PL221008B1 - Komora z hybrydowym systemem grzania do zastosowania w szczególności w automatycznych systemach przygotowania i przetwarzania żywności - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest komora z hybrydowym systemem grzania do zastosowania w szczególności w automatycznych systemach przygotowania i przetwarzania żywności. W skład systemu podgrzewania wchodzą generatory mikrofali oraz przynajmniej jeden z elementów stanowiących dodatkowe źródła energii w postaci grzałek ceramicznych i/lub promienników podczerwieni i/lub promienników nadfioletu. Przy zastosowaniu różnych kombinacji źródeł promieniowania i/lub ciepła możliwe jest uzyskanie podgrzania produktu w kompleksowy sposób. Zastosowanie promieniowania podczerwonego pozwała na efektywne, bezpośrednie podgrzewanie posiłku, ograniczając tym samym ilości energii zużywanej na podgrzewanie posiłku za pośrednictwem uprzednio podgrzanego powietrza.

Znane z opisu patentowego US4803324 rozwiązanie przedstawia urządzenie do podgrzewania żywności wykorzystujące zarówno mikrofale oraz podczerwień. Zawiera ono również w różnych konfiguracjach elementy skupiające lub kierunkujące wiązki promieniowania podczerwonego. Taki system połączonego podgrzewania może być bardzo skuteczny głównie dla żywności zawierającej stosunkowo duże ilości wody lub będącej płynem. Skuteczność rozwiązania maleje dla produktów zwierających małą ilość wody bądź charakteryzujących się małą absorpcją podczerwieni. Konstrukcja urządzenia nie sprzyja również automatyzacji procesu podgrzewania, ponieważ jego szczelne zabudowanie utrudnia automatyczne dostarczenie produktu i jego odbiór z komory grzewczej.

Znane z opisu patentowego JPH 11304160 rozwiązanie, którego istotą jest odizolowanie cieplne górnej i dolnej części komory grzewczej oraz rozdzielenie w tych dwóch przedziałach różnych elementów grzejnych, w przeciwieństwie do przedstawionego w poniższym dokumencie, nie stosuje obu sposobów dostarczania energii do podgrzewanego przedmiotu w tym samym czasie. Opis wynalazku ze zgłoszenia JPH 11304160 skupia się głównie na sposobie izolacji dwóch części komory grzewczej, co nie ma zastosowania w opisywanym wynalazku.

Istota wynalazku

Istotą wynalazku jest komora z hybrydowym systemem grzania, w której jako źródła energii zastosowano magnetron generujący mikrofale oraz emiter promieniowania podczerwonego przy czym korzystnym jest zastosowanie jako emitera promieniowania podczerwonego w szczególności żarówki kwarcowej, lub grzałki elektrycznej, przekazującej energię drgań cieplnych materii. Dodatkową korzyść niesie wyposażenie komory w emiter promieniowania z zakresu ultrafioletowego, w szczególności w żarówkę kwarcową przeznaczoną do sterylizacji grzanego produktu i sterylizacji międzyoperacyjnej komory.

Kolejną korzyść przynosi wykonanie ścian komory z materiału pochłaniającego i odbijającego promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu częstotliwości ultrafioletu i mikrofal, ale będącego przynajmniej częściowo przepuszczalnego dla światła widzialnego. Korzystnym jest możliwość wyposażenia elementów grzewczych przekazujących energię w postaci promieniowania, w układy skupiające wiązki na wybranych regionach komory, w których znajduje się podgrzewany przedmiot, zwiększając tym samym efektywną moc grzania pożądanego przedmiotu znajdującego się w komorze grzewczej i ograniczyć dyssypację energii.

Kolejną korzyścią rozwiązania pod kątem automatyzacji procesu przygotowania posiłku jest zastosowanie co najmniej jednej ze ścian komory jako elementu ruchomego. Komora przeznaczona jest przede wszystkim zwłaszcza do układów automatycznego przygotowywania żywności, a brak stałej ściany jest korzystny z uwagi na technologiczność prowadzonego w komorze procesu.

Dodatkową korzyść niesie zamontowanie w komorze przyłącza do podłączania parowego systemu czyszczenia typu CIP (Cleaning-in-Place) pozwalającego na międzyoperacyjne i okresowe oczyszczanie i dezynfekowanie wnętrza komory strumieniem pary wodnej. Korzystnym jest zamontowanie w komorze przesłon stałych lub ruchomych oddzielających przestrzeń w jakiej znajduje się podgrzewany przedmiot i elementy grzewcze, a przesłony te są demontowane w celach czyszczenia.

Korzystne skutki wynalazku

Opisane rozwiązanie pozwala na wyeliminowanie większości problemów spotykanych w przedstawionych opisach patentowych. Zastosowanie przynajmniej częściowo otwartej konstrukcji umożliwia automatyzację procesu, a zastosowanie dodatkowego rodzaju elementów grzewczych pozwala na

PL 221 008 B1 podgrzewania nawet produktów nie absorbujących promieniowania podczerwonego i nie zawierających wody. Grzanie poprzez transfer ciepła w postaci energii kinetycznej drgających atomów jest z jednej strony dość mało wydajny, ale w przypadku braku próżni jest praktycznie zawsze skuteczny. Dodatkowo zastosowanymi elementami są promiennik UV służący do sterylizacji oraz zespół przyłączy i przewodów rozprowadzających parę z zewnętrznego urządzenia, co w połączeniu z promiennikami UV pozwala na co najmniej częściowe czyszczenie urządzenia w systemie typu CIP.

Przy zastosowaniu promienników podczerwieni, powietrze podgrzewane jest znacznie mniej, niż obiekt, na który pada promieniowanie, a więc niejako podgrzewanie powietrza jest jedynie skutkiem ubocznym. Dodatkowo, szczególnie w przypadku części produktów spożywczych możliwy jest do uzyskania efekt wysuszenia i niewielkiego utlenienia powierzchni podgrzewanego przedmiotu, tzw. przypieczenia, zapieczenia lub opieczenia. Ściany komory wykonane są z materiału pochłaniającego promieniowanie UV i promieniowanie mikrofalowe ale przepuszczającego, przynajmniej częściowo, promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu widzialnego. Takie rozwiązanie pozwala na organoleptyczną kontrolę procesu podgrzewania oraz ułatwia utrzymanie komory w czystości.

Objaśnienie figur

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie komorę a fig. 2 warstwową budowę ściany komory.

Przykład realizacji

Przykładem realizacji jest komora do automatycznego podgrzewania ciepłych przekąsek typu hot-dog 4. Komora posiada cztery ściany nieruchome stanowiące korpus urządzenia, a dwie pozostałe zamontowane są jako kołnierze na chwytakach 2, tak aby podczas umieszczania w komorze półproduktów do podgrzania zamykały komorę szczelnie z pozostałych dwóch stron. W komorze zamontowano cztery promienniki podczerwieni 5, dwa promienniki UV 6 oraz dwa magnetrony 3 stanowiące źródło emisji mikrofal. Jako element przekazujący energię drgań cieplnych do półproduktów zastosowano metalowe uchwyty 9 do półproduktów w chwytakach 2, tak aby pod wpływem mikrofal wytwarzały się w nich prądy wirowe, które powodować będą podgrzewanie indukcyjne uchwytów, a co za tym idzie przekazywanie energii drgań cieplnych do półproduktów. Ściany komory wykonane zostały z kompozytu szkła 7 i siatki stalowej 8 tak aby nie były przepuszczalne dla promieni UV i mikrofal, ale były co najmniej częściowo przepuszczalne do światła widzialnego umożliwiając wgląd do komory celem nadzoru procesu podgrzewania oraz inspekcję sanitarną komory. Wszystkie promiennik są osłonięte przesłonami przezroczystych dla danej fali elektromagnetycznej, ale separujących jest od zanieczyszczeń z otoczenia, celem ułatwienia sanityzacji komory. Dodatkowo komora została wyposażona w przyłącze systemu CIP 10, pozwalające na okresowe czyszczenie komory strumieniem pary

Claims (6)

1. Komora z hybrydowym systemem grzania do zastosowania w szczególności w automatycznych systemach przygotowania i przetwarzania żywności, w której jako źródła energii zastosowano magnetron (3) generujący mikrofale oraz emiter promieniowania podczerwonego (5), znamienna tym, że emiterem promieniowania podczerwonego (5) jest w szczególności żarówka kwarcowa, lub grzałki elektryczne, przekazujące energię drgań cieplnych materii, a dodatkowo komora wyposażona jest w emiter promieniowania z zakresu ultrafioletowego (6), a w szczególności żarówkę kwarcową, do sterylizacji grzanego produktu i sterylizacji międzyoperacyjnej.

2. Komora według zastrz 1, znamienna tym, że jej ściany zostały wykonane z materiału pochłaniającego i odbijającego promieniowanie elektromagnetyczne (1) z zakresu częstotliwości ultrafioletu i mikrofal, ale będącego przynajmniej częściowo przepuszczalnego dla światła witalnego.

3. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że wszystkie elementy grzewcze przekazujące energię w postaci promieniowania mogą posiadać układy skupiające wiązki na wybranych regionach komory, w których znajduje się podgrzewany przedmiot, zwiększając tym samym efektywną moc

PL 221 008 B1 grzania pożądanego przedmiotu znajdującego się w komorze grzewczej i ograniczyć dyssypację energii.

4. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że co najmniej jedna ze ścian komory jest ruchoma, ze względu na fakt, iż komora jest przeznaczona zwłaszcza do układów automatycznego przygotowywania żywności, a brak stałej ściany jest korzystny z uwagi na technologiczność prowadzonego w komorze procesu.

5. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że w komorze zamontowane są przyłącza (10) do podłączania parowego systemu czyszczenia typu CIP (Cleaning-in-Place) pozwalającego na między operacyjne i okresowe oczyszczanie i dezynfekowanie wnętrza komory strumieniem, pary wodnej.

6. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że w komorze zamontowane są przesłony stałe lub ruchome oddzielające przestrzeń w jakiej znajduje się podgrzewany przedmiot i elementy grzewcze, a przesłony te są demontowane w celach czyszczenia.