Свч-установка для сушки сыпучих продуктов

 

Использование: перерабатывающие отрасли пищевой промышлености, в частности сушка сыпучих продуктов. Сущность изобретения: СВЧ-установка содержит камеры СВЧ-нагрева, образованные стенками корпуса, электропроводящими воздухопроницаемыми перегородками, электропроводящими воздухопроницаемыми лотками транспортера, устройство принудительной вентиляции камер СВЧ-нагрева. В камерах с возможностью изменения угла наклона относительно излучателей СВЧ-знергии расположен пассивный ребристый отражатель и на стенках корпуса под углом к плоскости транспортера расположены пассивные отражатели. Лотки транспортера выполнены с наклоном передней стенки и плоскости транспортера. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам, использующим СВЧ-нагрев, и может найти применение в перерабатывающих отраслях пищевой промышленности для сушки сыпучих продуктов, преимущественно растительного происхождения, например, для сушки моркови.

Известна СВЧ-установка для сушки моркови, содержащая металлический корпус, транспортер, камеру нагрева со щелевой антенной. Установка имеет низкую производительность и не обеспечивает получение качественного продукта из-за неэффективного использования СВЧ-энергии, неравномерного нагрева и невозможности управления технологическим процессом сушки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является СВЧ-установка для сушки сыпучих продуктов, содержащая корпус, узлы загрузки и выгрузки, транспортер, камеры нагрева с излучателями СВЧ-энергии, расположенные последовательно друг за другом в направлении движения транспортера и связанные с указанными излучателями СВЧ-энергии через отверстия в стенке корпуса, устройство принудительной вентиляции камер нагрева. Следует отметить, что камеры нагрева, выполненные в виде секций П-образного волновода, составляют часть корпуса СВЧ-установки. К крайним камерам нагрева подсоединены запредельные волноводы. Сквозной прямоугольный туннель из полипропилена, стенки которого плотно прилегают к внутренней поверхности запредельных волноводов, пересекают все камеры нагрева. Транспортер, по которому движутся сыпучие продукты, проходит внутри указанного туннеля через зону взаимодействия, в которой продукты подвергаются тепловой обработке.

Основным недостатком известной СВЧ-установки является то, что она не обеспечивает получение высококачественного продукта. Действительно, в ней не предусмотрена возможность регулирования процесса сушки при изменении параметров сыпучих продуктов, что приводит к рассогласованию загруженных камер нагрева с волноводным трактом, а значит к неравномерной сушке. Известная СВЧ-установка не обеспечивает эффективное использование СВЧ-энергии.

Основная задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении эффективности установки для сушки сыпучих продуктов за счет повышения производительности установки и улучшения качества обработанного продукта путем обеспечения одновременного воздействия на продукты СВЧ-энергией и агентом сушки, обеспечения равномерного распределения электромагнитного поля, в том числе при изменении параметров продукта сушки как в процессе технологического цикла, так и при смене объекта сушки.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в СВЧ-установке для сушки сыпучих продуктов, содержащей корпус, узлы загрузки и выгрузки, транспортер, камеры нагрева с излучателями СВЧ-энергии, расположенные последовательно друг за другом в направлении движения транспортера и связанные с указанными излучателями СВЧ-энергии через отверстия в стенке корпуса, устройство принудительной вентиляции камер нагрева, согласно изобретению, камеры нагрева образованы стенками корпуса и примыкающими к ним электропроводящими воздухопроницаемыми перегородками, установленными перпендикулярно плоскости транспортера, снабженного электропроводящими воздухопроницаемыми лотками, выполненными с наклоном передней стенки к указанной плоскости и ограничивающими собой камеры нагрева снизу, при этом излучатели СВЧ-энергии зафиксированы на наружной поверхности стенки корпуса, а внутри каждой из камер нагрева размещен пассивный ребристый отражатель с обеспечением электрического контакта со стенкой корпуса, противоположной той, в которой выполнены отверстия, и возможностью изменения угла наклона относительно плоскости расположения излучателей СВЧ-энергии и на обеих указанных стенках корпуса под углом к плоскости транспортера закреплены пассивные отражатели, причем излучатель СВЧ-энергии выполнен из электропроводящего материала в виде диска, короткозамкнутого на электропроводящее основание, закрепленное на наружной поверхности стенки корпуса вокруг отверстия, закрытого радиопрозрачным материалом, а ребра пассивного ребристого отражателя имеют треугольную форму, глубину, равную λ/8, и расстояние между гребнями, расположенными параллельно плоскости транспортера, равное λ/4, и высота передней стенки лотка равна λ/4 при угле наклона относительно плоскости транспортера, равном 45^о, где λ- длина волны электромагнитных колебаний, поступающих на излучатели СВЧ-энергии.

Предложенная конструкция камеры нагрева, образованная стенками корпуса и примыкающими к ним воздухопроницаемыми электропроводящими перегородками, установленными перпендикулярно плоскости транспортера, снабженного электропроводящими воздухопроницаемыми лотками, ограничивающими собой камеру нагрева снизу, обеспечивает одновременную обработку сыпучих продуктов, находящихся в лотках, СВЧ-энергией и воздухом, что ускоряет процесс сушки и повышает производительность установки. Кроме того, размещение внутри камеры на противоположных друг другу стенках корпуса под углом к плоскости транспортера пассивных отражателей позволяет эффективно использовать воздушный поток, направляя его на лотки с продуктами для отбора испаряемой с их поверхности влаги. То, что излучатели СВЧ-энергии и, соответственно весь узел обеспечения СВЧ-энергией, расположены на наружной поверхности стенки корпуса, сокращает время на профилактический осмотр и ремонт СВЧ-узла, тем самым повышая эффективность СВЧ-установки. Наличие внутри камеры нагрева напротив излучателей СВЧ-энергии пассивного ребристого отражателя и вышеупомянутых пассивных отражателей, расположенных под углом к плоскости транспортера, равно как и выполнение лотков с наклоном передней стенки к плоскости транспортера, способствует возбуждению в камере нагрева наибольшего числа типов электромагнитных колебаний, тем самым обеспечивая равномерное распределение СВЧ-энергии в объеме камеры и, соответственно качественную сушку продуктов. Благодаря тому, что можно изменять угол наклона ребристого отражателя относительно плоскости расположения излучателей СВЧ-энергии и устанавливать оптимальный угол наклона для каждого вида продуктов, стало возможным осуществлять высокое качество согласования излучающей системы и нагруженной камеры нагрева, обеспечивая равномерное распределение СВЧ-энергии по объему камеры при различных изменениях нагрузки. А это, в свою очередь, повышает эффективность работы СВЧ-установки и обеспечивает высокое качество получаемых продуктов. Экспериментально установлено, что максимальный эффект достигается при выполнении излучателя СВЧ-энергии из электропроводящего материала в виде диска, короткозамкнутого на электропроводящее основание, закрепленное на наружной поверхности стенки корпуса вокруг отверстия, закрытого радиопрозрачным материалом, предотвращающим попадание испаряемой влаги в волноведущий тракт, за счет возбуждения в камере нагрева электромагнитных волн с круговой поляризацией и возможности качественного согласования излучающей системы с передающим трактом. Максимальный рассеивающий эффект падающих электромагнитных волн достигается при выполнении ребер отражателя треугольной формы с глубиной ребер, равной λ/8, расстоянием между гребнями, расположенными параллельно плоскости транспортера, равным λ/4, а также выполнении передней стенки лотка транспортера высотой, равной λ/4 и углом наклона относительно плоскости транспортера, равным 45^о, где λ- длина волны электромагнитных колебаний, поступающих на излучатели СВЧ-энергии.

На фиг. 1 показан вид спереди СВЧ-установки; на фиг. 2 вид сбоку СВЧ-установки.

СВЧ-установка для сушки сыпучих продуктов содержит узел 1 загрузки продуктов на лотки 2 транспортера 3, узел 4 выгрузки продуктов после сушки, камеры 5 нагрева, образованные стенками корпуса 6, 7 и верхней стенкой (не обозначена), примыкающими к ним электропроводящими воздухопроницаемыми перегородками 8 и лотками 2, выполненными из электропроводящего материала, также являющимися воздухопроницаемыми, а также устройство 9 известной конструкции для принудительной вентиляции камер 5. Каждая из камер 5 нагрева через отверстия в стенке 6 корпуса, закрытые радиопрозрачным материалом, связана с излучателями 10 СВЧ-энергии, выполненными из электропроводящего материала в виде диска 11, короткозамкнутого на электропроводящее основание 12, которое закреплено на наружной поверхности стенки 6 вокруг отверстия. На внутренней поверхности стенки 7 в каждой из камер 5 нагрева с обеспечением электрического контакта с указанной стенкой размещен пассивный ребристый отражатель 13, с которым связано устройство 14 для изменения угла наклона отражателя 13 относительно плоскости расположения излучателей 10 СВЧ-энергии. Ребра отражателя 13 имеют треугольную форму, глубина ребер равна λ/8, расстояние между гребнями, расположенными параллельно плоскости транспортера 3, равно λ/4. Устройство 14 для изменения угла наклона выполнено, например, в виде резьбового штыря, соединенного шарнирно с отражателем 13 и выведенного на наружную поверхность стенки 7 корпуса. Кроме того, на стенках 6 и 7 в каждой из камер 5 нагрева расположены пассивные отражатели 15 под углом к плоскости транспортера 3 с лотками 2, передние стенки 16 которых имеют высоту, равную λ/4 и наклон в 45^о относительно вышеуказанной плоскости.

СВЧ-установка для сушки сыпучих продуктов работает следующим образом. Предварительно измеряют влажность продуктов, предназначенных для сушки. С помощью устройства 14 устанавливают угол наклона отражателя 13 в каждой из камер 5, образованной стенками 6, 7 и верхней стенкой корпуса, перегородками 8 и ограниченной лотками 2 снизу в соответствии с величиной измеренного параметра и выбранным технологическим процессом. Тем самым производят согласование каждой из нагруженных камер 5 с излучателями 10 СВЧ-энергии, выполненными в виде диска 11, короткозамкнутого на основание 12. Затем включают транспортер 3, устройство 9 для осуществления принудительной вентиляции камер 5, загружают сыпучими продуктами через узел 1 загрузки лотки 2. Через излучатели 10 подают СВЧ-энергию в камеры 5 для нагрева обрабатываемого продукта. За время движения транспортера 3 по каждой из камер 5 происходит одновременное нагревание продуктов СВЧ-энергией и отбор испаряемой влаги принудительным потоком воздуха от устройства 9, направленным на продукты пассивными отражателями 15 и проходящим сквозь воздухопроницаемые лотки 2 и перегородки 8. При движении транспортера 3 передние стенки 16 лотков 2 дополнительно способствуют равномерности распределения электромагнитного поля внутри камер 5. После обработки в последней из камер 5 высушенный продукт подается в узел 4 для выгрузки.

Формула изобретения

1. СВЧ-УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ, содержащая корпус, узлы загрузки и выгрузки, транспортер, камеры нагрева с излучателями СВЧ-энергии, расположенные последовательно одна за другой в направлении движения транспортера и связанные с указанными излучателями СВЧ-энергии через отверстия в стенке корпуса, устройство принудительной вентиляции камер нагрева, отличающийся тем, что камеры нагрева образованы стенками корпуса и примыкающими к ним электропроводящими воздухопроницаемыми перегородками, установленными перпендиулярно к плоскости транспортера, снабженного электропроводящими воздухопроницаемыми лотками, выполненными с наклоном передней стенки к указанной плоскости и ограничивающими собой камеры нагрева снизу, при этом излучатели СВЧ-энергии зафиксированы на наружной поверхности стенки корпуса, а внутри каждой из камер нагрева размещен пассивный ребристый отражатель с обеспечением электрического контакта со стенкой корпуса, противоположной той, в которой выполнены отверстия, и возможностью изменения угла его наклона относительно плоскости расположения излучателей СВЧ-энергии и на обеих указанных стенках корпуса под углом к плоскости транспортера закреплены пассивные отражатели.

2. СВЧ-установка по п.1, отличающаяся тем, что излучатель СВЧ-энергии выполнен из электропроводящего материала в виде диска, короткозамкнутого на электропроводящее основание, закрепленное на наружной поверхности стенки корпуса вокруг отверстия, закрытого радиопрозрачным материалом.

3. СВЧ-установка по п.1, отличающаяся тем, что пассивный ребристый отражатель выполнен с ребрами треугольной формы с глубиной ребер, равной λ/8, расстоянием между гребнями, расположенными параллельно плоскости транспортера, равным λ/4, где λ- длина волны электромагнитных колебаний, поступающих на излучатели СВЧ-энергии.

4. СВЧ-установка по п.1, отличающаяся тем, что высота передней стенки лотка равна λ/4, а угол ее наклона относительно плоскости транспортера равен 45^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2