Устройство для непрерывной свч-обработки продуктов

 

Изобретение относится к устройствам для СВЧ-обработки продуктов и может быть использовано при сушке гранулированных материалов и продуктов, при термообработке жидких продуктов. Целью изобретения является увеличение пропускной способности устройства при обеспечении однородности нагрева продукта. Устройство содержит генератор 1, СВЧ-тракт 2, рабочую камеру, состояш.ую из проводящего элемента 3 и дополнительного проводящего элемента 4, а также приемного бункера 5. Для предотвращения утечки электромагнитной энергии рабочая камера снабжена крышкой 6, представляющей собой волноводный фильтр типа сотовой рещетки. Радиус отверстий, т.е. фактический диаметр трубок в решетке, должен быть в 5-10 раз меньше рабочей длины волны . Устройство снабжено согласователем 7, поглощающей нагрузкой 8, электрическим приводом 9 для вращения внутреннего проводящего элемента 4. 5 з.п. ф-лы, 3 ил. и (Л со Ci с 4: СП

COIOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3770010/31-13 (22) 06.07.84 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (71) Научно-исследовательский институт механики и физики Саратовского государственного университета (72) В. В. Ершов и Л. И. Кап (53) 664.036(088.8) (56) Пчельникова Ю. Н. Электроника СВЧ, М.: Радио и связь, 1981, с. 54. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВН0А СВЧ-ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ (57) Изобретение относится к устройствам для СВЧ-обработки продуктов и может быть использовано при сушке гранулированных материалов и продуктов, при термообработке жидких продуктов. Целью изобретения

ÄÄSUÄÄ 1316645 А1 (ц 4 А 23 1 3/32, Н 05 В 6/78 у

В(,Г . является увеличение пропускной способности устройства при обеспечении однородности нагрева продукта. Устройство содержит генератор 1, СВЧ-тракт 2, рабочую камеру, состоящую из проводящего элемента 3 и дополнительного проводящего элемента 4, а также приемного бункера 5. Для предотвращения утечки электромагнитной энергии рабочая камера снабжена крышкой 6, представляющей собой волноводный фильтр типа сотовой решетки. Радиус отверстий, т.е. фактический диаметр трубок в решетке, должен быть в 5 — 10 раз меньше рабочей длины волны. Устройство снабжено согласователем

7, поглощающей нагрузкой 8, электрическим приводом 9 для вращения внутреннего проводящего элемента 4. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1316645

25

Формула изобретения

Изобретение относится к устройствам для СВЧ-обработки продуктов и может быть использовано на предприятиях пищевой промышленности, в сельскохозяйственном и промышленном производстве при сушке гранулированных материалов и продуктов, при термообработке жидких продуктов.

Целью изобретения является увеличение пропускной способности устройства при обеспечении однородности нагрева продукта.

Увеличение количества обрабатываемого продукта происходит за счет использования всего пространства рабочей камеры (что эквивалентно снижению расхода электрической энергии на единицу обьема обрабатываемого продукта). Более равномерный нагрев обрабатываемого продукта позволяет уменьшить или устранить совсем температурный градиент (перепад температуры) в обрабатываемом продукте в любом сечении рабочей камеры, что повышает качество обработки продукта.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - конструкция элементов последней секции устройства со стороны выхода продукта; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. !.

Устройство содержит генератор 1, тракт 2, рабочую камеру, состоящую из проводящего элемента 3, выполненного в виде ряда выступов, расположенных по вертикали на внутренпей поверхности и имеющих в сечении форму равнобедренного треугольника с обращенной к продольной оси вершиной, и дополнительного проводящего элемента 4 аналогичного профиля на наружной поверхности, а также приемного бункера 5. Для предотвращения утечки электромагнитной энергии рабочая камера снабжена крышкой 6, пред- З ставляющей собой волноводный фильтр типа сотовой решетки. Радиус отверстий, т.е. фактический диаметр трубок в решетке, должен быть в 5 — 10 раз меньше рабочей длины волны. Устройство снабжено согласователем 7, поглощающей нагрузкой 8 и элек- 40 трическим приводом 9 для вращения внутреннего проводящего элемента 4.

В наружной стенке рабочей камеры (фиг. 2) могуг быть выполнены отверстия, в которые вставлены трубки 10, образующие запредельные волноводы.

Дополнительный проводящий элемент 4 (фиг. 3) может содержать трубчатую полость 11 с отверстиями 12 (фиг. 3) для подачи воздуха в рабочую камеру, а также для его удаления из нее. Для увеличения скорости перемещения обрабатываемого продукта з рабочей камере внутренний проводящий элемент 4 может быть соединен с вибратором 13.

Предлагаемое устройство можно использовать для измельчения сыпучих продуктов, 55 например зерна, если по крайней мере в последней секции со стороны выхода продукта уменьшить зазор между вращающимся внутренним и внешним проводягцими эле2 ментами, как показано на фиг. 2. Зазор между этими элементами выполнен меньшим по сравнению с остальными зазорами. 1 онкретные размеры этих зазоров определяются требуемой величиной измельчения обрабатываемого продукта.

Устройство работает следующим образом.

При работе СВЧ-генератора 1 электромагнитная волна через передающий тракт 2 возбуждает электромагнитные колебания в рабочей камере, представляющей собой периодическук замедляющую систему. Однородность электрического поля (т.е. равномерность нагрева обрабатываемого продукта) в такой системе достигается за счет одинакового зазора между наружным и внутренним проводника ми этой структуры. Обрабатываемый продукт, например влажное зерно, засыпается в приемный бункер 5, откуда через крышку-решетку 6 поступает в рабочую камеру. В рабочей камере зерно проходит последовательно в зазоре между наружным и внутренним проводящими элементами. При этом за счет действия однородного электрического поля происходит равномерное выделение тепла по объему обрабатываемого продукта.

При равномерном выделении тепла в объеме диэлектрика с потерями (в данном случае обрабатываемый продукт) мощность потерь (поглощения) в единице объема определяется по формуле

Р= 0,287 Е f в" 10 б Вт/см, где f — частота, МГц;

E — напряженность электрического поля, B/ñì; е — коэффициент диэлектрических потерь в продукте.

Г1ри этом, если устройство используется для сушки, по мере прохождения продукта в рабочей камере его нагрев автоматически уменьшается, поскольку коэффициент диэлектрических потерь обычно прямо пропорционален влажности. Поэтому с уменьшением влажности в процессе сушки уменьшается и поглощение СВЧ-энергии. Таким образом, обрабатываемый продукт на выходе рабочей камеры не перегревается, что позволяет проводить сушку таких продуктов, как, например, зерно с сохранением его посевных качеств.

С помощью согласователя 7, представляющего собой согласующий трансформатор, и нагрузки 8 поддерживается режим бегущей волны в периодической коаксиальной структуре. Это увеличивает коэффициент полезного действия устройства в отношении передаваемой мощности и снижает опасность СВЧ-пробоя в рабочей камере.

1. Устройство для непрерывной СВЧ-обработки продуктов, преимущественно пище1316645

Составитель М. Устинов

Редактор А. Лежнина Техред И. Верес Корректор М. Пожо аказ 2377/4 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 вых, содержащее СВЧ-генератор, рабочую цилиндрическую камеру с проводящим элементом, подключенную к СВЧ-генератору через передающую линию, отличающееся тем, что, с целью увеличения пропускной способности устройства при обеспечении однородности нагрева продукта, проводящий элемент камеры выполнен в виде ряда выступов, расположенных по вертикали на внутренней поверхности и имеющих в сечении форму равнобедренного треугольника с 10 обращенной к продольной оси камеры вершиной, при этом внутри камеры соосно размещен дополнительный проводящий элемент, подключенный к СВЧ-генератору, с кольцевыми выступами аналогичного профиля на наружной поверхности, вершины которых расположены между вершинами выступов камеры с образованием зазора между выступами для прохода продукта.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный проводящий элемент ус4 тановлен с возможностью вращения вокруг своей оси.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью измельчения высушенного продукта, зазор для прохода продукта со стороны выхода камеры выполнен меньшим по сравнению с остальными зазорами.

4. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что дополнительный проводящий элемент снабжен вибратором.

5. Устройство по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что в проводящем элементе камеры выполнены отверстия, в которые вставлены трубки, образующие запредельные волноводы.

6. Устройство по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что дополнительный проводящий элемент содержит осевую трубчатую полость с радиальными отверстиями для подачи воздуха в рабочую камеру.