RU2203459C1 - Vacuum freeze drying unit - Google Patents

Vacuum freeze drying unit Download PDF

Info

Publication number
RU2203459C1
RU2203459C1 RU2001124738/06A RU2001124738A RU2203459C1 RU 2203459 C1 RU2203459 C1 RU 2203459C1 RU 2001124738/06 A RU2001124738/06 A RU 2001124738/06A RU 2001124738 A RU2001124738 A RU 2001124738A RU 2203459 C1 RU2203459 C1 RU 2203459C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drying
input
antennas
dielectric
tray
Prior art date
Application number
RU2001124738/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Г. Валеев
Г.Г. Гофман
М.К. Дзалаев
И.Я. Либин
Original Assignee
Зао "Тимакс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зао "Тимакс" filed Critical Зао "Тимакс"
Priority to RU2001124738/06A priority Critical patent/RU2203459C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2203459C1 publication Critical patent/RU2203459C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: drying products of vegetable and animal nature. SUBSTANCE: unit has vacuum drying chamber, microwave oscillator, two conical antennas, steam condensing system, vacuum pump, power splitter, phase shifter, at least one dielectric chute for disposing part to be dried, and at least one chute-carrying dielectric shelf arranged horizontally inside drying chamber. Antennas are coaxially and tightly secures on ends of drying chamber. Microwave oscillator output is connected to input of factor-of-two power splitter; one output of the latter is connected to input of one antenna and other one, to input of phase shifter whose output is connected to input of second antenna. Unit provides for uniform drying of products in sublimation and uniform heating of product interior to attain their desired residual moisture content. EFFECT: improved quality of dried product, reduced drying time and power requirement, simplified design of unit. 9 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к сублимационной технике и может быть использовано в пищевой промышленности для сушки продуктов растительного и животного происхождения и медицине. The invention relates to sublimation technology and can be used in the food industry for drying products of plant and animal origin and medicine.

Известна "Установка вакуумная сублимационная УВС-4" ([1], стр.76-79). Эта установка содержит рабочую вакуумную сушильную камеру, рабочие полки для размещения объектов сушки, вакуумный насос, циркуляционный насос системы термостатирования полок, холодильную машину системы охлаждения, холодильную машину для охлаждения десублиматора, десублиматор, вакуумную задвижку и пульт управления сублимационной установкой. The well-known "Installation vacuum sublimation UVS-4" ([1], p.76-79). This installation contains a working vacuum drying chamber, working shelves for placing drying objects, a vacuum pump, a circulating pump for a shelf thermostating system, a refrigerating machine for a cooling system, a refrigerating machine for cooling a desublimator, a desublimator, a vacuum gate valve and a control panel for a sublimation unit.

Установка предназначена для использования в медицинской промышленности для сушки лекарственных препаратов и может использоваться в пищевой промышленности для выработки опытно-промышленных партий сублимированных продуктов мясных, растительных и молочных. Энергоподвод к объекту сушки - кондуктивный. Объекты сушки размещаются на смонтированных в рабочей камере полках. Полки выполнены из алюминиевого сплава, при этом каждая полка имеет два трубчатых змеевика. В одном из них циркулирует теплоноситель, а во втором - хладагент. The unit is intended for use in the medical industry for drying medicines and can be used in the food industry for the production of pilot batches of freeze-dried meat, vegetable and dairy products. The energy supply to the drying facility is conductive. Drying objects are placed on shelves mounted in the working chamber. The shelves are made of aluminum alloy, with each shelf having two tubular coils. The coolant circulates in one of them, and the refrigerant in the second.

Недостатками этой установки являются ее сложность, энергоемкость и нагрев объекта сушки снаружи, что увеличивает время сушки и ухудшает качество объекта сушки. The disadvantages of this installation are its complexity, energy consumption and heating of the drying object from the outside, which increases the drying time and degrades the quality of the drying object.

Известна вакуумно-электромагнитная сушилка древесины, которая может быть использована в пищевой промышленности - прототип изобретения (RU пат. 2133933, F 26 В 3/347, 5/04. Бюл. 21, 1999). Сушилка содержит сушильную камеру, генератор электромагнитной энергии, устройство ввода электромагнитной энергии, систему конденсации пара в вакуумный насос. Генератор электромагнитной энергии выполнен сверхвысокочастотным (СВЧ). Устройство ввода СВЧ-энергии выполнено в виде четного числа собранных в вертикальную панель прямоугольных волноводов с двумя рядами чередующихся продольных щелей на одной из широких стенок каждого волновода. Щели каждой пары смежных волноводов выполнены на противоположных стенках. Каждый ряд щелей на сетке каждого волновода выполнен с периодом p<λв и сдвинуты вдоль волновода друг относительно друга на шаг d<λв/2, где λв- длина волны в волноводе, а вся панель расположена вертикально посередине камеры на ее рабочей длине.Known vacuum-electromagnetic wood dryer, which can be used in the food industry - a prototype of the invention (RU Pat. 2133933, F 26 B 3/347, 5/04. Bull. 21, 1999). The dryer contains a drying chamber, an electromagnetic energy generator, an electromagnetic energy input device, a steam condensation system in a vacuum pump. The electromagnetic energy generator is made by microwave. The microwave energy input device is made in the form of an even number of rectangular waveguides assembled into a vertical panel with two rows of alternating longitudinal slots on one of the wide walls of each waveguide. The slots of each pair of adjacent waveguides are made on opposite walls. Each row of slots on the grid of each waveguide is made with a period p <λ in and shifted along the waveguide relative to each other by a step d <λ in / 2, where λ in is the wavelength in the waveguide, and the entire panel is located vertically in the middle of the chamber at its working length .

К недостаткам прототипа следует отнести сложность конструкции и неравномерность нагрева объекта сушки, так как нагрев ведется с одной стороны, а известно, что интенсивность СВЧ-поля в поглощающих средах спадает по экспоненциальному закону. The disadvantages of the prototype include the complexity of the design and the uneven heating of the drying object, since the heating is carried out on the one hand, and it is known that the microwave field intensity in absorbing media decreases exponentially.

Технический результат изобретения - улучшение качества высушенного продукта - объекта сушки за счет увеличения равномерности его нагрева при сублимировании, уменьшение времени сушки и энергии первичного источника, необходимых для достижения требуемой остаточной влажности продуктов, за счет их равномерного нагрева и увеличения площади испарения объекта сушки, а также упрощения конструкции установки. The technical result of the invention is improving the quality of the dried product - the drying object by increasing the uniformity of its heating during sublimation, reducing the drying time and the energy of the primary source necessary to achieve the required residual moisture of the products, due to their uniform heating and increasing the evaporation area of the drying object, as well simplify installation design.

Физические предпосылки изобретения
Известно, что водяной пар в продуктах перемещается от более влажных мест к местам более сухим (диффузия пара) и от мест более нагретых к местам более холодным (термодиффузия) в направлении отрицательного градиента влагосодержания (-▽U) и отрицательного температурного градиента (-▽T) [2] (стр.82). Следовательно, для ускорения процесса сушки установка должна обеспечивать наличие двух градиентов: ▽U и ▽T в направлении середины продукта, предназначенного для сушки. Это возможно только при подводе тепла изнутри материалов с помощью энергии электромагнитных волн СВЧ-диапазона. Кроме того, при любом способе сушки для ее ускорения за счет более интенсивного испарения влаги поверхность продукта сушки должна быть максимально возможной.
Physical background of the invention
It is known that water vapor in products moves from wetter places to drier places (steam diffusion) and from places warmer to cooler places (thermal diffusion) in the direction of a negative moisture content gradient (- ▽ U) and a negative temperature gradient (- ▽ T ) [2] (p. 82). Therefore, in order to accelerate the drying process, the installation must provide two gradients: ▽ U and ▽ T in the direction of the middle of the product intended for drying. This is possible only when heat is supplied from within the materials using the energy of electromagnetic waves in the microwave range. In addition, with any drying method, to accelerate it due to more intensive evaporation of moisture, the surface of the drying product should be as possible.

Для нагрева продукта СВЧ-энергией он должен быть размещен в виде слоя на диэлектрическом лотке. Для увеличения площади испарения по сравнению с известными конструкциями дно лотка должно иметь мелкие отверстия. Для уменьшения отражения СВЧ-энергии от торца лотка его торцы должны быть снабжены согласующими трансформаторами. To heat the product with microwave energy, it must be placed in the form of a layer on a dielectric tray. To increase the evaporation area in comparison with known designs, the bottom of the tray should have small holes. To reduce the reflection of microwave energy from the end of the tray, its ends should be equipped with matching transformers.

Известно, что преобразование электрической энергии первичного источника в тепловую с помощью теплоэлектрических нагревателей происходит с кпд 95%, половина из которой уходит на нагрев окружающих предметов. Также известно, что преобразование электрической энергии промышленной частоты в сверхвысокочастотную с помощью мощных СВЧ-генераторов - магнетронов происходит с кпд 50%. Преобразование СВЧ-энергии в тепловую происходит с кпд, близким к 100%, т.е. вся энергия идет на нагрев продуктов. Потому кпд использования электроэнергии первичного источника при тепловом и СВЧ-нагреве продуктов одинаков, но при сокращении времени сушки уменьшается расход электроэнергии первичного источника. It is known that the conversion of electrical energy from a primary source to heat using thermoelectric heaters occurs with an efficiency of 95%, half of which is spent on heating surrounding objects. It is also known that the conversion of industrial-frequency electric energy into microwave energy using powerful microwave generators - magnetrons occurs with an efficiency of 50%. The conversion of microwave energy into heat occurs with an efficiency close to 100%, i.e. all the energy goes to heat products. Therefore, the efficiency of using the energy of the primary source during thermal and microwave heating of products is the same, but with a reduction in drying time, the energy consumption of the primary source is reduced.

Теплоносителем при применении источников СВЧ-энергии является энергия электромагнитных волн, которые проникают внутрь объекта сушки и нагревают его по всему объему за счет электрических потерь в воде, которая находится в нем, что обеспечивает его быстрый нагрев. Однако необходимо иметь в виду, что поле электромагнитных волн СВЧ-диапазона вдоль линии распространения с потерями убывает по экспоненциальному закону, поэтому для равномерного нагрева объекта сушки его необходимо облучать встречно с двух сторон. В этом случае можно добиться суммарного СВЧ-поля одинаковой амплитуды вдоль всей сушильной камеры. В поперечном направлении СВЧ-поле спадает по закону cosEr2/E02 к боковым стенкам сушильной камеры (Er2- интенсивность СВЧ-поля вдоль радиуса сушильной камеры; E02 - интенсивность СВЧ-поля на оси сушильной камеры). Для обеспечения равномерного нагрева объекта сушки лоток для размещения объекта сушки должен быть выполнен в форме корыта с вогнутым дном, так чтобы слой объекта сушки уменьшался от оси камеры к боковым стенкам.The heat carrier when using microwave energy sources is the energy of electromagnetic waves that penetrate the inside of the drying object and heat it throughout the volume due to electrical losses in the water that is in it, which ensures its rapid heating. However, it must be borne in mind that the field of microwave electromagnetic waves along the propagation line decreases exponentially with losses, therefore, for uniform heating of the drying object, it must be irradiated counterclockwise from two sides. In this case, it is possible to achieve a total microwave field of the same amplitude along the entire drying chamber. In the transverse direction, the microwave field decreases according to the law cosE r 2 / E 0 2 to the side walls of the drying chamber (E r 2 is the microwave field intensity along the radius of the drying chamber; E 0 2 is the microwave field intensity on the axis of the drying chamber). To ensure uniform heating of the drying object, the tray for placing the drying object should be made in the form of a trough with a concave bottom, so that the layer of the drying object decreases from the axis of the chamber to the side walls.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что установка дня вакуумной сублимационной сушки содержит вакуумную сушильную камеру, СВЧ-генератор электромагнитной энергии, делитель мощности пополам, фазовращатель, два устройства ввода электромагнитной энергии в сушильную камеру, систему конденсации пара и вакуумный насос. Кроме того, она содержит по меньшей мере один диэлектрический лоток для размещения объекта сушки, а также по меньшей мере одну диэлектрическую полку для лотка с объектом сушки. The technical result of the invention is achieved due to the fact that the installation of the day of vacuum freeze drying contains a vacuum drying chamber, a microwave electromagnetic generator, a power divider in half, a phase shifter, two devices for introducing electromagnetic energy into the drying chamber, a steam condensation system and a vacuum pump. In addition, it contains at least one dielectric tray for accommodating the drying object, as well as at least one dielectric shelf for the tray with the drying object.

Сушильная камера выполнена из металла в форме полого цилиндра. The drying chamber is made of metal in the form of a hollow cylinder.

Устройства ввода электромагнитной энергии - антенны выполнены в виде оптимальных конических рупоров ([2], стр.221-226), которые соосно и герметично закреплены на торцах сушильной камеры. Антенны могут иметь или линейную, или круговую, или эллиптическую поляризации излучения. Плоскости поляризации антенн с линейной поляризацией могут лежать в плоскости лотка или ортогональны ей, или ортогональны между собой и произвольно ориентированы по отношению к плоскости лотка. Electromagnetic energy input devices - antennas are made in the form of optimal conical horns ([2], pp. 212-226), which are coaxially and hermetically fixed to the ends of the drying chamber. Antennas can have either linear, or circular, or elliptical polarization of radiation. The polarization planes of linearly polarized antennas can lie in the plane of the tray or are orthogonal to it, or are orthogonal to each other and are arbitrarily oriented with respect to the plane of the tray.

Выход СВЧ-генератора соединен со входом делителя мощности, а выходы делителя - один со входом одной антенны, а второй со входом фазовращателя, выход которого соединен со входом второй антенны. The output of the microwave generator is connected to the input of the power divider, and the outputs of the divider are one with the input of one antenna, and the second with the input of the phase shifter, the output of which is connected to the input of the second antenna.

Диэлектрический лоток выполнен из диэлектрика с малым тангенсом угла потерь и согласующими трансформаторами на его торцах, например, в виде четвертьволновых ступенек. Дно диэлектрического лотка выполнено либо плоским, либо вогнутым с мелкими отверстиями, расположенными в форме двумерной решетки. The dielectric tray is made of a dielectric with a small loss tangent and matching transformers at its ends, for example, in the form of quarter-wave steps. The bottom of the dielectric tray is either flat or concave with small holes located in the form of a two-dimensional lattice.

Диэлектрическая полка выполнена также из диэлектрика с малым тангенсом угла потерь и размещена внутри сушильной камеры горизонтально. The dielectric shelf is also made of a dielectric with a small loss tangent and is placed horizontally inside the drying chamber.

Отличительные признаки изобретения
Второе устройство ввода электромагнитной энергии и по меньшей мере один диэлектрический лоток для размещения объекта сушки, а также по меньшей мере одна диэлектрическая полка для лотка с объектом сушки, размещенная горизонтально внутри сушильной камеры. Устройства ввода электромагнитной энергии выполнены в виде антенн - конических рупоров, которые соосно и герметично закреплены на торцах сушильной камеры. Выход СВЧ-генератора соединен со входом делителя мощности, а выходы делителя мощности соединены - один со входом одной антенны, а второй - со входом фазовращателя, выход которого соединен со входом второй антенны.
Features of the invention
A second electromagnetic energy input device and at least one dielectric tray for accommodating the drying object, as well as at least one dielectric shelf for the tray with the drying object, placed horizontally inside the drying chamber. Electromagnetic energy input devices are made in the form of antennas - conical horns, which are coaxially and hermetically attached to the ends of the drying chamber. The output of the microwave generator is connected to the input of the power divider, and the outputs of the power divider are connected - one to the input of one antenna, and the second to the input of the phase shifter, the output of which is connected to the input of the second antenna.

Антенны выполнены в виде оптимальных конических рупоров с поляризациями излучения или линейной, или круговой, или эллиптической. Плоскости поляризации антенн с линейной поляризацией излучения лежат или в одной плоскости, которая ортогональна плоскости дна диэлектрического лотка или ортогональны между собой и произвольно ориентированы относительно плоскости дна диэлектрического лотка. Antennas are made in the form of optimal conical horns with polarizations of radiation either linear, or circular, or elliptical. The polarization planes of linearly polarized antennas are either in the same plane that is orthogonal to the plane of the bottom of the dielectric tray or are orthogonal to each other and are randomly oriented relative to the plane of the bottom of the dielectric tray.

Дно диэлектрического лотка выполнено либо плоским, либо вогнутым с мелкими отверстиями. The bottom of the dielectric tray is made either flat or concave with small holes.

Диэлектрический лоток и полка выполнены из диэлектрика с малым тангенсом угла потерь. The dielectric tray and shelf are made of dielectric with a small loss tangent.

Торцевые стенки диэлектрического лотка выполнены в виде согласующих трансформаторов, например, в виде четвертьволновых ступенек. The end walls of the dielectric tray are made in the form of matching transformers, for example, in the form of quarter-wave steps.

Описание графического материала
Устройство по изобретению и его работа поясняются графическими материалами.
Description of graphic material
The device according to the invention and its operation are illustrated in graphic materials.

На фиг.1 приведено поперечное сечение по А-А (фиг.2) сушильной камеры. Figure 1 shows a cross section along aa (figure 2) of the drying chamber.

На фиг.2 приведен продольный горизонтальный диаметральный разрез вакуумной камеры с лотком для объектов сушки, рупорными антеннами и адаптерами для запитки антенн. Figure 2 shows a longitudinal horizontal diametrical section of a vacuum chamber with a tray for drying objects, horn antennas and adapters for feeding antennas.

На фиг.3 приведен вид сверху на диэлектрический лоток с плоским дном для объектов сушки. Figure 3 shows a top view of a dielectric tray with a flat bottom for drying objects.

На фиг.4 - вид сверху на диэлектрический лоток с плоским дном для объектов сушки с мелкими отверстиями в его дне. Figure 4 is a top view of a dielectric tray with a flat bottom for drying objects with small holes in its bottom.

На фиг.5 - вид сверху на диэлектрический лоток с плоским дном для объектов сушки с согласующими трансформаторами на его торцах, выполненными в виде четвертьволновых ступенек. Figure 5 is a top view of a dielectric tray with a flat bottom for drying objects with matching transformers at its ends, made in the form of quarter-wave steps.

На фиг.6 приведена принципиальная электрическая схема соединения СВЧ-генератора, делителя мощности, фазовращателя и антенн. Figure 6 shows a circuit diagram of the connection of a microwave generator, power divider, phase shifter and antennas.

На фигурах введены обозначения:
1 - цилиндрический корпус вакуумной сушильной камеры;
2 - диэлектрический лоток для объектов сушки;
3 - полка для размещения лотка;
4 - устройство ввода СВЧ-энергии (коническая рупорная антенна);
5 - крышка сушильной камеры;
6 - адаптерный переход;
7 - СВЧ-генератор;
8 - фазовращатель;
9 - делитель мощности;
Описание устройств установки.
The following notation is introduced in the figures:
1 - a cylindrical body of a vacuum drying chamber;
2 - dielectric tray for drying objects;
3 - shelf for placing the tray;
4 - microwave energy input device (conical horn antenna);
5 - a cover of a drying chamber;
6 - adapter adapter;
7 - microwave generator;
8 - phase shifter;
9 - power divider;
Description of installation devices.

Корпус 1 (фиг.1 и 2) вакуумной камеры может быть выполнен из стали (Ст. 3) в форме полого цилиндра требуемого объема. The housing 1 (FIGS. 1 and 2) of the vacuum chamber can be made of steel (St. 3) in the form of a hollow cylinder of the required volume.

Лоток 2 (фиг.1-5) для объектов сушки должен быть выполнен из диэлектрика с малыми электрическими потерями, не вступающего в химическое взаимодействие с объектами сушки, например из тефлона. Лоток для увеличения равномерности нагрева объекта сушки может быть выполнен в форме корыта с вогнутым дном. Для увеличения площади испарения влаги из объектов сушки на дне лотка выполны мелкие отверстия в форме решетки (фиг.2 и 4). Торцы лотка могут быть выполнены в виде ступенек одинаковой ширины и высотой, равной 1/4 длины волны - λ СВЧ-поля в корпусе сушильной камеры. Такое выполнение лотка существенно уменьшает отражение от него СВЧ-энергии, а следовательно, при прочих равных условиях экономит электроэнергию первичного источника и увеличивает площадь, с которой происходит испарение водяного пара. Tray 2 (Fig.1-5) for drying objects should be made of dielectric with low electrical loss, not entering into chemical interaction with drying objects, for example, Teflon. The tray to increase the uniformity of heating of the drying object can be made in the form of a trough with a concave bottom. To increase the area of evaporation of moisture from the drying objects, small openings in the form of a grate are made at the bottom of the tray (FIGS. 2 and 4). The ends of the tray can be made in the form of steps of the same width and height equal to 1/4 of the wavelength - λ microwave field in the housing of the drying chamber. This embodiment of the tray significantly reduces the reflection of microwave energy from it, and therefore, ceteris paribus, saves the energy of the primary source and increases the area from which the vaporization of water vapor occurs.

Полка 3 (фиг. 1 и 2) для размещения лотка выполняется из диэлектрика с малыми электрическими потерями. Shelf 3 (Fig. 1 and 2) for placing the tray is made of a dielectric with low electrical losses.

Рупорные антенны 4 (фиг.2 и 7) могут быть выполнены из того же материала, что и корпус вакуумной камеры с посеребренными внутренними поверхностями. Антенны 4 одновременно служат торцевыми крышками 5 вакуумной камеры. Желательно рупорную антенну 4 выполнить оптимальной, т.е. с максимальным коэффициентом усиления при минимальном продольном размере, что увеличивает кпд использования СВЧ-энергии. The horn antennas 4 (FIGS. 2 and 7) can be made of the same material as the housing of the vacuum chamber with silver-plated internal surfaces. Antennas 4 simultaneously serve as end caps 5 of the vacuum chamber. It is desirable to perform the horn antenna 4 optimal, i.e. with a maximum gain with a minimum longitudinal size, which increases the efficiency of the use of microwave energy.

Адаптерный переход 6 (фиг.2) выполняется в виде заглушенного с одного торца отрезка волновода для основного типа волны прямоугольного или круглого поперечного сечения и служит для согласования выходного сопротивления кабеля, соединяющего СВЧ-генератор с антеннами, с входным сопротивлением рупорной антенны. Для увеличения пробивной мощности адаптерный переход 6 выполняется вакуумно-плотным. Adapter transition 6 (Fig. 2) is performed in the form of a section of a waveguide that is muffled from one end for the main wave type of a rectangular or circular cross section and serves to coordinate the output impedance of the cable connecting the microwave generator with the antennas with the input impedance of the horn antenna. To increase the breakdown power adapter adapter 6 is vacuum-tight.

В качестве СВЧ-генератора 7 (фиг.7) могут быть применены: магнетрон, клистрон или автогенератор на мощных транзисторах, выполненный по известным схемам с устройствами регулирования мощности, работающие в дециметровом диапазоне волн, например 12,2 см. As the microwave generator 7 (Fig.7) can be applied: magnetron, klystron or self-oscillator with powerful transistors, made according to known schemes with power control devices operating in the decimeter wavelength range, for example 12.2 cm

Для устранения стоячей волны в камере в одно плечо делителя мощности включен фазовращатель. Фазовращатель может быть выполнен поляризационным с автоматическим изменением фазы на 360o.To eliminate a standing wave in the chamber, a phase shifter is included in one arm of the power divider. The phase shifter can be polarized with an automatic phase change of 360 o .

В качестве делителя мощности может быть применен двойной Т-мост с заглушенным Е-плечом. A double T-bridge with a damped E-arm can be used as a power divider.

Кабель для запитки антенн 4 должен быть выполнен высокочастотным с малыми потерями, например, коаксиальным из наружной металлической трубы и с внутренним металлическим стержнем с воздушным заполнением и металлическими четвертьволновыми изоляторами. The cable for feeding the antennas 4 should be made high-frequency with low losses, for example, coaxial from the outer metal pipe and with an inner metal rod with air filling and metal quarter-wave insulators.

Для контроля за режимами сушки предусмотрены датчики температуры и давления (на фигурах не показаны). To control the drying conditions, temperature and pressure sensors are provided (not shown in the figures).

Описание работы установки на примере сушки мясного фарша. Description of the installation on the example of the drying of minced meat.

Приготавливают мясной фарш обычным способом, например с помощью мясорубки. Фарш укладывают в виде слоя в лоток 2. Лоток выполняют из тефлона с мелкими (диаметром 2 мм) отверстиями в его дне (фиг.2 и 4), а его торцевые стенки выполняют в виде четвертьволновых ступенек (фиг.5). Фарш замораживают в шоковой морозильной камере до температуры минус 25oС и помещают в сушильную вакуумную камеру 1 между двух соосных встречно направленных антенн 4 (фиг.2). В камере создают и поддерживают вакуум порядка 1 мм рт ст.(133 Па). Антенны 4 выполнены в виде оптимальных конических рупоров с линейной поляризацией излучения ортогональной плоскости дна лотка 2. Антенны 4 запитывают магнетроном 7 (фиг.7) мощностью 5 кВт дециметрового диапазона волн - 12,2 см (2450 МГц) через делитель мощности 9 (фиг.7), включенный фазовращатель 8, который автоматически изменяет разность фаз излучения антенн в 0 - 360o и тем самым устраняет в рабочей камере стоячую волну, и адаптеры 6 (фиг.2).Prepare minced meat in the usual way, for example using a meat grinder. Stuffing is placed as a layer in the tray 2. The tray is made of Teflon with small (2 mm in diameter) holes in its bottom (Figs. 2 and 4), and its end walls are made in the form of quarter-wave steps (Fig. 5). Stuffing is frozen in a shock freezer to a temperature of minus 25 o C and placed in a drying vacuum chamber 1 between two coaxial opposite directional antennas 4 (figure 2). A vacuum is created and maintained in the chamber in the order of 1 mm Hg (133 Pa). Antennas 4 are made in the form of optimal conical horns with linear polarization of radiation of the orthogonal plane of the bottom of the tray 2. Antennas 4 are powered by a magnetron 7 (Fig. 7) with a power of 5 kW decimeter wavelength range - 12.2 cm (2450 MHz) through a power divider 9 (Fig. 7), the included phase shifter 8, which automatically changes the phase difference of the radiation of the antennas from 0 to 360 o and thereby eliminates the standing wave in the working chamber, and adapters 6 (figure 2).

Производят нагрев мясного фарша СВЧ-полем путем включения СВЧ-генератора и откачку вакуумным насосом водяного пара, который выделяется из фарша. При откачке пара нагрев фарша СВЧ-энергией производят при постоянной температуре минус 25oС, которая регулируется с помощью изменения скважности анодного напряжения магнетрона, и продолжают нагрев до получения заданной конечной влажности фарша, которую определяют экспериментальным путем в процессе отладки режимов сушки.Produce the heating of minced meat with a microwave field by turning on the microwave generator and pumping out steam that is extracted from the minced meat with a vacuum pump. When steam is pumped out, the meat is heated by microwave energy at a constant temperature of minus 25 o C, which is controlled by changing the duty cycle of the anode voltage of the magnetron, and heating is continued until the specified final moisture content of the meat is obtained, which is determined experimentally in the process of debugging drying modes.

Источники информации
1. Г. В. Семенов, Г. И. Касьянов. Вакуумная сублимационная сушка М.: МГУПБ, г. Краснодар: КубГТУ, 2001.
Sources of information
1. G.V. Semenov, G.I. Kasyanov. Vacuum freeze-drying M .: MGUPB, Krasnodar: KubSTU, 2001.

2. A.3. Фрадин. Антенны сверхвысоких частот. М.: Сов. радио, 1957. 2. A.3. Fradin. Microwave Antennas. M .: Sov. radio, 1957.

Claims (6)

1. Установка вакуумной сублимационной сушки, содержащая вакуумную сушильную камеру, СВЧ-генератор электромагнитной энергии, устройство ввода электромагнитной энергии в сушильную камеру, систему конденсации пара и вакуумный насос, отличающаяся тем, что в нее введены второе устройство ввода электромагнитной энергии, делитель мощности, фазовращатель, по меньшей мере один диэлектрический лоток для размещения объекта сушки и по меньшей мере одна диэлектрическая полка для размещения лотка, которая размещена горизонтально внутри сушильной камеры, причем устройства ввода электромагнитной энергии выполнены в виде рупорных антенн, которые соосно и герметично закреплены на торцах сушильной камеры, кроме того выход СВЧ-генератора соединен со входом делителя мощности, а выходы делителя мощности соединены один со входом одной антенны, а второй - со входом фазовращателя, выход которого соединен со входом второй антенны. 1. Installation of vacuum freeze drying, containing a vacuum drying chamber, a microwave generator of electromagnetic energy, a device for introducing electromagnetic energy into a drying chamber, a steam condensation system and a vacuum pump, characterized in that a second electromagnetic energy input device, a power divider, a phase shifter are introduced into it at least one dielectric tray for accommodating the drying object and at least one dielectric shelf for hosting the tray, which is placed horizontally inside the dryer amers, and electromagnetic energy input devices are made in the form of horn antennas that are coaxially and hermetically fixed to the ends of the drying chamber, in addition, the output of the microwave generator is connected to the input of the power divider, and the outputs of the power divider are connected one to the input of one antenna, and the second to the input of the phase shifter, the output of which is connected to the input of the second antenna. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что антенны выполнены в виде оптимальных конических рупоров. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the antennas are made in the form of optimal conical horns. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что антенны выполнены или с линейной, или с круговой, или с эллиптической поляризациями излучения. 3. The installation according to claim 1, characterized in that the antennas are either linear, or circular, or with elliptical polarizations of the radiation. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что плоскости поляризации антенн с линейной поляризацией излучения лежат в одной плоскости, которая или параллельна, или ортогональна плоскости дна диэлектрического лотка. 4. Installation according to claim 1, characterized in that the plane of polarization of the antennas with linear polarization of radiation lie in the same plane, which is either parallel or orthogonal to the plane of the bottom of the dielectric tray. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что плоскости поляризации антенн с линейной поляризацией излучения ортогональны и произвольно ориентированы относительно плоскости дна диэлектрического лотка. 5. Installation according to claim 1, characterized in that the plane of polarization of the antennas with linear polarization of radiation is orthogonal and arbitrarily oriented relative to the plane of the bottom of the dielectric tray. 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что диэлектрический лоток выполнен в форме корыта с вогнутым дном и с мелкими отверстиями на дне. 6. Installation according to claim 1, characterized in that the dielectric tray is made in the form of a trough with a concave bottom and with small holes on the bottom.
RU2001124738/06A 2001-09-10 2001-09-10 Vacuum freeze drying unit RU2203459C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124738/06A RU2203459C1 (en) 2001-09-10 2001-09-10 Vacuum freeze drying unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124738/06A RU2203459C1 (en) 2001-09-10 2001-09-10 Vacuum freeze drying unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2203459C1 true RU2203459C1 (en) 2003-04-27

Family

ID=20253049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001124738/06A RU2203459C1 (en) 2001-09-10 2001-09-10 Vacuum freeze drying unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2203459C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9282594B2 (en) 2010-12-23 2016-03-08 Eastman Chemical Company Wood heater with enhanced microwave launching system
RU2580964C1 (en) * 2015-01-26 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства" (ФГБНУ ВНИИМЖ) Freeze-dryer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9282594B2 (en) 2010-12-23 2016-03-08 Eastman Chemical Company Wood heater with enhanced microwave launching system
US9456473B2 (en) 2010-12-23 2016-09-27 Eastman Chemical Company Dual vessel chemical modification and heating of wood with optional vapor
RU2580964C1 (en) * 2015-01-26 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства" (ФГБНУ ВНИИМЖ) Freeze-dryer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101495378B1 (en) Microwave heating device
KR101309251B1 (en) Electromagnetic Heating Device and Method thereof
US5977532A (en) Method and apparatus for using electromagnetic radiation to heat a dielectric material
RU2203459C1 (en) Vacuum freeze drying unit
US3366769A (en) High frequency heating apparatus
US10680335B2 (en) Resonant antenna for generating circularly-polarized signal with multiple modes
Durance et al. Microwave drying of pharmaceuticals
KR20210089679A (en) Freeze-drying apparatus and method
RU2203460C1 (en) Vacuum freeze drying unit
RU2203597C1 (en) Vacuum sublimation drying apparatus
RU2200921C1 (en) Method of sublimation drying
US11558936B2 (en) Microwave processing device
JP2021060153A (en) Sublimation device and sublimation method
CN114614769B (en) High-power radio frequency resonance generating device
Kalantari Microwave Technology in Freeze-Drying Process
US3242304A (en) High frequency heating apparatus
RU2133933C1 (en) Vacuum-electromagnetic wood drier
KR20230025792A (en) microwave processing unit
JP2808444B1 (en) Wood drying equipment
CN109417838B (en) Microwave feeding system
KR20160135868A (en) A waveguide of Dryer using the microwave
GB2615765A (en) Dual-frequency microwave antenna
CN110191530A (en) A kind of microwave radiation heating device
JPH0728714Y2 (en) Dielectric heating device
SK21797A3 (en) Method and device for changing the temperature of a discrete material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040911

NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060911