ES2264777T3 - Horno industrial de microondas para el tratamiento termico de productos y metodo aplicado al mismo, en particular para matar insectos de la madera. - Google Patents
Horno industrial de microondas para el tratamiento termico de productos y metodo aplicado al mismo, en particular para matar insectos de la madera.Info
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Abstract
Horno de microondas industrial para el tratamiento térmico de productos, comprendiendo el horno de microondas (1): un espacio de horno (32) que está limitado por una primera caja metálica (9); uno o varios magnetrones (25) sobre los cuales se disponen una o varias guías de ondas (15-15) que se abren en el espacio de horno (32) con una salida (29) a través de unas aberturas en la pared superior (20) de la primera caja metálica (9); uno o varios radiadores de antena (30) dispuestos en las salidas (29); medios para refrigerar los magnetrones (25) por medio de corrientes de gas, en los que por lo menos una parte de las antedichas corrientes de gas se impulsan hacia dentro del espacio (32) del horno a través de las guías de ondas (14-15) caracterizado porque en las guías de ondas se han situado circuladores o aisladores que comprenden ferritas, de manera que por lo menos una parte de las corrientes de gas se introducen en el espacio del horno a través de los circuladores o aisladores.
Description
Horno industrial de microondas para el
tratamiento térmico de productos y método aplicado al mismo, en
particular para matar insectos de la madera.
La presente invención se refiere a un horno
industrial de microondas para el tratamiento térmico de productos,
así como a un método aplicado al mismo, en particular para matar
insectos de la madera.
Aunque la invención puede aplicarse al
tratamiento térmico de toda clase de productos, la invención se
destina concretamente al secado de la madera, en particular para
matar insectos y larvas, tales como el "lictus
brunneus", que puedan estar presentes en la madera.
Los hornos de microondas para el tratamiento
térmico de productos a escala industrial son ya conocidos por la
patente holandesa nº 8103118, en la que los productos a tratar son
guiados a través del espacio funcional del horno de microondas
sobre una cinta transportadora y con ello aquellos productos son
calentados por las microondas procedentes de un cierto número de
pequeños magnetrones situados en el exterior del espacio funcional
por una parte, y por corrientes de aire caliente procedente del
enfriamiento de los magnetrones por otra parte.
Las microondas son guiadas desde los magnetrones
hasta el espacio del horno mediante unas guías de ondas que
discurren en las aberturas de la pared superior del espacio del
horno, microondas que después son irradiadas por las antedichas
aberturas hacia el espacio del horno por medio de unos radiadores
de antena, con lo cual las antedichas corrientes de aire se
introducen en el espacio funcional del horno a través de aberturas
separadas de las paredes laterales.
Otro horno de microondas según el anterior
estado de la técnica es el descrito en GB 943.500.
Aunque dichos hornos de microondas industriales
dan por lo general buenos resultados, se observa en la práctica y
en ciertos casos que los productos a tratar, según sea su
naturaleza y forma, se calientan de manera irregular y que,
especialmente en lugares opuestos a los radiadores de antena, las
temperaturas de los productos pueden elevarse hasta alturas
perjudiciales, como resultado de lo cual los productos resultan
sobrecalentados localmente, mientras que el tratamiento térmico de
los productos se muestra insuficiente en otros lugares.
Otro inconveniente de los hornos de microondas
conocidos es que, con el fin de luchar contra los insectos de la
madera, en que es importante que la madera quede expuesta a
temperaturas suficientemente altas durante un periodo conveniente
de tiempo, se consume relativamente mucha energía.
La presente invención se dirige a remediar el
antedicho y otros inconvenientes disponiendo un horno industrial de
microondas que posibilita tratar térmicamente productos de una
manera eficiente, económica y uniforme, con objeto de secarlos y/o
combatir los insectos y larvas que puedan estar presentes en el
mismo.
A este fin, la invención se refiere a un horno
industrial de microondas para el tratamiento térmico de productos,
que consiste principalmente en un espacio de horno que se limita
con una carcasa metálica; uno o varios magnetrones sobre los cuales
están unidas una o varias guías de ondas que se abren en el
espacio del horno con una salida por medio de aberturas en la pared
superior de la antedicha carcasa; uno o varios radiadores de antena
dispuestos en las salidas antes mencionadas, medios en la forma de
los ventiladores que refrigeran los magnetrones por medio de flujos
de gases, en el que una parte de los citados flujos de gas se
introducen en el espacio del horno a través de las antedichas guías
de ondas y los circuladores o aisladores que comprenden ferritas
están situados en las guías de ondas de tal manera que por lo menos
una parte de los flujos de gas se introducen en el espacio del
horno a través de circuladores o aisladores.
Como que los flujos de gas y las microondas son
guiados hacia el espacio del horno a través de las mismas guías de
ondas, tienen la misma dirección cuando abandonan dichas guías de
ondas, como resultado de lo cual los flujos de gas acaban en los
productos a tratar en lugares opuestos a los radiadores de antena
que se calientan principalmente por el horno de microondas, de modo
que los flujos de gas tendrán un efecto refrigerante en aquellos
lugares, mientras que en otros lugares, donde las microondas están
menos concentradas, tendrán un efecto calefactor.
Esto presenta la ventaja de que los flujos de
gas tienen un efecto estabilizador, como si ello fuera, en los
picos de temperatura que se producen en los hornos de microondas
conocidos en lugares opuestos a los radiadores de antena, y que los
productos a tratar se calientan en consecuencia de manera más
uniforme.
La invención se refiere asimismo a un método
para tratar productos, en particular para matar insectos y larvas
de la madera, en que el método consiste principalmente en calentar
brevemente la madera en un horno de microondas según la invención
hasta una temperatura que, cuando aquélla abandona el horno de
microondas, es considerablemente superior a la temperatura mínima
de muerte de los insectos y larvas, y después dejar que la madera
se enfríe fuera del horno de microondas, con lo cual la antes
citada temperatura al abandonar el horno de microondas es tal que,
después de que la madera se ha enfriado hasta la temperatura mínima
de muerte, todos los insectos y larvas hayan sido destruidos.
Una ventaja de este método es que se necesita
menos energía para matar los insectos y larvas de esta manera que
con los métodos conocidos en los que la madera se calienta menos
intensamente, pero durante periodos más largos con el fin de
asegurarse de que todos los insectos y larvas se hayan eliminado,
y en los que el periodo de enfriamiento fuera del horno no se toma
en consideración.
Con el fin de explicar mejor las características
de la invención, se describen a continuación dos realizaciones
preferidas de un horno industrial de microondas según la invención
y de un método aplicado con aquéllas, todos los cuales se citan
únicamente a título de ejemplo no limitativo y con referencia a
los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 representa esquemáticamente y en
perspectiva un horno de microondas según la invención para el
tratamiento térmico de placas de madera.
La figura 2 representa una sección según la
línea II-II de la figura 1.
La figura 3 representa una curva de la variación
de la temperatura aplicada para el tratamiento de la madera a fin
de matar insectos y larvas.
La figura 4 representa una variante de la figura
2.
Las figuras 1 y 2 representan un horno
industrial 1 de microondas según la invención para el tratamiento
térmico de productos 2, en este caso, para el tratamiento de
tableros de madera.
El horno de microondas 1 está provisto de una
cinta transportadora 3 para los productos 2 a tratar, la cual
consiste en una cinta sin fin 4 que preferentemente está provista
de unas perforaciones 5 y está guiada sobre dos o más rodillos, 6 y
7, respectivamente, los cuales están montados sobre cojinetes en
un bastidor no representado en los dibujos, donde un rodillo 6 está
dotado de un accionador 8 en forma de un motor o similar.
Por encima de la antedicha cinta transportadora
se dispone preferentemente una carcasa metálica compuesta por una
caja central 9 sin un fondo por una parte, que se extiende sobre la
anchura de la cinta transportadora 3, y dos o más cajas más altas
que están principalmente cerradas, 10 y 11, respectivamente,
provistas a cada lado de la cinta transportadora 3 contra las
paredes laterales de la caja central 9, con lo que se proporciona
una abertura 12 en aquellas cajas 10 y 11, por ejemplo, en el
fondo, cubierto por un filtro 13.
Aunque aquí se describe como ejemplo una caja
central 9 cuyo fondo está abierto, no se excluye que, según una
variante no representada, la caja central 9 esté provista de un
fondo cerrado, con lo cual la parte superior de la cinta sin fin 4
está en ese caso guiada a través de la caja central 9 por medio de
las aberturas en las paredes delantera y trasera de la caja
central 9.
En cada lado de la cinta transportadora 3, el
horno de microondas 1 está dotado de un cierto número de guías de
ondas tubulares situadas en oposición una respecto a otra, 14 y 15,
respectivamente, provistas de una parte vertical 16 contra el lado
interno de las paredes laterales 17 y 18 de las cajas 9 y 10
vueltas una hacia la otra, y provistas de una parte horizontal 19 a
través de aberturas en las antes citadas paredes laterales 17 y 18
y fijado en la pared superior 20 de la caja central 9, con lo cual
aquellas partes horizontales 19 se prolongan preferentemente en
dirección perpendicular a la dirección del transporte y hasta casi
la parte media de la pared superior 20.
Los dos extremos más alejados de las guías de
ondas 14 y 15 se cierran por medio de paredes extremas, 21 y 22,
respectivamente.
En cada guía de ondas 14 y 15, a la altura del
extremo superior de la parte vertical 16, se dispone un conducto 23
cuya salida está unida a una abertura lateral 24 en la pared de las
guías de ondas 14 y 15 implicadas y que está provista de un
magnetrón 25 que se fija con su antena 26 en los guías de ondas 14
y 15 y es alimentada por un transformador 27 dispuesto en la caja
9 y 10.
El horno 1 de microondas está dotado de medios
para enfriar los magnetrones 25 en la forma de ventiladores 28
provistos en las entradas de los conductos 23 antedichos.
Cada guía de ondas 14-15 está
provista en prácticamente toda la longitud de la parte horizontal
17 de una salida 29 dirigida hacia abajo que se abre en la caja
central 9 por medio de una abertura en la antes citada pared
superior 20.
En las mencionadas salidas 29 las guía de ondas
14-15 están provistas de un número de radiadores de
antena 30 a distancias regulares entre sí que están representados
aquí como dipolos a título de ejemplo, pero que podrían igualmente
representarse aquí en forma de líneas ranuradas, ondas con fugas o
similares.
El funcionamiento y empleo del horno industrial
1 de microondas según la invención es muy sencillo y como
sigue.
Los productos 2 a tratar se cargan en la cinta
transportadora 3 y son así desplazados por debajo de la caja central
9.
Durante ese tránsito, se excitan los magnetrones
25 y las microondas 31 desarrolladas por los magnetrones 25 son
radiadas dentro de la caja 9 por medio de las guías de ondas
14-15 y los radiadores de antena 30 sobre los
productos 2 a tratar, como resultado de lo cual serán calentados
los productos 2.
El espacio 32 que está limitado por la caja
central y por la cinta transportadora 3 forma así el espacio real
del horno de microondas 1.
Simultáneamente con los magnetrones 25 se
activan también los ventiladores 28, como resultado de lo cual se
extrae el aire a través de las aberturas 12 y los filtros 13 y se
introduce en los conductos 23 con el fin de enfriar los magnetrones
25.
El aire de refrigeración calentado es guiado
después hacia el espacio del horno 31 por medio de las guías de
ondas 14-15, donde el aire de refrigeración,
representado por las flechas P, circula por encima de los productos
2 a tratar y es guiado hacia el exterior por medio de las
perforaciones 5 de la cinta transportadora.
El aire de refrigeración como si fuera en gran
parte sigue el mismo camino que las microondas 31, como resultado
de lo cual, en los lugares opuestos a los radiadores de antena 30,
donde las microondas 31 se concentran en su mayoría, el flujo de
aire tiene un efecto refrigerante, como resultado de lo cual los
productos 2 se calentarán de manera más uniforme que en los hornos
de microondas conocidos.
Está claro que, según sea la naturaleza de los
productos a tratar y la naturaleza del tratamiento requerido, es
posible aprovechar la potencia y la situación de los magnetrones 25
y de los radiadores de antena 30, así como la velocidad de la cita
transportadora 3, como resultado de lo cual puede ajustarse a
conveniencia la duración del tratamiento.
A continuación se describe a título de ejemplo
una realización práctica de un horno de microondas según la
invención para el tratamiento de la madera, en particular para el
secado de la misma y para matar insectos y larvas de la familia
"lictus brunneus".
Para esta aplicación, puede hacerse uso con
buenos resultados de un horno de microondas 1 en el que en cada
caja 10-11 se han dispuesto dieciséis magnetrones
de 2 kW cada uno funcionando a una frecuencia de 2450 Hz, situados
a una distancia de unos 25 centímetros uno de otro y en que cada
vez se disponen 16 radiadores de antena 30 en las salidas 29 de
las guías de ondas 14-15.
La figura 3 representa la curva de temperaturas
del producto 2 durante un tratamiento en la realización práctica
antes descrita.
Para matar el "lictus brunneus", es
importante que la temperatura T del producto 2 a tratar supere una
temperatura mínima de muerte Tmin de unos 60ºC durante un periodo de
tiempo DS de unos 280 segundos.
La curva de la figura 3 muestra que esto se
obtiene calentando brevemente el producto 2 entre el punto de tiempo
A en el cual entra en el horno de microondas 1 y el punto de tiempo
B en el cual abandona el horno de microondas 1, de modo que,
cuando sale del horno de microondas 1, se alcanza una temperatura
TB de cómo mínimo 70ºC, que es considerablemente superior a la
antes citada temperatura de muerte.
Una vez está fuera del horno de microondas 1, el
producto 2 se enfría gradualmente y alcanza la antedicha
temperatura de muerte Tmin de nuevo en el punto de tiempo C.
La velocidad de la cinta transportadora 3 se
ajusta de modo que la temperatura TB del producto 2, cuando éste
abandona el horno de microondas 1, sea lo suficientemente alta
durante el periodo de tiempo (C- D) durante el cual la temperatura T
del producto es mayor que Tmin, para ser como mínimo igual a la del
antes citado periodo de tiempo DS que se precisa para matar
efectivamente los insectos y las larvas.
En los hornos de microondas conocidos, el
producto 2 se calienta durante todo el periodo de tiempo DS, lo
cual requiere mucha más energía en comparación con el método de la
invención, en el que el producto 2 sólo se calienta brevemente.
Está claro que, en vez de aire, pueden emplearse
otros gases para enfriar los magnetrones 25 y para tratar los
productos 2, en cuyo caso las aberturas 12 de la parte inferior de
las cajas 10-11 pueden unirse, por ejemplo, a una
entrada de gas o similar.
Así, por ejemplo, puede emplearse un gas
insecticida para matar los insectos y las larvas.
Otra aplicación es el uso de nitrógeno, que
puede emplearse, por ejemplo, en caso de emergencia para extinguir
un posible fuego en el horno de microondas 1.
De esta manera, el clima en el espacio real 31
del horno puede acondicionarse perfectamente, según sea la
aplicación requerida.
La figura 4 representa una variante del horno de
microondas 1 según la invención en la cual se colocan unos
ventiladores adicionales 28 en las aberturas 12 de las cajas
10-11, los cuales presentan la ventaja de que
pueden obtenerse mayores caudales de refrigeración que, además,
pueden ser guiados a lo largo de los transformadores 27 ya citados
para un mejor enfriamiento de estos últimos.
En las guías de ondas 14-15 se
insertan en este caso unos circuladores 32 y/o aisladores de manera
conocida en aras de la seguridad, que, como es sabido, están
provistos de un núcleo a base de ferritas.
En los dispositivos conocidos, estos
circuladores 32 y aisladores causan a menudo problemas relacionados
con la penetración de aire a la altura de las ferritas, debido a la
humedad del aire en las guías de ondas.
En el caso de la invención, sin embargo, no
existen tales problemas porque el flujo de aire o gas en las guías
de ondas proporciona una suficiente eliminación de la humedad.
Aunque en los dibujos las guías de ondas
14-15 están situadas en la pared superior 20 una en
la prolongación de otra, no se excluye que esas guías de ondas 14 y
15 se apliquen en disposición cruzada en relación de una con otra y
preferentemente extenderse sobre la totalidad o casi totalidad de
la anchura de la pared superior 20 en este caso.
La invención no se limita de ningún modo a las
realizaciones arriba descritas y que se dan a título de ejemplo, y
representadas en los dibujos que se acompañan; por el contrario, un
horno industrial de microondas según la invención y un
procedimiento aplicado al mismo pueden llevarse a la práctica en
toda clase de variantes, permaneciendo dentro del marco de la
invención.
Claims (15)
1. Horno de microondas industrial para el
tratamiento térmico de productos, comprendiendo el horno de
microondas (1):
un espacio de horno (32) que está limitado por
una primera caja metálica (9);
uno o varios magnetrones (25) sobre los cuales
se disponen una o varias guías de ondas (15-15) que
se abren en el espacio de horno (32) con una salida (29) a través
de unas aberturas en la pared superior (20) de la primera caja
metálica (9);
uno o varios radiadores de antena (30)
dispuestos en las salidas (29);
medios para refrigerar los magnetrones (25) por
medio de corrientes de gas, en los que por lo menos una parte de
las antedichas corrientes de gas se impulsan hacia dentro del
espacio (32) del horno a través de las guías de ondas
(14-15)
caracterizado porque en las guías de
ondas se han situado circuladores o aisladores que comprenden
ferritas, de manera que por lo menos una parte de las corrientes de
gas se introducen en el espacio del horno a través de los
circuladores o aisladores.
2. Horno de microondas industrial según la
reivindicación 1, caracterizado porque cada magnetrón (25)
está dispuesto en un conducto (23) que se halla unido a una
abertura (24) en la pared de la guía de ondas
(14-15) del magnetrón (25) implicado.
3. Horno de microondas industrial según la
reivindicación 2, caracterizado porque los medios de
refrigeración consisten en un ventilador (28) que está situado a la
entrada del conducto (23) antes citado.
4. Horno de microondas industrial según la
reivindicación 2, caracterizado porque los magnetrones (25)
están dispuestos en dos segundas cajas (10-11) que
están práctica-mente cerradas, en cada lado de la
primera caja metálica (9), en que cada segunda caja
(10-11) está por lo menos provista de una abertura
(12) y porque las guías de ondas (14- 15) de los magnetrones (25)
implicados tienen unas aberturas (24) que están situadas en el
espacio de las segundas cajas (10-11).
5. Horno de microondas industrial según la
reivindicación 4, caracterizado porque las aberturas (12) de
las segundas cajas (10-11) están unidas a una
entrada de gas.
6. Horno de microondas industrial según la
reivindicación 5, caracterizado porque la entrada de gas
comprende por lo menos un ventilador (28).
7. Horno de microondas industrial según la
reivindicación 5, caracterizado porque la primera caja
metálica (9) está abierta en su parte inferior, donde se ha
dispuesto una cinta transportadora (3) debajo de esa caja metálica
(9).
8. Horno de microondas industrial según la
reivindicación 5, caracterizado porque la primera caja
metálica (9) está cerrada en su parte inferior, donde la correa sin
fin (4) de la cinta transportadora (3) está guiada a través de la
citada primera caja metálica
(9).
(9).
9. Horno de microondas industrial según una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las
corrientes de gas comprenden aire, nitrógeno o un gas
insecticida.
10. Horno de microondas industrial según una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el o los
diversos magnetrones tienen cada uno una antena (26) y porque las
antenas (26) están situadas en la guía de ondas y no en el espacio
del horno.
11. Horno de microondas industrial según una de
las reivindicaciones 2 a 10, caracterizado porque los
magnetrones están situados en los conductos de manera que por lo
menos una parte de las corrientes de gas son introducidas en el
espacio del horno a través de los conductos para, con ello,
refrigerar los magnetrones.
12. Método para tratar productos, en particular
para matar insectos y larvas de la madera, caracterizado
porque consiste principalmente en calentar brevemente la madera en
un horno de microondas (1) según una de las reivindicaciones
precedentes hasta una temperatura (TB) que, cuando abandona el
horno de microondas (1), es considerablemente más alta que la
temperatura mínima de muerte (Tmin) de los insectos y larvas, y en
dejar a la madera que se enfríe fuera del horno de microondas (1),
con lo que la antedicha temperatura (TB) al abandonar el horno de
microondas (1), es tal que, después que la madera se ha enfriado
hasta la mínima temperatura de muerte (Tmin), todos los insectos y
larvas habrán sido muertos.
13. Método según la reivindicación 12,
caracterizada porque la temperatura (TB) de la madera cuando
abandona el horno de microondas (1) asciende por lo menos a
70ºC.
14. El método según la reivindicación 13, en el
que la madera se mantiene a una temperatura de por lo menos 60ºC
durante por lo menos 280 segundos.
15. El método según una de las reivindicaciones
12 a 14, en el que el horno de microondas comprende un espacio de
horno (32) que está limitado por una primera caja metálica (9), uno
o varios magnetrones (25) sobre los cuales se unen una o varias
guías de ondas (14-15) que se abren dentro del
espacio de horno (32) con una salida (29) a través de unas
aberturas en una pared superior (20) de la primera caja metálica
(9) y se insufla gas nitrógeno en el espacio de horno (32) a través
de las guías de ondas (14-15), comprendiendo además
la etapa de extinguir un fuego en el horno de microondas.
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