных испытаний пищевых продуктов, включающий их загрузку в теплоизолированную холодильную камеру,охлаждение продуктов воздухом, охлаждаемого змеевиками испарителя,внутри которых циркулирует охлаждающий хладагент, подаваемый холодильной машиной с осуществлением контроля температуры воздуха в камере,выгрузку охлажденных продуктов отличающаяся тем, что в камере осуществляется принудительная циркуляция охлаждаемого воздуха с возможностью создания разноскоростных и разноциркуляционных режимов его,при этом в камере дополнительно осуществляется контроль параметров давления и влажности, а в толще охлаждаемого продукта также замер температуры. 2. Установка для низкотемпературных испытаний, содержащая холодильную камеру,холодильную машину, состоящую из змеевика испарителя, конденсатора и компрессора и регулировочных вентилей, измерительный прибор,соединенный с датчиками температуры,установленными внутри холодильной камеры,отличающийся тем, что установка дополнительно содержит,подключенные к измерительным приборам датчики для измерения температуры внутри образца продукта, давления воздуха внутри холодильной камеры и вентилятор, установленный внутри разветвленного трубопровода на участке до места его разветвления,вокруг которого располагается змеевик испарителя холодильной машины, при этом нагнетающие концы разветвленного трубопровода присоединены к отверстиям в стенках холодильной камеры и снабжены шиберами.