RU2064286C1

RU2064286C1 - Food product thermal treatment apparatus

Info

Publication number: RU2064286C1
Application number: RU94007781A
Authority: RU
Inventors: Н.К. Клямкин; Л.В. Корнеев; Л.К. Павленко; Н.Б. Соловьев
Original assignee: Акционерное общество "Русская еда"
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1996-07-27
Also published as: RU94007781A

Abstract

FIELD: domestic and public catering enterprise equipment. SUBSTANCE: apparatus has casing, upper and lower electric heaters positioned within casing. Upper heater has light IR sources. Food product supporting device is positioned between electric heaters. Working zone of each IR source is closed with screen provided with equally spaced windows. Power intensity of upper electric heater exceeds that of lower electric heater by 2-5 times. Lower electric heater is made in the form of dark IR source. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and reduced power consumption. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки продуктов может быть использовано в быту и на предприятиях общественного питания для приготовления первых и вторых блюд, кондитерских выпечных изделий, томления молока, каш и т.д. The invention relates to a device for the heat treatment of products can be used in everyday life and at public catering establishments for the preparation of first and second courses, pastry baked goods, languishing milk, cereals, etc.

Известен электрогриль ГЭ-3 [1] в рабочей камере которого смонтированы два инфракрасных излучателя. Под ними установлен вращающийся вертел, на котором закрепляются куски мяса, птица, рыба и т.д. Гриль также снабжен решетками для жарения. Однако, в гриле не создано равномерное температурное поле, поэтому продукт, помещенный между решетками не может быть качественно приготовлен. По этой же причине в гриле нельзя производить выпечные и кондитерские изделия. Known electric grill GE-3 [1] in the working chamber of which two infrared emitters are mounted. Under them is a rotating skewer, on which pieces of meat, poultry, fish, etc. are fixed. The grill is also equipped with grills. However, a uniform temperature field was not created in the grill; therefore, a product placed between the grills cannot be cooked in a good quality. For the same reason, baking and confectionery products cannot be produced on the grill.

Наиболее близким к предлагаемому решению является шкаф с РК нагревом [2] рабочая камера которого образована двумя навесными металлическими стенками, в которых установлены противни, передней и задней стенками корпуса. Между навесными стенками и внутренними боковыми стенками корпуса образуются каналы, по которым циркулирует горячий воздух, нагреваемый электродвигателем и нагнетаемым вентилятором, расположенными на дне шкафа. Горячий воздух последовательно и равномерно омывает изделия, находящиеся на противнях. Для дополнительной колеровки поверхности изделий под потолком камеры устанавливается рефлектор с высокотемпературным генератором ИК-энергии. Аппарат используется для жаренья мяса, выпечки изделий и т.д. В шкафу обеспечивается достаточная равномерность нагрева, что способствует повышению качества производимых изделий. Вместе с тем, конструкция шкафа сложна из-за системы воздуховодов, а применение вентилятора для создания равномерного температурного поля эффективно лишь при достаточно больших по высоте и объему печей, которые могут применяться только на предприятиях общественного питания. Closest to the proposed solution is a cabinet with RK heating [2] the working chamber of which is formed by two hinged metal walls, in which trays, front and rear walls of the housing are installed. Between the hinged walls and the inner side walls of the housing, channels are formed through which hot air circulates, heated by an electric motor and a forced fan, located at the bottom of the cabinet. Hot air sequentially and evenly washes the items on the baking sheets. For additional tinting of the product surface, a reflector with a high-temperature IR-energy generator is installed under the ceiling of the chamber. The device is used for roasting meat, baking products, etc. The cabinet provides sufficient uniformity of heating, which helps to improve the quality of manufactured products. At the same time, the design of the cabinet is complicated due to the duct system, and the use of a fan to create a uniform temperature field is effective only with sufficiently large height and volume furnaces that can only be used in catering establishments.

Задачей изобретения является создание конструктивно простого и компактного устройства для тепловой обработки пищевых продуктов, удобного для применения как на предприятиях общественного питания, так и в быту, и позволяющего качественно приготавливать различные виды пищи. The objective of the invention is the creation of a structurally simple and compact device for the heat treatment of food products, convenient for use both in public catering establishments and in everyday life, and allowing high-quality preparation of various types of food.

Для решения этой задачи предложено устройство для тепловой обработки пищевых продуктов, содержащее корпус, установленные в нем нижний и верхний электронагреватели, причем верхний электронагреватель выполнен в виде светлых источников ИК-излучения, и расположенное между электронагревателями приспособление для размещения продуктов, отличающееся тем, что рабочая зона каждого источника ИК-излучения закрыта экраном с окнами, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга, а мощность верхнего электронагревателя превышает мощность нижнего электронагревателя, выполненного в виде темного источника ИК-излучения, в 2-5 раз. To solve this problem, a device is proposed for heat treatment of food products, comprising a housing, lower and upper electric heaters installed in it, the upper electric heater being made in the form of light sources of infrared radiation, and a device for placing products located between the electric heaters, characterized in that the working area each source of infrared radiation is closed by a screen with windows located at the same distance from each other, and the power of the upper electric heater exceeds the power lower electric heater, made in the form of a dark source of infrared radiation, 2-5 times.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Как известно, глубина проникновения ИК-излучения в продукты органического происхождения зависит от его длины волны, т.е. чем меньше длина волны, тем глубже излучение проникает в органическую массу. В то же время для прогревания наружных слоев продукта и колеровки его поверхности необходимо наличие длинноволнового излучения. Таким образом, за счет расширения диапазона длин волн ИК-излучения можно добиться равномерного прогревания всех слоев обрабатываемого изделия, что характерно для приготовления пищи в условиях русской печи, благодаря способности ее кирпичных стен отдавать тепло в виде широкополостного инфракрасного излучения [3] Этот свойство русской печи позволяет качественно готовить первые, вторые блюда, выпекать хлеб, томить молоко и т.п. As is known, the penetration depth of infrared radiation into products of organic origin depends on its wavelength, i.e. the shorter the wavelength, the deeper the radiation penetrates the organic mass. At the same time, for the heating of the outer layers of the product and tinting of its surface, the presence of long-wave radiation is necessary. Thus, by expanding the wavelength range of infrared radiation, it is possible to achieve uniform heating of all layers of the processed product, which is typical for cooking in a Russian stove, due to the ability of its brick walls to give off heat in the form of wide-band infrared radiation [3] This property of a Russian stove allows you to cook first, second courses, bake bread, simmer milk, etc.

Предлагаемая конструкция воспроизводит условия процессов приготовления пищи в камере русской печи. Для обеспечения широкополостного диапазона ИК-излучения предложено рабочую зону каждого светлого источника ИК-излучения закрыть экраном с окнами, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. При работе источника ИК-излучения от незакрытых участков его рабочей зоны (через окна) испускается коротковолновое излучение. Благодаря близкому расположению экранов к рабочей зоне светлого ИК-источника (или за счет контакта экранов с рабочей зоной источника), экран сам становится источником ИК-излучения, испускающим поток лучей с длиной волны, соответствующей температуре поверхности нагретого экрана. Очевидно, что эта температура меньше, чем температура рабочая поверхности ИК-излучателя, а значит, и длина излучаемых экранами волн больше. Таким образом, значительно расширяется диапазон длин волн, попадающих на обрабатываемый продукт, что позволяет достигнуть равномерности прогревания всех его слоев. The proposed design reproduces the conditions of the cooking processes in the chamber of the Russian oven. To ensure a wide-band range of infrared radiation, it is proposed to close the working area of each light source of infrared radiation with a screen with windows located at the same distance from each other. When a source of infrared radiation from unclosed sections of its working area (through windows) is emitted, short-wave radiation is emitted. Due to the close arrangement of the screens to the working area of the bright IR source (or due to the contact of the screens with the working area of the source), the screen itself becomes a source of infrared radiation emitting a stream of rays with a wavelength corresponding to the surface temperature of the heated screen. Obviously, this temperature is lower than the temperature of the working surface of the infrared emitter, which means that the wavelength emitted by the screens is longer. Thus, the range of wavelengths falling on the processed product is significantly expanded, which allows to achieve uniform heating of all its layers.

Кроме того, для решения поставленной задачи отношение суммарных мощностей верхнего и нижнего электронагревателей выбирается таким образом, чтобы в объеме печи отсутствовал существенный температурный перекос. Экспериментально установлено, что для различных возможных вариантов конструкции печи (соотношение высоты, ширины и глубины, а также формы и размеров нагревателей) отношение указанных суммарных мощностей должно находиться в пределах от 2 до 5. Выбор указанного соотношения соответствует условиям обработки пищи в русской печи, где внизу имеется источник тепла в виде остывающих углей, а сварку и с боков свод печи, прогретый при сгорании всей массы дров, т.е. основным источником тепла в русской печи является инфракрасное излучение нагретого свода печи. В предлагаемом устройстве также основную часть лучистой энергии обрабатываемый продукт получает как непосредственно от светлых источник ИК-излучения и экранов, расположенных сверху, так и после отражения потока излучения от внутренних стенок корпуса, для чего стенки выполняются из материала с высокой отражательной способностью в указанной области спектра. In addition, to solve the problem, the ratio of the total capacities of the upper and lower electric heaters is selected so that there is no significant temperature imbalance in the furnace volume. It was experimentally established that for various possible furnace designs (the ratio of height, width and depth, as well as the shape and size of the heaters), the ratio of the indicated total capacities should be in the range from 2 to 5. The choice of this ratio corresponds to the food processing conditions in the Russian furnace, where below there is a heat source in the form of cooling coals, and welding from the sides of the arch of the furnace, heated by burning the entire mass of firewood, i.e. The main source of heat in the Russian stove is infrared radiation from the heated roof of the stove. In the proposed device, the main part of the radiant energy the processed product receives both directly from the light source of infrared radiation and screens located on top, and after reflection of the radiation flux from the inner walls of the housing, for which the walls are made of a material with high reflectivity in this region of the spectrum .

Таким образом воспроизводятся условия обработки пищи в русской печи. Thus, the conditions of food processing in the Russian oven are reproduced.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 разрез А-А фиг.1, на фиг.3 разрез Б-Б фиг.2. The device is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general view of the device, in Fig. 2 a section A-A of Fig. 1, in Fig. 3 a section B-B of Fig. 2.

Устройство для тепловой обработки продуктов содержит теплоизолированный корпус 1, внутри которого установлены нижний плоский электронагреватель 2, представляющий собой темный источник ИК-излучения и верхний электронагреватель 3, выполненный в виде светлых источников 4 ИК-излучения. Между электронагревателями 2 и 3 расположено приспособление 5 для размещения обрабатываемого продукта, которое может представлять собой противень для выпечки, решетку для обжарки мяса, вертел и т.п. Под рабочей зоной каждого источника 4 помещен металлический экран 6 с окнами 7, отстоящими друг от друга на одинаковом расстоянии и служащими для пропускания коротковолнового излучения, испускаемого источником 4. Каждый источник 4 снабжен рефлектором 8 для отражения ИК-излучения и направления его на обрабатываемый продукт. A device for heat treatment of products contains a thermally insulated housing 1, inside of which there is a lower flat electric heater 2, which is a dark source of infrared radiation and an upper electric heater 3, made in the form of light sources 4 of infrared radiation. Between electric heaters 2 and 3 there is a device 5 for placing the processed product, which can be a baking tray, grill for frying meat, skewers, etc. Under the working area of each source 4, a metal screen 6 is placed with windows 7 spaced at the same distance from each other and used to transmit the short-wave radiation emitted by source 4. Each source 4 is equipped with a reflector 8 to reflect infrared radiation and direct it to the processed product.

В качестве светлого инфракрасного источника может быть использован резистивный элемент с оболочкой из слюдопласта с рабочей температурой Т=750^oC и равный 2,8 мкм [4,5]
Достоинством таких элементов является также то, что благодаря низким теплопроводности теплоемкости и малой массе, одни нагреваются до высокой температуры при относительно малом расходе электроэнергии. В качестве низкотемпературного электронагревателя (темного источник ИК-излучения) может быть применена плоская конфорка из стали с температурой нагрева поверхности 200^oС. Мощность верхнего электронагревателя 3-1000 Вт, нижнего 2-300 Вт. Электронагреватели снабжены регуляторами нагрева (не показаны).As a bright infrared source, a resistive element with a mica plastic sheath with an operating temperature of T = 750 ^o C and equal to 2.8 μm can be used [4,5]
The advantage of such elements is also that due to the low thermal conductivity of the heat capacity and low mass, some heat up to high temperature with a relatively low power consumption. As a low-temperature electric heater (a dark source of infrared radiation), a flat plate made of steel with a surface temperature of 200 ^o C. can be used ^. The power of the upper electric heater is 3-1000 W, the lower 2-300 W. Electric heaters are equipped with heating controls (not shown).

Стенки корпуса 1 и рефлекторы 8 выполнены из нержавеющей полированной стали с высоким интегральным коэффициентом отражения. The walls of the housing 1 and the reflectors 8 are made of polished stainless steel with a high integrated reflection coefficient.

В качестве конкретного примера выполнения экранов можно привести следующие параметры. Если источник 4 представляет собой плоский параллелепипед с размерами 310•20•2 мм, то экран 6, над которым помещен источник, имеет 10 окон длиной 20 мм. Расстояние от рабочей зоны источника 4 до экрана 6 2 мм. The following parameters can be cited as a specific example of screens. If the source 4 is a flat parallelepiped with dimensions of 310 • 20 • 2 mm, then the screen 6 above which the source is placed has 10 windows with a length of 20 mm. The distance from the working area of the source 4 to the screen 6 2 mm

Следует отметить, что рабочая зона каждого источника ИК-излучения может быть закрыта экраном, выполненный различным образом, например, представляющим собой металлическую решетку (сетку), расположенную на расстоянии 0,5 см от рабочей зоны источника. В этом случае окнами экрана являются ячейки (отверстия) сетки. Экраны могут также контактировать с рабочей зоной источника. It should be noted that the working area of each IR radiation source can be covered by a screen made in various ways, for example, representing a metal grating (grid) located at a distance of 0.5 cm from the working area of the source. In this case, the screen windows are grid cells (holes). Screens can also come in contact with the working area of the source.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Обрабатываемый продукт укладывают на приспособление 5 для размещения продукта и включают электронагреватели 2 и 3. При включении верхнего электронагревателя 3 поток от светлых источников 4 непосредственно и отраженный от рефлекторов 8, проходит через окна 7, и попадает на обрабатываемый продукт. Туда же поступает поток излучения, отраженный от стенок корпуса 1. Рабочая температура источника 750 800^oC, 2,8 мкм, что соответствует первой полосе поглощения энергии ИК-излучения для воды. Благодаря близкому расположению металлических экранов 6 к рабочей зоне источника 4, экран 6 нагревается и сам становится источником ИК-излучения, которое также попадает на обрабатываемый продукт. Поскольку температура экрана 6 ниже (порядка 300^oC), чем температура рабочей зоны источника 4, то максимум длин волн, излучаемых экраном 6 больше, чем от источников 4, т.е. λ_max 5,1 мкм, что близко ко второй полосе поглощения потока ИК-излучения для воды.The processed product is placed on the device 5 for placing the product and include electric heaters 2 and 3. When the upper electric heater 3 is turned on, the stream from light sources 4 directly and reflected from the reflectors 8 passes through windows 7 and enters the processed product. The radiation flux reflected from the walls of the housing 1 enters there. The operating temperature of the source is 750 800 ^o C, 2.8 μm, which corresponds to the first absorption band of infrared energy for water. Due to the close location of the metal screens 6 to the working area of the source 4, the screen 6 heats up and becomes a source of infrared radiation, which also falls on the processed product. Since the temperature of the screen 6 is lower (of the order of 300 ^o C) than the temperature of the working area of the source 4, the maximum wavelengths emitted by the screen 6 is greater than from the sources 4, i.e. λ _max 5.1 μm, which is close to the second absorption band of the infrared radiation flux for water.

Таким образом, значительно расширяется диапазон длин волн, попадающих на продукт, а это позволяет достичь более равномерного прогревания всех его слоев. Следует отметить, что при длительной работе устройства нагретые стенки корпуса излучают поток ИК-излучения с λ 7-10 мкм. Нижний электронагреватель 2 имеет рабочую температуру 200^oC и является источником длинноволнового инфракрасного излучения с l_max 6,1 мкм, также попадающего на обрабатываемый продукт. Кроме того, установка нижнего электронагревателя, мощность которого находится в указанном выше соотношении к мощности верхнего электронагревателя, обеспечивает отсутствие существенных температурных перекосов в объеме печи.Thus, the range of wavelengths falling on the product is significantly expanded, and this allows for more uniform heating of all its layers. It should be noted that during prolonged operation of the device, the heated walls of the case emit a stream of infrared radiation with λ 7-10 μm. The lower electric heater 2 has an operating temperature of 200 ^o C and is a source of long-wave infrared radiation with l _max 6.1 microns, also falling on the processed product. In addition, the installation of a lower electric heater, the power of which is in the above ratio to the power of the upper electric heater, ensures the absence of significant temperature distortions in the furnace volume.

С помощью предлагаемого устройства можно выпекать различные хлебобулочные и кондитерские изделия, обжаривать мясо, шашлыки и т.п. Using the proposed device, you can bake various bakery and confectionery products, fry meat, barbecue, etc.

Возможна установка продукта непосредственно на нижний электронагреватель 2, например, кастрюли с кашей или молоком для томления. В этом случае температуру нижнего электронагревателя 2 устанавливают равной около 100^oC и включают верхний электронагреватель 3 на небольшую мощность (20-30% от максимальной мощности верхнего электронагревателя) для получения пленки на молоке или жарочной корочки.It is possible to install the product directly on the lower electric heater 2, for example, pots with porridge or milk for languishing. In this case, the temperature of the lower electric heater 2 is set equal to about 100 ^° C. and the upper electric heater 3 is turned on at low power (20-30% of the maximum power of the upper electric heater) to obtain a film on milk or a frying crust.

Для подогрева пищи, помещенной в посуду, последнюю ставят на нижний электронагреватель 2 и включают его. Подогрев продукта можно проводить с помощью верхнего электронагревателя 3. В этом случае продукт, например, кусок мяса, укладывают на решетку или противень (приспособление для размещения обрабатываемого продукта 5) и включают на небольшую мощность верхний электронагреватель 3. Размораживание продукта также производят с помощью верхнего электронагревателя 3, т. е. с помощью ИК-излучения, что позволяет быстро и качественно провести размораживание. To heat food placed in the dishes, the latter is placed on the lower electric heater 2 and turn it on. The product can be heated using the upper electric heater 3. In this case, the product, for example, a piece of meat, is placed on a wire rack or baking sheet (device for placing the processed product 5) and the upper electric heater 3 is turned on at low power. The product is also thawed using the upper electric heater 3, i.e. using infrared radiation, which allows defrosting to be carried out quickly and efficiently.

Для получения более качественного продукта при выпечке или жарении за счет уменьшения потери массы продукта, возможно устанавливать на нижний электронагреватель 2 сосуд с водой. To obtain a better product during baking or frying by reducing the weight loss of the product, it is possible to install a vessel with water on the lower electric heater 2.

Как показали результаты проведенных экспериментов, температурный перекос во внутреннем объеме камеры составил не более 10-12^oC.As the results of the experiments showed, the temperature imbalance in the internal volume of the chamber was not more than 10-12 ^o C.

Предлагаемое устройство конструктивно просто, благодаря указанным выше особенностям позволяет достигнуть равномерности прогревания всех слоев пищи, обрабатываемых во внутреннем объеме его корпуса, и может найти применение для тепловой обработки различных продуктов как в бытовых условиях, так и на предприятиях общественного питания. The proposed device is structurally simple, thanks to the above features, it is possible to achieve uniform heating of all layers of food processed in the internal volume of its body, and can be used for heat treatment of various products both in domestic conditions and in public catering establishments.

Claims

A device for heat treatment of food products, comprising a housing, lower and upper electric heaters installed in it, the last of which is made in the form of light sources of infrared radiation, and a device for placing products located between electric heaters, characterized in that the working area of each infrared radiation source covered by a screen with windows, the lower electric heater is made in the form of a dark source of infrared radiation, and the windows in each screen are located at the same distance from each other, and powerfully the upper electrical heater be lower than the power of the electric heater 2-5 times.