Способ сушки диэлектрических материалов

 

Способ относится к области сушки и может найти применение, в частности, в пищевой промышленности. Сушка диэлектрических материалов осуществляется путем их обработки в потоке теплоносителя. В начальной стадии обработки в потоке теплоносителя материалы дополнительно обрабатывают с помощью микроволновой энергии. Изобретение повышает качество получаемой продукции. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области сушки и может найти применение, в частности, в пищевой промышленности.

Известен способ сушки диэлектрических материалов (продуктов питания) [1] путем их обработки в потоке теплоносителя. При этом обработка заключается в нагреве материала снаружи за счет теплоносителя и в удалении с поверхности обрабатываемого материала выделившейся из него влаги путем обдува материала потоком теплоносителя. Причем в качестве теплоносителя используется подогретый воздух, имеющий температуру 110^oC.

Данный способ сушки по совокупности существенных признаков взят за ближайший аналог.

Недостатком ближайшего аналога является низкое качество получаемой продукции, заключающееся в том, что глубинные слои готовой продукции содержат некоторое количество влаги. Это обусловлено тем, что нагрев материала осуществляется только снаружи и верхние слои материала высыхают быстрее, чем его внутренние слои. При таком способе сушки в то время, когда наружные слои материала уже высохли, внутренние слои материала еще не высохли. Продолжать же процесс сушки до того момента, когда будут высушены глубинные слои материала, невозможно, так как при этом может произойти разложение на молекулярном уровне уже высушенных внешних слоев материала.

Низкое качество получаемой продукции обусловлено также сохранением в готовой продукции микрофлоры, так как она не уничтожается при сушке продукта с помощью теплоносителя.

Изобретение решает проблему повышения качества получаемой продукции.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе сушки диэлектрических материалов путем их обработки в потоке теплоносителя в начальной стадии обработки в потоке теплоносителя материалы дополнительно обрабатывают с помощью микроволновой энергии.

В первом частном случае выполнения способа (для улучшения качества получаемой продукции при сушке овощей и фруктов путем выбора оптимального интервала времени обработки материала с помощью микроволновой энергии) материал обрабатывают с помощью микроволновой энергии в течение интервала времени, составляющего от 1/6 до 1/4 части длительности обработки материала в потоке теплоносителя.

Во втором частном случае выполнения способа (для улучшения качества получаемой продукции при сушке овощей и фруктов путем сохранения высоких ароматных и витаминных свойств готовой продукции) температуру теплоносителя выбирают ниже температуры, при которой из материала удаляются полезные компоненты.

На фиг. 1 приведен один из возможных вариантов сушилки, реализующий предлагаемый способ, на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3 - вид сверху, где 1 - рабочая камера, 2, 3, 4 - СВЧ-генераторы, 5, 6, 7 - устройства загрузки и выгрузки материала (контейнеры), 8 - устройство подачи теплоносителя, 9 - устройство удаления теплоносителя.

Сушилка содержит рабочую камеру 1 в виде прямоугольного параллелепипеда с дверью. Рабочая камера выполнена в виде резонатора с надежной экранировкой, исключающей утечку микроволновой энергии. К рабочей камере 1 подключены СВЧ-генераторы 2, 3, 4. В каждый СВЧ-генератор входят магнетрон, отрезок волновода, вентилятор для охлаждения магнетрона и высоковольтный накальный трансформатор. В рабочей камере 1 размещены устройства загрузки и выгрузки материала 5, 6, 7 (выдвижные диэлектрические контейнеры). Устройство подачи теплоносителя 8 включает в себя вентилятор, калорифер с электронагревом и первый набор запредельных волноводов [2], через который оно подсоединено к рабочей камере 1 в ее нижней части. Устройство удаления теплоносителя 9 выполнено в виде блока вентиляторов и содержит второй набор запредельных волноводов, через который оно подсоединено к рабочей камере 1 в ее верхней части.

Первый и второй наборы запредельных волноводов выполнены таким образом, что они беспрепятственно пропускают проходящий через них теплоноситель (нагретый воздух) и ослабляют излучение из рабочей камеры 1 микроволновой энергии до безопасного уровня.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Загружают устройства загрузки и выгрузки материала (контейнеры) 5, 6, 7 с обрабатываемым материалом в рабочую камеру 1. Приводят в действие устройство подачи 8 и устройство удаления 9 теплоносителя. Одновременно приводят в действие СВЧ-генераторы 2, 3, 4. Осуществляют начальную стадию обработки материала, при которой он обрабатывается одновременно в потоке теплоносителя и с помощью микроволновой энергии. При этом нагрев материала осуществляется одновременно изнутри (за счет микроволновой энергии) и снаружи (за счет теплоносителя). Нагрев осуществляется по всему объему материала, из него интенсивно вытесняется влага, которая оперативно снимается с поверхности материала потоком теплоносителя и удаляется из рабочей камеры 1 вместе с теплоносителем с помощью устройства удаления теплоносителя 9. Однако процесс вытеснения влаги на поверхность материала и процесс снятия влаги с поверхности материала требуют различного времени. В связи с тем, что процесс вытеснения влаги более кратковременен по сравнению с процессом снятия влаги с поверхности материала, по окончании процесса вытеснения влаги выключают СВЧ-генераторы 2, 3, 4 (прекращают обработку материала с помощью микроволновой энергии), заканчивая тем самым начальную стадию обработки материала. При этом обработка материала в потоке теплоносителя (удаления влаги с поверхности материала) продолжается, так как устройство подачи 8 и устройство удаления 9 теплоносителя продолжают работать. По истечении отрезка времени, в течение которого влага будет удалена с поверхности материала (материал будет высушен), выключают устройство подачи 8 и устройство удаления 9 теплоносителя, вынимают из рабочей камеры 1 устройства загрузки и выгрузки материала (контейнеры) 5, 6, 7 с высушенным материалом.

В связи с тем, что на начальной стадии обработки в потоке теплоносителя материалы дополнительно обрабатывают с помощью микроволновой энергии, материал высыхает равномерно по всему объему (влага не остается во внутренних слоях материала). Кроме этого, при обработке материала с помощью микроволновой энергии в нем уничтожается микрофлора.

Таким образом, предложенный способ сушки диэлектрических материалов обеспечивает повышение качества получаемой продукции.

В первом частном случае выполнения способа его реализация осуществляется так же, как описано выше. Как показали эксперименты, при сушке овощей и фруктов оптимальный интервал времени обработки материала с помощью микроволновой энергии составляет от 1/6 до 1/4 части длительности обработки материала в потоке теплоносителя.

Во втором частном случае выполнения способа его реализация осуществляется так же, как описано выше. Как показали эксперименты, если понизить температуру теплоносителя со 110^oC (что имеется в способе - аналоге) до температуры порядка 80^oC, то готовая продукция (овощи и фрукты) имеет более высокие ароматические и витаминные свойства, так как из нее не удаляются полезные компоненты, обеспечивающие указанные выше свойства.

Таким образом, заявленный способ диэлектрических материалов обеспечивает повышение качества получаемой продукции.

Формула изобретения

1. Способ сушки диэлектрических материалов путем их обработки в потоке теплоносителя, отличающийся тем, что в начальной стадии обработки в потоке теплоносителя материалы дополнительно обрабатывают с помощью микроволновой энергии.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что материал обрабатывают с помощью микроволновой энергии в течение интервала времени, составляющего от 1/6 до 1/4 части длительности обработки материала в потоке теплоносителя.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что температуру теплоносителя выбирают ниже температуры, при которой из материала удаляются полезные компоненты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3