RU2025966C1

RU2025966C1 - Method for thinning out of honey crystallized in metal container

Info

Publication number: RU2025966C1
Authority: RU
Inventors: Роберт Леонидович Филиппов
Original assignee: Роберт Леонидович Филиппов
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1995-01-09

Abstract

FIELD: apiculture. SUBSTANCE: honey is thinned out by an UHF generator with radiator mounted on common frame with the container, coaxially therewith. Container throat is joined with radiator outlet opening and radiator walls have honey discharge holes. As honey becomes heated, the container automatically turns and honey flows out through radiator holes into a receiver. Container throat is provided with a temperature transmitter connected with converter unit. EFFECT: improved design. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к агропромышленному комплексу, конкретно к перерабатывающей промышленности продуктов пчеловодства. Оно преимущественно может быть использовано при роспуске загустевшего и закристаллизовавшегося меда в металлической таре типа ЕДМ (емкость для меда) и бидонов. The invention relates to the agricultural sector, specifically to the processing industry of beekeeping products. It can mainly be used in the dissolution of thickened and crystallized honey in a metal container such as EDM (honey container) and cans.

Кроме того, оно может найти применение при разжижении в металлической таре шоколадных масс, жиров, нефтепродуктов и др. пастообразных продуктов способных к разжижению при подогревании. In addition, it can find application in liquefying chocolate masses, fats, oil products, and other pasty products in a metal container capable of liquefying when heated.

Известно устройство разжижения закристаллизовавшегося меда в металлической таре, принцип работы которого основан на разжижении традиционным теплом, например, водой, воздухом при температуре 50^оС (Садовников Ю.А. Пчеловодству - промышленную основу. Сб. докладов научной конференции по пчеловодству: г. Рыбное НИИП, 1976, с.75...79 и Чудаков В.Г. Технология продуктов пчеловодства М., Колос, 1979, с.53).A device liquefy crystallized honey in metal containers, the principle of operation is based on traditional liquefaction heat, e.g., water, air at ⁵⁰ ° C (YA Sadovnikov Beekeeping - industrial basis Sa reporting conference beekeeping: Rybnoe.. NIIP, 1976, p. 75 ... 79 and Chudakov V.G. Technology of beekeeping products M., Kolos, 1979, p. 53).

Недостатками указанного устройства являются: длительность процесса разжижения меда (от 13,5 ч до 2-х сут), значительное снижение качества меда по отношению к меду до разрежения, так как вследствие длительного воздействия температуры изменения происходят в составе сахарных веществ, в деятельности энзимов. При длительном тепловом воздействии в результате реакции появляется вредное вещество - оксиметилфурфурол. Существующее устройство не позволяет механизировать и автоматизировать технологический процесс разжижения меда и при его реализации происходят значительные потери тепла из-за теплоизлучения зеркалом ванны и стенками здания. Кроме того, данное устройство приводит:
к значительному расходу металла, воды, пара, затратам на капитальное строительство термозала и ванны и необходимости в использовании котельной;
к некомфортным условиям работы обслуживающего персонала (повышенная температура и влажность).The disadvantages of this device are: the duration of the process of liquefying honey (from 13.5 hours to 2 days), a significant decrease in the quality of honey in relation to honey before dilution, since due to prolonged exposure to temperature changes occur in the composition of sugar substances, in the activity of enzymes. With prolonged heat exposure, a harmful substance, oxymethylfurfural, appears as a result of the reaction. The existing device does not allow to mechanize and automate the technological process of liquefying honey, and during its implementation significant heat losses occur due to heat radiation from the bathtub mirror and the walls of the building. In addition, this device leads to:
to a significant consumption of metal, water, steam, the cost of capital construction of the thermal room and bath and the need to use the boiler room;
to uncomfortable working conditions of staff (elevated temperature and humidity).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предполагаемому техническому решению является реализация известного технического решения, в котором используют для роспуска емкость для меда, генератор СВЧ и облучатель. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical solution is the implementation of the well-known technical solution, in which a honey container, microwave generator and irradiator are used for dissolution.

Однако конструкция известного устройства не обеспечивает роспуск в металлической таре, так как основная часть меда экранирована металлической тарой и будет распускаться только та часть меда, на которую будет попадать электромагнитное поле через горловину металлической тары и эта часть меда может перегреваться и терять свои качества (аромат, целебные свойства). However, the design of the known device does not provide for dissolution in a metal container, since the main part of the honey is shielded with a metal container and only that part of the honey that the electromagnetic field enters through the neck of the metal container will dissolve and this part of the honey can overheat and lose their qualities (aroma, healing properties).

Целью настоящего изобретения является обеспечение сохранности качества разжиженного меда путем стабилизации температурного режима. The aim of the present invention is to ensure the preservation of the quality of liquefied honey by stabilizing the temperature regime.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее емкость с медом, генератор СВЧ и облучатель, снабжено установленными в облучателе двумя круглыми волноводами-внутренним и внешним, по которым СВЧ-энергия подается от облучателя к емкости с медом и приводом перемещения внешнего волновода относительно внутреннего. Устройство также снабжено установленным в отверстии слива разжиженного меда термоэлектрическим датчиком, электрически связанным со входом блока преобразователя, выход которого связан с приводом перемещения внутреннего волновода относительно внешнего и приводом поворота емкости с медом, соосно закрепленной с облучательным устройством на станине. This goal is achieved in that the device, including the honey tank, the microwave generator and the feed, is equipped with two circular waveguides, internal and external, installed in the feed, through which microwave energy is supplied from the feed to the honey tank and the drive moves the external waveguide relative to the internal. The device is also equipped with a thermoelectric sensor installed in the liquefied honey drain hole, electrically connected to the input of the converter unit, the output of which is connected to the drive for moving the internal waveguide relative to the external one and the drive for turning the container with honey, coaxially mounted with the irradiation device on the bed.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство в исходном положении, на фиг. 2 - устройство в процессе работы. In Fig.1 shows the proposed device in its original position, in Fig. 2 - device in operation.

Устройство роспуска меда в металлической таре содержит установленный на станине 1 и закрепленный на оси 2, бандаж 3 для закрепления в нем емкости 4 с находящимся в ней медом 5, облучательное устройство 6 закреплено с одной стороны с генератором СВЧ 7, с другой стороны соосно с емкостью 4, с помощью клиновых срезов, которые входят в горловину емкости, выше клиньев расположены упоры 8, на которые опирается кольцевое уплотнительное устройство 9 (резиновое кольцо, заключенное в металлическую оплетку) для устранения утечки СВЧ энергии через зазор между горловиной емкости 4 и облучательным устройством 6. На цилиндрической части облучательного устройства расположены запредельные отверстия 10 для слива жидкого меда. Эти отверстия являются запредельными для СВЧ энергии, поэтому она не проходит через них свободно. В облучательном устройстве 6 в отверстиях слива 10 установлен термоэлектрический датчик температуры 11 вытекающего через отверстие 10 меда, термоэлектрический датчик электрически связан со входом блока преобразователя 12 для преобразования датчика температуры в сигнал управления. Выход блока преобразователя электрически связан с приводом поворота 13 для поворота емкости и облучательного устройства на оси 2 относительно горизонта. Внутри облучательного устройства 6 расположены два излучательных круглых волновода. Один - внутренний 14, а второй внешний 15, скользящий по внутреннему. На конце внешнего волновода имеются тяги: одна тяга 16, имеющая винтовую нарезку, проходит через втулку 17 с винтовой нарезкой и соединена с приводом 18, вторая тяга 19 без нарезки проходит через направляющую втулку 20. Обе втулки жестко закреплены. При вращении привода 18 внешний волновод 15 может перемещаться вдоль внутреннего волновода 14, и в целом оба волновода образуют телескопический волноводный излучатель, длина которого за счет передвижения внешнего волновода 15 вдоль внутреннего 14 меняется. На верхнем конце неподвижного волновода крепятся магнетроны. На неподвижном внутреннем волноводе 14 имеется отверстие, в которое устанавливается штыревая антенна 21, электрически связанная с детекторной секцией 22, которая в свою очередь электрически связана с устройством отключения высокого напряжения 23 генератора СВЧ 7. Устройство отключения высокого напряжения 23 состоит из компаратора и реле, контакты которого размыкают цепь питания высоким напряжением магнетрона. The device for the dissolution of honey in a metal container contains a bandage 3 mounted on the bed 1 and fixed on the axis 2, for securing the container 4 with honey 5 located therein, the irradiating device 6 is fixed on one side with a microwave generator 7, and on the other, coaxially with the container 4, using wedge slices that enter the neck of the container, stops 8 are located above the wedges, on which an annular sealing device 9 (a rubber ring enclosed in a metal braid) is supported to eliminate microwave energy leakage through the gap between to the neck of the container 4 and the irradiating device 6. On the cylindrical part of the irradiating device there are exorbitant holes 10 for draining liquid honey. These holes are transcendent for microwave energy, so it does not pass through them freely. In the irradiation device 6, a thermoelectric temperature sensor 11 is installed in the drain holes 10, flowing through the honey hole 10, the thermoelectric sensor is electrically connected to the input of the converter unit 12 to convert the temperature sensor to a control signal. The output of the converter unit is electrically connected to the rotation drive 13 to rotate the capacitance and the irradiation device on axis 2 relative to the horizon. Inside the irradiation device 6 are two emitting circular waveguides. One is the inner 14, and the second is the outer 15, sliding on the inside. There are drafts at the end of the external waveguide: one threaded rod 16, which is screwed, passes through the threaded sleeve 17 and is connected to the drive 18, and the second threaded rod 19 passes through the guide bush 20 without cutting. Both bushings are rigidly fixed. When the drive 18 is rotated, the external waveguide 15 can move along the internal waveguide 14, and in general both waveguides form a telescopic waveguide emitter, the length of which changes due to the movement of the external waveguide 15 along the internal 14. Magnetrons are attached to the upper end of the stationary waveguide. On the stationary internal waveguide 14 there is a hole in which a pin antenna 21 is mounted, electrically connected to the detector section 22, which in turn is electrically connected to the high voltage disconnect device 23 of the microwave generator 7. The high voltage disconnect device 23 consists of a comparator and relay, contacts which disconnect the power circuit with a high voltage magnetron.

Бандаж 3 выполнен в виде стоек (тяг) 24, которые с помощью винтового механизма 25 прижимают емкость 4 с медом 5 к облучательному устройству 6. На бандаже закреплен генератор СВЧ 7. Устройство роспуска меда в металлической таре работает следующим образом: емкость 4 с медом 5 устанавливают в бандаж 3 и тягами 24 бандажа 3 с помощью винтового механизма прижима 25 прижимают горловину емкости 4 к облучательному устройству 6. Включают электропривод поворота 13 и переводят емкость 4 с медом 5 в горизонтальное положение (см. фиг.2) и выключает привод поворота 13. Затем включают генератор СВЧ 7, и электромагнитная энергия по круглым волноводам 14,15 от генератора СВЧ 7 подается через облучательное устройство 6 к поверхности меда 5 емкости 4. Первоначальное положение меда - позиция 26 (см.фиг.2). По прошествии 3-3,5 мин поверхность меда 5, обращенная в сторону облучательного устройства 6, нагревается на глубину проникновения электромагнитного поля (на частоте 2375 МГц, глубина проникновения равна Δ = 3 см). При нагреве СВЧ-энергией мед разжижается и под действием собственного веса разжиженная часть меда перемещается относительно неразжиженной части меда, при этом дополнительно облучаясь электромагнитной энергией генератора СВЧ 7, подаваемой по волноводам 14,15, через облучательное устройство 6 к меду 5. Поверхность меда 5 занимает положение 27 (см.фиг.2). Установлено, чем на меньший угол (см. фиг.2) относительно горизонта наклонена ось емкости 4 и облучательного устройства 6, тем температура меда выше (т.е. более длительно мед облучается СВЧ энергией). По мере разжижения меда он через запредельные отверстия сливается в специальные емкости через фильтры. При протекании меда через отверстия 10 мед протекает по поверхности датчика температуры меда 11, последний выдает сигнал, пропорциональный температуре меда, и передает этот сигнал на вход преобразователя 12, затем пропорционально этому сигналу вырабатывает сигнал управления, который подается на привод поворота емкости 13. Привод поворота поворачивает емкость 4 с медом 5 и соосно закрепленное облучательное устройство 6 на заданный преобразователем угол α относительно горизонта. В зависимости от величины угла α меняется время облучения СВЧ энергией вытекающего меда, следовательно меняется и его температура. Датчик температуры 11 и преобразователь 12 отрегулированы на поддержание температуры разжиженного меда на выходе из облучательного устройства в пределах 50-55^оС, при которой качество меда сохраняется при его роспуске электромагнитным полем СВЧ.The bandage 3 is made in the form of racks (rods) 24, which, using a screw mechanism 25, press the container 4 with honey 5 to the irradiating device 6. A microwave generator is fixed on the bandage 7. The device for dissolving honey in a metal container works as follows: container 4 with honey 5 set in the band 3 and rods 24 of the band 3 using the screw clamp mechanism 25 press the neck of the container 4 to the irradiating device 6. Turn on the electric drive rotation 13 and transfer the container 4 with honey 5 to a horizontal position (see figure 2) and turns off the rotation drive 13 . Z Then they turn on the microwave generator 7, and the electromagnetic energy through the round waveguides 14.15 from the microwave generator 7 is supplied through the irradiating device 6 to the surface of the honey 5 of the tank 4. The initial position of the honey is position 26 (see figure 2). After 3-3.5 minutes, the honey surface 5, facing the irradiation device 6, is heated to the depth of penetration of the electromagnetic field (at a frequency of 2375 MHz, the penetration depth is Δ = 3 cm). When heated by microwave energy, honey liquefies and under the influence of its own weight, the liquefied part of honey moves relative to the non-liquefied part of honey, while additionally irradiating the electromagnetic energy of the microwave generator 7 supplied through the waveguides 14.15, through the irradiating device 6 to the honey 5. The surface of honey 5 occupies position 27 (see figure 2). It has been established that the smaller the angle (see FIG. 2), the axis of the vessel 4 and the irradiation device 6 are inclined relative to the horizon, the higher the temperature of the honey (i.e., the longer the honey is irradiated with microwave energy). As honey is liquefied, it is discharged through transcendental openings into special containers through filters. When honey flows through the holes 10, honey flows along the surface of the honey temperature sensor 11, the latter generates a signal proportional to the temperature of the honey, and transmits this signal to the input of the transducer 12, then proportionally to this signal generates a control signal that is supplied to the rotation drive of the tank 13. The rotation drive turns the container 4 with honey 5 and the coaxially fixed irradiating device 6 by the angle α specified by the transducer α relative to the horizon. Depending on the value of the angle α, the time of microwave irradiation with the flowing honey varies, and therefore its temperature also changes. The temperature sensor 11 and the transmitter 12 are adjusted to maintain the temperature of the liquefied honey at the outlet of the irradiation devices within 50-55 ^{° C,} at which the quality of the honey is retained at its dissolution microwave electromagnetic field.

Установлено, что при мощности генератора СВЧ в 1 кВт роспуск меда весом 50-55 кг в емкости длится 1 ч 40 мин. При увеличении мощности генератора в 2 раза время роспуска такого же бидона меда весом 50-55 кг - один час. Однако при увеличении мощности генератора СВЧ сохранить температуру меда 50-55^оС изменением угла α после роспуска половины емкости принципиально невозможно по следующим причинам: изменение угла α более 70^о ведет к попаданию меда в генераторную секцию через облучательное устройство, что приводит к сгоранию попавшего меда внутрь генераторной секции и выходу из строя генератора СВЧ 7. Если закрыть генераторную секцию радиопрозрачным экраном, то это приведет к перегреву меда, попавшему на экран (мед карамелизуется).It was found that with a microwave generator power of 1 kW, the dissolution of honey weighing 50-55 kg in a tank lasts 1 h 40 min. With a 2-fold increase in generator power, the dissolution time of the same honey can weighing 50-55 kg is one hour. However, when increasing the microwave power generator honey keep the temperature 50-55 ^{° C} by varying the angle α after the dissolution tank half impossible in principle for the following reasons: change of the angle α ^of more than 70 leads to the ingress of honey in the generator section through the irradiation device, which results in combustion of honey has got inside the generator section and the failure of the microwave generator 7. If you close the generator section with a radiotransparent screen, this will lead to overheating of honey on the screen (honey is caramelized).

Установлено, чем выше мощность генератора СВЧ, тем за более короткий промежуток времени нагревается мед до заданной температуры. С целью поддержания температуры меда и исключения его перегрева выше 50-55^оС необходимо сократить время облучения меда СВЧ энергией за счет дополнительной установки 2-х круглых излучающих волноводов 14 и 15, длина которых может изменяться телескопическим перемещением волновода 15 относительно волновода 14. Стабилизация температуры меда в пределах 50-55^оС при увеличении мощности генератора СВЧ осуществляется следующим образом: с повышением мощности генератора СВЧ температура разжиженного меда растет значительно быстрее, чем при пониженной мощности. Поворотное устройство постоянно увеличивает угол α (см. фиг. 2), чтобы поддержать температуру в пределах 50-55^оС. При достижении угла наклона емкости с медом α = 70^о механически размыкается цепь питания привода поворота 13 с помощью концевика и замыкается цепь подачи питания на привод 18. Поддержание температуры в заданных пределах теперь осуществляется по следующей цепи: сигнал от датчика температуры 11 передается на преобразователь 12, далее сигнал управления с преобразователя подается на включение привода 18, ось которого механически связана с тягой 16, имеющей винтовую нарезку. При вращении оси двигателя 18 тяга 16 перемещается относительно втулки 17 и наружный круглый волновод перемещается вдоль внутреннего волновода 14. Для исключения перекоса и заклинивания вторая тяга 19 перемещается во втулке 20. При выдвижении наружного волновода внутрь горловины емкости время облучения СВЧ-энергией поверхности меда сокращается так как путь меда под облучением сокращается, т.е. сокращается общая экспозиция облучения меда СВЧ-энергией, как бы часть пути меда экранируется от СВЧ-энергии подвижным волноводом 15. При увеличении температуры меда сигнал управления с блока 12 подается на двигатель 18 и волновод вводится глубже в бак.It is established that the higher the power of the microwave generator, the shorter the time the honey heats up to a given temperature. In order to maintain the temperature of honey and exclusion overheating above 50-55 ^{° C} is necessary to reduce the irradiation of honey microwave energy due to additional installation 2-circular radiating waveguides 14 and 15, whose length can be varied telescopically movable relative to the waveguide 15 of the waveguide 14. Temperature Stabilization honey in the range of 50-55 ^о С with increasing microwave generator power is as follows: with increasing microwave generator power, the temperature of liquefied honey grows much faster than with low power. Swivel device continuously increases the angle α (see. FIG. 2) to maintain the temperature between 50-55 ^C. When reaching the capacitance inclination with honey α = ⁷⁰ mechanically opens rotation drive power supply circuit 13 by a limit switch and closes the power supply circuit power supply to the drive 18. The temperature is maintained within the specified limits now by the following circuit: the signal from the temperature sensor 11 is transmitted to the converter 12, then the control signal from the converter is supplied to turn on the drive 18, the axis of which is mechanically connected with a thrust 16 having a screw thread. When the axis of the engine 18 is rotated, the rod 16 moves relative to the sleeve 17 and the outer circular waveguide moves along the internal waveguide 14. To prevent skewing and jamming, the second rod 19 moves in the sleeve 20. When the external waveguide extends into the neck of the vessel, the time of microwave irradiation of the honey surface decreases so how the honey path under irradiation is shortened, i.e. the overall exposure of honey to microwave energy is reduced, as if a part of the honey path is shielded from microwave energy by the movable waveguide 15. When the temperature of honey is increased, the control signal from block 12 is fed to engine 18 and the waveguide is inserted deeper into the tank.

Исследованиями установлено, что в первые 3-3,5 мин, когда мед еще не разжижен КстU (коэффициент стоячей волны) напряжения канала между емкостью с медом и генератором СВЧ равен 4-5, при этом поверхность меда занимает положение (позиция 26, фиг. 2). По мере разжижения он занимает положение (позиция 27, фиг. 2) КстU в этом случае равен 1,3-1,4. С момента, когда в емкости остается 3/4 от начального объема (полного бака), угол между осью емкости и облучательного устройства по отношению к горизонту увеличивается, и поверхность меда 5 занимает положение (позиция 28), в этом время падает до 1,3-1,1. Studies have established that in the first 3-3.5 minutes, when honey has not yet been diluted KstU (standing wave coefficient), the channel voltage between the honey container and the microwave generator is 4-5, while the honey surface occupies a position (position 26, Fig. 2). As it liquefies, it occupies a position (position 27, Fig. 2) KstU in this case is 1.3-1.4. From the moment when 3/4 of the initial volume (full tank) remains in the container, the angle between the axis of the container and the irradiation device with respect to the horizon increases, and the surface of honey 5 occupies a position (position 28), at this time it drops to 1.3 -1.1.

В результате исследований можно сделать вывод, что основное время устройство работает в режиме, близком к режиму бегущей волны, и генератор СВЧ работает в облегченном режиме, что увеличивает срок службы генератора СВЧ и повышение КПД установки в целом. При полном вытекании разжиженного меда из емкости КстU резко возрастает до величины 6-8, поэтому необходимо отключить генератор. С целью облегчения работы оператора и сохранения срока службы магнетрона предусмотрено следующее: когда мед из бака полностью вытекает, появляется отраженный сигнал от металлического дна емкости, суммарный сигнал (прямой и отраженный), принимаемый штыревой антенной 21, значительно увеличивается и передается в детекторную секцию 22, затем на устройство отключения высокого напряжения 23, с помощью которого размыкается цепь питания высоким напряжением магнетрона, генератор СВЧ отключается, на этом процесс роспуска меда в металлической таре заканчивается. As a result of the research, we can conclude that the main time the device operates in a mode close to the traveling wave mode, and the microwave generator operates in the light mode, which increases the service life of the microwave generator and increases the efficiency of the installation as a whole. With the full flow of liquefied honey from the tank, KstU sharply increases to a value of 6-8, so it is necessary to turn off the generator. In order to facilitate the operator’s work and maintain the magnetron’s life, the following is provided: when honey completely flows out of the tank, a reflected signal from the metal bottom of the tank appears, the total signal (direct and reflected) received by the pin antenna 21 is significantly increased and transmitted to the detection section 22, then to the high voltage cut-off device 23, with which the high-voltage magnetron power supply circuit is opened, the microwave generator is turned off, this is the process of dissolution of honey in a metal container ends.

Claims

1. DEVICE FOR DISSOLUTION OF HONEY CRYSTALLIZED IN THE METAL CAPACITY, including a microwave generator with an irradiator output opening, characterized in that, in order to maintain the quality of liquefied honey by stabilizing its temperature and timely withdrawal from the tank, the irradiator is mounted on a common tank capacity and coaxially with the container with the interface of the neck of the container with the exit opening of the irradiator, and the irradiator with the capacity mounted on the bed with the possibility of rotation around a horizontal axis and equipped with enes drive with automatic control system, and on the wall of the feed openings for draining honey.

2. The device according to claim 1, characterized in that the automatic control system of the drive is made in the form of a converter unit, electrically connected to the drive and a temperature sensor installed in the neck of the tank.