RU2727915C1 - Method for vegetal material preparation for drying and device for its implementation - Google Patents

Method for vegetal material preparation for drying and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2727915C1
RU2727915C1 RU2019137925A RU2019137925A RU2727915C1 RU 2727915 C1 RU2727915 C1 RU 2727915C1 RU 2019137925 A RU2019137925 A RU 2019137925A RU 2019137925 A RU2019137925 A RU 2019137925A RU 2727915 C1 RU2727915 C1 RU 2727915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
anode
nozzle
voltage
drying
Prior art date
Application number
RU2019137925A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Александрович Шорсткий
Original Assignee
Иван Александрович Шорсткий
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 Иван Александрович Шорсткий filed Critical Иван Александрович Шорсткий
Priority to RU2019137925A priority Critical patent/RU2727915C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2727915C1 publication Critical patent/RU2727915C1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/32—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with electric currents without heating effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Preparation Of Fruits And Vegetables (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: group of inventions relates to technologies for destruction of tissues of plant origin materials, in particular vegetables, fruits, medicinal herbs, biomass for preparation for drying process. Method of vegetal material preparation for drying, including treatment of material moved between anode 2 and cathode 3 units at electric spark voltage, consists in processing vegetal material 12, which is carried out in non-self-maintained gas discharge mode by high-voltage rectangular pulses simultaneously with thermionic emission. Electric field strength is 3×10–6×10V/m. During movement of material 12 cathode assembly 3 reciprocates perpendicular to direction of movement of plant material 12. Device for preparation of vegetal material 12 for drying contains facility for generation of high-voltage discharges 1 between anode 2 and cathode 3 units and means of transfer 4 of processed material 12, for example conveyor belt. Anode 2 and cathode 3 units are located one from the other, preferably at a distance providing occurrence of electric-spark discharge. At that, each of units 2 and 3 contains connected to each other nozzle 8 and head 9. Head 9 is made of two permanent magnets and is arranged in housing 10, and nozzle 8 of anode assembly 2 is saw-tooth. Besides, to casing 10 of head 9 of cathode assembly 3 installed with the possibility of displacement perpendicular to the direction of movement of material 12, a source of thermionic emission is made, which is made in the form of a heated spiral, and its nozzle is made in the form of a sphere.EFFECT: method and device provide higher efficiency of destruction of vegetal raw material tissues while maintaining operational characteristics of equipment for method implementation.2 cl, 3 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии разрушения тканей материалов растительного происхождения, в частности овощей, плодов, лекарственных трав, биомассы для подготовки к процессу сушки.The invention relates to a technology for the destruction of tissues of materials of plant origin, in particular vegetables, fruits, herbs, biomass for preparation for the drying process.

Известен способ сушки плодов и ягод с использованием электроплазмолиза, позволяющий интенсифицировать сушку плодов и ягод (Калафатов Э.Т., Дидович А.Н., Османов Э.Ш. /Влияние электроплазмолиза на процесс сушки плодов и ягод// Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2017. - №9 (172). - С. 71-79).There is a known method of drying fruits and berries using electroplasmolysis, which allows intensifying the drying of fruits and berries (Kalafatov E.T., Didovich A.N., Osmanov E.Sh. / Effect of electroplasmolysis on the drying process of fruits and berries // Bulletin of agricultural science of Taurida. - 2017. - No. 9 (172). - S. 71-79).

Известен способ, в котором растительный материал с целью подготовки к выходу или удалению внутриклеточной влаги подвергают электроимпульсной обработке высоковольтными импульсами с экспоненциальным срезом амплитудой 13 кВ; длительностью - 65 мкс; временем нарастания фронта импульса - 300 нс; временем среза импульса - 63 мкс, частотой следования импульсов 15 Гц; при значениях прикладываемого напряжения: U=2,5; 5,0; 7,5; 10,0 кВ и количестве воздействующих импульсов: m=50; 100; 500; 1000 шт. (Юдаев Ю.С., Кокурин Р.Г., Даус Ю.В. /Электроимпульсный плазмолиз растительного сырья: изучение процесса и его техническое обеспечение// Вестник РГАТУ. - 2018. - №3 (39), - с. 135-139).The known method, in which the plant material in order to prepare for the release or removal of intracellular moisture is subjected to electrical pulse processing by high-voltage pulses with an exponential cut with an amplitude of 13 kV; duration - 65 μs; rise time of the pulse front - 300 ns; pulse cutoff time - 63 μs, pulse repetition rate 15 Hz; at the values of the applied voltage: U = 2.5; 5.0; 7.5; 10.0 kV and the number of acting impulses: m = 50; one hundred; 500; 1000 pcs. (Yudaev Yu.S., Kokurin R.G., Daus Yu.V. / Electropulse plasmolysis of plant raw materials: study of the process and its technical support // Bulletin of RGATU. - 2018. - No. 3 (39), - p. 135- 139).

Этот способ требует прямого контакта электродов с обрабатываемым продуктом и требует применения мощного генератора импульсных электрических полей.This method requires direct contact of the electrodes with the processed product and requires the use of a powerful generator of pulsed electric fields.

Известен способ обработки растительных тканей импульсным электрическим полем для извлечения из них растительного вещества, в частности сока, в котором растительные ткани уплотняют для уменьшения остаточного пространства между растениями, не создавая при этом чрезмерного давления, при котором происходит выделение сока, а уплотненные растения подвергают воздействию импульсного электрического поля по меньшей мере в одной камере обработки, причем после обработки растительных тканей импульсным электрическим полем из камеры обработки отбирают первый сок (патент РФ №2613225, МПК A23L 2/50 (2006.01), A23N 1/02(2006.01)).There is a known method of processing plant tissues with a pulsed electric field to extract plant matter from them, in particular juice, in which plant tissues are compacted to reduce the residual space between plants, without creating excessive pressure, at which juice is released, and compacted plants are exposed to pulsed electric field in at least one processing chamber, and after processing plant tissues with a pulsed electric field, the first juice is taken from the processing chamber (RF patent No. 2613225, IPC A23L 2/50 (2006.01), A23N 1/02 (2006.01)).

Для осуществления способа необходим прямой контакт электродов с обрабатываемым продуктом, что снижает эксплуатационные характеристики технических средств для реализации способа, из-за высокой эрозии электродов и требуется применение мощного высоковольтного генератора.To implement the method, direct contact of the electrodes with the processed product is required, which reduces the performance characteristics of the technical means for implementing the method, due to the high erosion of the electrodes and requires the use of a powerful high-voltage generator.

Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому способу является способ подготовки плодов и винограда к сушке, включающий электроискровую обработку при непосредственном контакте продукта с электродами (а.с. СССР №1091896, МПК (3) А23В 7/02, A23L 3/32, 1984). Электроискровую обработку проводят при напряжении между электродами 5,0-6,5 кВ, а после нее осуществляют дополнительную обработку в межискровом промежутке при напряжении 10-32 кВ. При дополнительной обработке продукт располагают на расстоянии от электродов 2-4 мм.The closest analogue - a prototype to the claimed method is a method of preparing fruits and grapes for drying, including electric spark treatment with direct contact of the product with electrodes (USSR inventor's certificate No. 1091896, IPC (3) А23В 7/02, A23L 3/32, 1984 ). Electrospark treatment is carried out at a voltage between the electrodes of 5.0-6.5 kV, and after it, additional processing is carried out in the interspark gap at a voltage of 10-32 kV. In additional processing, the product is placed at a distance of 2-4 mm from the electrodes.

Способ является двухстадийным и требует двух различных высоковольтных генераторов для подготовки плодов винограда к сушке. В данном способе процесс разрушения растительных тканей происходит на первом этапе при непосредственном контакте продукта с электродами, что снижает эксплуатационные характеристики технических средств для реализации способа, вследствие высокой эрозии электродов.The method is two-stage and requires two different high-voltage generators to prepare the grapes for drying. In this method, the process of destruction of plant tissues occurs at the first stage with direct contact of the product with the electrodes, which reduces the performance characteristics of the technical means for implementing the method, due to the high erosion of the electrodes.

Известно устройство, содержащее выполненный из изоляционного материала корпус, состоящий из двух половин, в котором расположены выполненные из токопроводящего материала верхний и нижний электроды (патент РФ №2157649 МПК A23L 3/32 (2000.01), C02F 1/48 (2000.01)). Между этими электродами размещен промежуточный электрод, имеющий сквозное отверстие в центральной его части. Нижний и верхний электроды имеют отверстия для ввода и вывода из камеры обрабатываемого продукта. К промежуточному электроду подключен высоковольтный вывод генератора импульсов высокого напряжения, а к нижнему и верхнему электродам подключен заземленный вывод генератора. Жидкий продукт через отверстия в нижнем электроде вводится в камеру, потом через отверстие в промежуточном электроде поступает в пространство между промежуточным и верхним электродами и через отверстия в верхнем электроде выводится из камеры. Одновременно с подачей продукта в камеру от генератора на промежуточный, нижний и верхний электроды поступают импульсы высокого напряжения. Эти импульсы преобразуются в импульсы электрического поля высокой напряженности и тока, которые воздействуют на электрообрабатываемый продукт.A device is known that contains a housing made of an insulating material, consisting of two halves, in which the upper and lower electrodes made of conductive material are located (RF patent No. 2157649 IPC A23L 3/32 (2000.01), C02F 1/48 (2000.01)). An intermediate electrode with a through hole in its central part is placed between these electrodes. The lower and upper electrodes have holes for entering and exiting the processed product from the chamber. The high voltage output of the high voltage pulse generator is connected to the intermediate electrode, and the grounded output of the generator is connected to the lower and upper electrodes. The liquid product is introduced through the holes in the lower electrode into the chamber, then through the hole in the intermediate electrode it enters the space between the intermediate and upper electrodes and through the holes in the upper electrode is removed from the chamber. Simultaneously with the supply of the product to the chamber, high voltage pulses are transmitted from the generator to the intermediate, lower and upper electrodes. These pulses are converted into pulses of an electric field of high intensity and current, which affect the product being processed.

Недостатком указанного технического решения является непосредственный контакт электродов с обрабатываемым продуктом, что приводит к снижению эксплуатационных характеристик.The disadvantage of this technical solution is the direct contact of the electrodes with the processed product, which leads to a decrease in performance.

Известно устройство для разрушения клеточных структур растительных тканей, содержащее рабочую камеру, в которую встроена система электродов и сетчатая перегородка для размещения на ней измельчаемых материалов, внутренние прямолинейные, равные по длине поверхности рабочей камеры снабжены системой электродов, выполненных в виде гребенок, причем отдельные вершины гребенок электроизолированы друг от друга вставками из неэлектропроводного материала, который установлен на внутренние поверхности рабочей камеры и имеет каналы для соединения гребенок с источником электроэнергии, а перегородка сетчатая, диаметр отверстий 1,2 мм установлена на днище рабочей камеры, для отделения частиц зерна заданных размеров и задержки более крупных частиц в зоне максимального электрогидравлического воздействия для дальнейшего измельчения (патент РФ №177400, МПК В02С 19/18 (2006.01), В02С 23/00 (2006.01)).Known device for destruction of cellular structures of plant tissues, containing a working chamber, which is built in a system of electrodes and a mesh partition for placing on it the materials to be crushed, internal rectilinear, equal in length to the surface of the working chamber are equipped with a system of electrodes made in the form of combs, and individual tops of the combs electrically insulated from each other by inserts made of non-conductive material, which is installed on the inner surfaces of the working chamber and has channels for connecting the combs to the power source, and the partition is mesh, the diameter of the holes is 1.2 mm is installed on the bottom of the working chamber, to separate grain particles of specified sizes and delay larger particles in the zone of maximum electrohydraulic impact for further grinding (RF patent No. 177400, IPC В02С 19/18 (2006.01), В02С 23/00 (2006.01)).

Недостатком указанного устройства является непосредственный контакт электродов с обрабатываемым продуктом, что приводит к снижению его эксплуатационных характеристик.The disadvantage of this device is the direct contact of the electrodes with the processed product, which leads to a decrease in its performance.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является устройство, применяемое для реализации способа дробления и/или предварительного ослабления материала с помощью высоковольтных разрядов и содержащее:The closest analogue to the claimed device is a device used to implement the method of crushing and / or preliminary weakening of the material using high-voltage discharges and containing:

a) зону обработки между по меньшей мере двумя электродами, расположенными на расстоянии один от другого,a) the treatment area between at least two electrodes located at a distance from one another,

b) средства направления материала соответственно для дробления или предварительного ослабления через зону обработки, иb) means for guiding the material, respectively, for crushing or pre-weakening through the treatment zone, and

c) средство генерации высоковольтных разрядов между указанными по меньшей мере двумя электродами во время направления материала соответственно для дробления или предварительного ослабления через зону обработки с целью дробления и/или предварительного ослабления материала, при этом средство генерации высоковольтных разрядов между указанными по меньшей мере двумя электродами выполнено с возможностью запланированного инициирования единичных высоковольтных разрядов или единичных последовательностей из множества высоковольтных разрядов (патент РФ №2621589, МПК В02С 19/18 (2006.01)).c) means for generating high-voltage discharges between said at least two electrodes during the direction of the material, respectively, for crushing or preliminary weakening through the processing zone for the purpose of crushing and / or preliminary weakening of the material, while the means for generating high-voltage discharges between said at least two electrodes is made with the possibility of the planned initiation of single high-voltage discharges or single sequences from a variety of high-voltage discharges (RF patent No. 2621589, IPC В02С 19/18 (2006.01)).

Недостатком указанного устройства является непосредственный контакт электродов с обрабатываемым продуктом, что приводит к снижению эксплуатационных характеристик.The disadvantage of this device is the direct contact of the electrodes with the processed product, which leads to a decrease in performance.

Изобретение направлено на разработку бесконтактного способа обработки растительного сырья для подготовки к процессу сушки.The invention is directed to the development of a contactless method of processing plant raw materials for preparation for the drying process.

Технический результат - повышение эффективности процесса разрушения тканей растительного сырья при сохранении эксплуатационных характеристик оборудования для осуществления способа.The technical result is an increase in the efficiency of the process of destruction of tissues of plant raw materials while maintaining the operational characteristics of the equipment for implementing the method.

Указанный технический результат достигается использованием способа подготовки растительного материала к сушке, включающим обработку материала, перемещаемого между анодным и катодным узлами при электроискровом напряжении. Обработку растительного материала проводят в режиме несамостоятельного газового разряда высоковольтными прямоугольными импульсами одновременно с термоэлектронной эмиссией при напряженности электрического поля 3×105 - 6×105 В/м, при этом во время перемещения материала катодный узел совершает возвратно-поступательные движения перпендикулярно направлению движения растительного материала. Для реализации способа используют устройство для подготовки растительного материала к сушке, включающее средство генерации высоковольтных разрядов между анодным и катодным узлами, расположенными один от другого предпочтительно на расстоянии, обеспечивающем возникновение электроискрового разряда, и средство перемещения обрабатываемого материала, например, транспортерной ленты. Каждый из узлов содержат соединенные друг с другом насадку и головку, выполненную из двух постоянных магнитов, размещенную в корпусе. Насадка анодного узла выполнена пилообразной. К корпусу головки катодного узла, установленного с возможностью перемещения перпендикулярно направлению движения материала, прикреплен источник термоэлектронной эмиссии, выполненный в виде нагреваемой спирали. Насадка катодного узла выполнена в форме сферы.The specified technical result is achieved by using a method for preparing plant material for drying, including the processing of material moved between the anode and cathode units at electric spark voltage. The processing of plant material is carried out in the mode of a non-self-sustaining gas discharge with high-voltage rectangular pulses simultaneously with thermionic emission at an electric field strength of 3 × 10 5 - 6 × 10 5 V / m, while during the movement of the material, the cathode unit reciprocates perpendicular to the direction of movement of the plant material. To implement the method, a device is used for preparing plant material for drying, including a means for generating high-voltage discharges between the anode and cathode units located one from another, preferably at a distance that ensures the occurrence of an electric spark discharge, and a means for moving the processed material, for example, a conveyor belt. Each of the units contains a nozzle connected to each other and a head made of two permanent magnets, located in the housing. The nozzle of the anode assembly is sawtooth. A source of thermionic emission, made in the form of a heated spiral, is attached to the head body of the cathode assembly, mounted with the ability to move perpendicular to the direction of movement of the material. The nozzle of the cathode assembly is made in the form of a sphere.

Наличие термоэлектронной эмиссии в импульсном электрическом поле от высоковольтного генератора при напряженности электрического поля 3×105 - 6×105 В/м, позволяет между электродными узлами формировать несамостоятельный газовый разряд, который является основным фактором разрушения тканей растительных материалов.The presence of thermionic emission in a pulsed electric field from a high-voltage generator at an electric field strength of 3 × 10 5 - 6 × 10 5 V / m makes it possible to form a non-self-sustained gas discharge between the electrode nodes, which is the main factor in the destruction of tissues of plant materials.

Экспериментально установлено, что при напряженности электрического поля менее 3×105 В/м несамостоятельный газовый разряд не формируется.It was found experimentally that at an electric field strength of less than 3 × 10 5 V / m, a non-self-sustaining gas discharge is not formed.

При значениях напряженности электрического поля более 6×105 В/м в нормальных условиях внешней среды и наличии растительного материала между электродными узлами формируется самостоятельный газовый разряд, который характеризуется резким скачком величины тока, неуправляемостью процесса обработки и высокой температурой.When the electric field strength is more than 6 × 10 5 V / m under normal environmental conditions and the presence of plant material between the electrode nodes, an independent gas discharge is formed, which is characterized by a sharp jump in the current value, uncontrollable processing and high temperature.

Предлагаемый способ позволяет предотвратить рост температуры обрабатываемого материала от высоковольтного разряда вследствие возникновения Джоулева тепла, что обеспечивает применение менее мощного высоковольтного генератора.The proposed method makes it possible to prevent an increase in the temperature of the processed material from a high-voltage discharge due to the appearance of Joule heat, which ensures the use of a less powerful high-voltage generator.

Наличие термоэлектронной эмиссии в импульсном электрическом поле совместно с высоковольтными прямоугольными импульсами позволяет проводить бесконтактный процесс обработки растительного материала несамостоятельным газовым разрядом в воздушной среде, не допуская прямого контакта растительного материала с электродными узлами, что снижает их эрозию и механическое истирание. Источник термоэлектронной эмиссии выполнен в виде нагреваемой спирали.The presence of thermionic emission in a pulsed electric field together with high-voltage rectangular pulses makes it possible to carry out a non-contact process of processing plant material with a non-self-sustaining gas discharge in the air, preventing direct contact of plant material with electrode nodes, which reduces their erosion and mechanical abrasion. The source of thermionic emission is made in the form of a heated coil.

Для увеличения площади обработки растительных материалов насадка анодного узла выполнена пилообразной, а насадка катодного узла выполнена в форме сферы.To increase the processing area of plant materials, the nozzle of the anode unit is made sawtooth, and the nozzle of the cathode unit is made in the form of a sphere.

Форма насадки, выполненная в виде сферы, обеспечивает равномерное по всей ее рабочей поверхности распределение разряда, а также - стабильность возникновения разряда и является наиболее предпочтительной.The shape of the nozzle, made in the form of a sphere, provides a uniform distribution of the discharge over its entire working surface, as well as the stability of the discharge, and is most preferable.

Выполнение насадки анодного электродного узла пилообразной формы, например, в виде планки с нарезанными на ней зубьями, позволяет повысить эффективность процесса разрушения тканей растительного сырья за счет формирования системы электродов «точка-острие», увеличивая при этом количество разрушенных тканей.The implementation of the nozzle of the anode electrode assembly in a sawtooth shape, for example, in the form of a bar with teeth cut on it, makes it possible to increase the efficiency of the process of destruction of plant tissues due to the formation of a point-to-point electrode system, while increasing the number of destroyed tissues.

Использование средства перемещения, например, транспортерной ленты, выполненной в виде сетки из диэлектрического материала, позволяет несамостоятельному газовому разряду беспрепятственно проходить через обрабатываемый материал.The use of a means of movement, for example, a conveyor belt made in the form of a grid made of a dielectric material, allows a non-self-sustaining gas discharge to pass unimpeded through the material being processed.

Установление катодного заземленного электродного узла с возможностью перемещения перпендикулярно направлению движения материала позволяет осуществляться обработку всей площади поверхности растительного материала несамостоятельным газовым разрядом, что повышает эффективность процесса разрушения тканей растительного материала.The installation of a cathode grounded electrode assembly with the ability to move perpendicular to the direction of movement of the material allows the entire surface area of the plant material to be processed by a non-self-sustaining gas discharge, which increases the efficiency of the process of destruction of plant material tissues.

При испытаниях использовался функциональный генератор импульсов Agilent 33220А совместно с прецизионным усилителем Matsusada AMPS 20В20 со значением максимальной амплитуды выходного напряжения 20 кВ. От усилителя Matsusada AMPS 20В20 на анодный узел подают серию прямоугольных импульсов длительностью 30 мкс и амплитудой 12 кВ в количестве 18000 штук (частота 300 Гц).During the tests, an Agilent 33220A functional pulse generator was used in conjunction with a Matsusada AMPS 20V20 precision amplifier with a maximum output voltage amplitude of 20 kV. From the Matsusada AMPS 20V20 amplifier, a series of rectangular pulses with a duration of 30 μs and an amplitude of 12 kV in the amount of 18,000 pieces (frequency 300 Hz) are fed to the anode assembly.

На фигуре 1 схематично представлен общий вид устройства для подготовки растительного материала к сушке в соответствии с заявляемым изобретением, на фигуре 2 - разрез по А-А этого устройства.Figure 1 schematically shows a general view of a device for preparing plant material for drying in accordance with the claimed invention, figure 2 is a section along AA of this device.

Устройство для подготовки растительного материала к сушке состоит из средства генерации высоковольтных разрядов 1, анодного 2 и катодного 3 узлов и средства перемещения 4, например, транспортерной ленты. При этом анодный узел 2 содержит насадку 5 и выполненную из двух постоянных магнитов головку 6, соединенную с насадкой 5 и размещенную в корпусе 7. Катодный узел 3 содержит насадку 8 и выполненную из двух постоянных магнитов головку 9, соединенную с насадкой 8 и размещенную в корпусе 10. Источник термоэлектронной эмиссии 11, выполнен в виде нагреваемой спирали и прикреплен к корпусу 10. При этом катодный узел 3 установлен с возможностью перемещения перпендикулярно относительно направления движения растительного материала 12, расположенного на средстве перемещения 4.The device for preparing plant material for drying consists of a means for generating high-voltage discharges 1, anode 2 and cathode 3 nodes and a means for moving 4, for example, a conveyor belt. In this case, the anode unit 2 contains a nozzle 5 and a head 6 made of two permanent magnets, connected to the nozzle 5 and placed in the housing 7. The cathode unit 3 contains a nozzle 8 and a head 9 made of two permanent magnets, connected to the nozzle 8 and placed in the housing 10. The source of thermionic emission 11 is made in the form of a heated spiral and is attached to the housing 10. The cathode assembly 3 is mounted so as to move perpendicularly relative to the direction of movement of the plant material 12 located on the transport means 4.

Пример 1.Example 1.

Растительный материал 12 - картофель общей массой 1 кг нарезают на диски толщиной 5-6 мм и размещают на средстве перемещения 4, для его подачи в зону обработки между горизонтально расположенными электродными узлами 2, 3 на расстоянии 24 мм друг относительно друга.Plant material 12 - potatoes with a total weight of 1 kg are cut into disks 5-6 mm thick and placed on the transport means 4 for feeding it into the processing zone between horizontally located electrode nodes 2, 3 at a distance of 24 mm relative to each other.

Включают средство генерации высоковольтных разрядов 1 и источник термоэлектронной эмиссии 11. С помощью термоэлектронной эмиссии совместно с высоковольтными прямоугольными импульсами в зоне обработки между электродными узлами 2, 3 во время перемещения материала 12 через зону обработки формируют несамостоятельный газовый разряд при напряженности электрического поля 5×105 В/м. При этом несамостоятельный газовый разряд от средства генерации высоковольтных разрядов 1 проходит через головку 6, расположенную в корпусе 7, и насадку 5, далее проходит через материал 12, насадку 8 и головку 9, установленную в корпусе 10, и заземляется. При этом заземленный электродный узел 3 совершает возвратно-поступательные движения перпендикулярно направлению движения материала 12 на средстве перемещения 4. В результате воздействия несамостоятельного газового разряда разрушаются ткани растительного материала 12.Include a means for generating high-voltage discharges 1 and a source of thermionic emission 11. Using thermionic emission together with high-voltage rectangular pulses in the processing zone between the electrode nodes 2, 3 during the movement of material 12 through the processing zone, a non-self-sustaining gas discharge is formed at an electric field strength of 5 × 10 5 V / m. In this case, a non-self-sustaining gas discharge from the means for generating high-voltage discharges 1 passes through the head 6 located in the housing 7 and the nozzle 5, then passes through the material 12, the nozzle 8 and the head 9 installed in the housing 10, and is grounded. In this case, the grounded electrode assembly 3 reciprocates perpendicularly to the direction of movement of the material 12 on the means of movement 4. As a result of the influence of the non-self-sustaining gas discharge, the tissues of the plant material 12 are destroyed.

Обработанный таким образом картофель при начальном содержании влажности 85% сушится впоследствии на 20-30% быстрее до достижения влажности 20%, чем необработанный при тех же условиях сушки.Potatoes treated in this way with an initial moisture content of 85% are subsequently dried 20-30% faster to reach a moisture content of 20% than untreated ones under the same drying conditions.

Пример 2.Example 2.

Растительный материал 12 - репчатый лук общей массой 1 кг нарезают на диски толщиной 6-8 мм и размещают на средстве перемещения 4, для его подачи в зону обработки между горизонтально расположенными электродными узлами 2, 3 на расстоянии 40 мм друг относительно друга.Plant material 12 - onions with a total weight of 1 kg is cut into disks 6-8 mm thick and placed on the transport means 4 for feeding it into the processing zone between horizontally located electrode nodes 2, 3 at a distance of 40 mm relative to each other.

Включают средство генерации высоковольтных разрядов 1 и источник термоэлектронной эмиссии 11. С помощью термоэлектронной эмиссии совместно с высоковольтными прямоугольными импульсами в зоне обработки между электродными узлами 2,3 во время перемещения материала 12 через зону обработки формируют несамостоятельный газовый разряд при напряженности электрического поля 3×105 В/м. При этом несамостоятельный газовый разряд от средства генерации высоковольтных разрядов 1 проходит через головку 6, расположенную в корпусе 7, и насадку 5, далее проходит через материал 12, насадку 8 и головку 9, установленную в корпусе 10, и заземляется. При этом заземленный электродный узел 3 совершает возвратно-поступательные движения перпендикулярно направлению движения материала 12 на средстве перемещения 4. В результате воздействия несамостоятельного газового разряда разрушаются ткани растительного материала 12.A means for generating high-voltage discharges 1 and a source of thermionic emission 11 are included. With the help of thermionic emission together with high-voltage rectangular pulses in the processing zone between the electrode nodes 2, 3 during the movement of material 12 through the processing zone, a non-self-sustaining gas discharge is formed at an electric field strength of 3 × 10 5 V / m. In this case, a non-self-sustaining gas discharge from the means for generating high-voltage discharges 1 passes through the head 6 located in the housing 7 and the nozzle 5, then passes through the material 12, the nozzle 8 and the head 9 installed in the housing 10, and is grounded. In this case, the grounded electrode assembly 3 reciprocates perpendicularly to the direction of movement of the material 12 on the means of movement 4. As a result of the influence of the non-self-sustaining gas discharge, the tissues of the plant material 12 are destroyed.

Обработанный таким образом репчатый лук при начальном содержании влажности 80% сушится впоследствии на 30-40% быстрее до достижения влажности 20%, чем необработанный при тех же условиях сушки.Onions treated in this way at an initial moisture content of 80% are subsequently dried 30-40% faster until a moisture content of 20% is reached than untreated ones under the same drying conditions.

Пример 3.Example 3.

Растительный материал 12 - яблоки сорта «Гренни Смит» общей массой 1 кг нарезают на диски толщиной 5-6 мм и размещают на средстве перемещения 4 для его подачи в зону обработки между горизонтально расположенными электродными узлами 2, 3 на расстоянии 20 мм друг относительно друга.Plant material 12 - apples of the "Granny Smith" variety with a total weight of 1 kg are cut into discs 5-6 mm thick and placed on the transfer device 4 for feeding it into the processing zone between horizontally located electrode nodes 2, 3 at a distance of 20 mm relative to each other.

При этом заземленный электродный узел 3 совершает возвратно-поступательные движения перпендикулярно направлению движения материала 12 на средстве перемещения 4. В результате воздействия несамостоятельного газового разряда разрушаются ткани растительного материала 12.In this case, the grounded electrode assembly 3 reciprocates perpendicularly to the direction of movement of the material 12 on the means of movement 4. As a result of the action of the non-self-sustaining gas discharge, the tissues of the plant material 12 are destroyed.

Обработанные таким образом яблоки сорта «Гренни Смит» при начальном содержании влажности 80% сушатся впоследствии на 20-30% быстрее до достижения влажности 20%, чем необработанные при тех же условиях сушки.Granny Smith apples treated in this way at an initial moisture content of 80% are subsequently dried 20-30% faster to reach a moisture content of 20% than untreated apples under the same drying conditions.

Заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность процесса разрушения тканей растительного сырья, подготавливаемого к сушке, что в последствие приводит к сокращению времени сушки, кроме этого за счет разработанного бесконтактного способа подготовки к сушке эксплуатационные характеристики оборудования сохраняются.The claimed invention makes it possible to increase the efficiency of the process of destruction of tissues of plant materials prepared for drying, which subsequently leads to a reduction in drying time, in addition, due to the developed non-contact method of preparation for drying, the operational characteristics of the equipment are preserved.

Проведенные патентно-информационные исследования показали, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения в доступных источниках информации не выявлена.The conducted patent information research showed that the set of essential features of the claimed invention has not been identified in the available information sources.

Таким образом, заявляемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем, промышленно применимо и, следовательно, соответствует условиям патентоспособности изобретения.Thus, the claimed technical solution is new, has an inventive step, is industrially applicable and, therefore, meets the conditions of patentability of the invention.

Claims (2)

1. Способ подготовки растительного материала к сушке, включающий обработку материала, перемещаемого между анодным и катодным узлами при электроискровом напряжении, отличающийся тем, что обработку растительного материала проводят в режиме несамостоятельного газового разряда высоковольтными прямоугольными импульсами одновременно с термоэлектронной эмиссией при напряженности электрического поля 3х105- 6х105 В/м, при этом во время перемещения материала катодный узел совершает возвратно-поступательные движения перпендикулярно направлению движения растительного материала.1. A method of preparing plant material for drying, including the processing of material moved between the anode and cathode nodes at electric spark voltage, characterized in that the processing of plant material is carried out in the mode of non-self-sustained gas discharge with high-voltage rectangular pulses simultaneously with thermionic emission at an electric field strength of 3x10 5 - 6x10 5 V / m, while during the movement of the material, the cathode assembly makes reciprocating movements perpendicular to the direction of movement of the plant material. 2. Устройство для подготовки растительного материала к сушке по способу в п. 1, включающее средство генерации высоковольтных разрядов между анодным и катодным узлами, расположенными один от другого предпочтительно на расстоянии, обеспечивающем возникновение электроискрового разряда, и средство перемещения обрабатываемого материала, например транспортерной ленты, отличающийся тем, что каждый из узлов содержит соединенные друг с другом насадку и головку, выполненную из двух постоянных магнитов, размещенную в корпусе, при этом насадка анодного узла выполнена пилообразной, к корпусу головки катодного узла, установленного с возможностью перемещения перпендикулярно направлению движения материала, прикреплен источник термоэлектронной эмиссии, выполненный в виде нагреваемой спирали, а его насадка выполнена в форме сферы.2. A device for preparing plant material for drying according to the method in claim 1, comprising means for generating high-voltage discharges between the anode and cathode units, located preferably at a distance from one another, ensuring the occurrence of an electric spark discharge, and means for moving the material to be processed, for example, a conveyor belt, characterized in that each of the nodes contains a nozzle connected to each other and a head made of two permanent magnets, placed in the housing, while the nozzle of the anode unit is made sawtooth, to the head body of the cathode unit installed with the ability to move perpendicular to the direction of movement of the material is attached a source of thermionic emission made in the form of a heated spiral, and its nozzle is made in the form of a sphere.
RU2019137925A 2019-11-22 2019-11-22 Method for vegetal material preparation for drying and device for its implementation RU2727915C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137925A RU2727915C1 (en) 2019-11-22 2019-11-22 Method for vegetal material preparation for drying and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137925A RU2727915C1 (en) 2019-11-22 2019-11-22 Method for vegetal material preparation for drying and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727915C1 true RU2727915C1 (en) 2020-07-24

Family

ID=71741450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137925A RU2727915C1 (en) 2019-11-22 2019-11-22 Method for vegetal material preparation for drying and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727915C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1091896A1 (en) * 1982-09-22 1984-05-15 Ташкентский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Ирригации И Механизации Сельского Хозяйства Method of preparing fruit and grape for drying
SU1614785A1 (en) * 1988-07-11 1990-12-23 Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства Device for preparing vegetable raw materials for drying
DE10302867B3 (en) * 2003-01-25 2004-04-08 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Computer-assisted process guidance method for arc discharge fragmentation plant, using comparison of electrical operating parameters with required values
RU2621589C1 (en) * 2013-10-25 2017-06-06 Зельфраг Аг Method of crushing and / or preliminary weakening of material by high voltage discharges

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1091896A1 (en) * 1982-09-22 1984-05-15 Ташкентский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Ирригации И Механизации Сельского Хозяйства Method of preparing fruit and grape for drying
SU1614785A1 (en) * 1988-07-11 1990-12-23 Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства Device for preparing vegetable raw materials for drying
DE10302867B3 (en) * 2003-01-25 2004-04-08 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Computer-assisted process guidance method for arc discharge fragmentation plant, using comparison of electrical operating parameters with required values
RU2621589C1 (en) * 2013-10-25 2017-06-06 Зельфраг Аг Method of crushing and / or preliminary weakening of material by high voltage discharges

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Boussetta et al. Extraction of valuable biocompounds assisted by high voltage electrical discharges: A review
MD3613C2 (en) Method and reactor for non-thermal decomposition and pasteurization of organic materials by electroporation
RU2727915C1 (en) Method for vegetal material preparation for drying and device for its implementation
JP6419078B2 (en) Ion implantation apparatus having a plurality of plasma source parts
GB2421203A (en) Aggregate breakdown by high voltage electrical pulses
Poojary et al. Application of pulsed electric field treatment for food waste recovery operations
PL199833B1 (en) Electroporation reactor for continuously processing products in the form of pieces
Gandhare et al. A new approach of electric field adoption for germination improvement
CN207706501U (en) Atmospheric low-temperature plasma handles seed device
US2661784A (en) Method and apparatus for
DE102010052723B4 (en) Method and device for preparing or processing process material, in particular biological process material
JP2009247941A (en) Shock wave treatment method and treatment apparatus
RU2497225C2 (en) Generator of high-frequency emission based on discharge with hollow cathode
RU2495578C2 (en) Method and device for separation of frozen fish brick into carcasses without defrosting
RU2076555C1 (en) Apparatus for plasma treatment of plant seeds
Korzhenevsky et al. Selection of electrohydraulic grinding parameters for quartz ore
JP6418649B2 (en) Reactor device for electroporation
RU2802344C1 (en) Installation for selective disintegration of solid materials
RU2806425C1 (en) Installation for selective disintegration of materials
Pavlenko et al. Pressure waves generated by a nanosecond electric explosion of a tungsten wire in water
RU2490888C1 (en) Method and device for destruction of weed plants
RU2109429C1 (en) Presowing seed treatment method
RU2020139529A (en) METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING EXTRACT FROM VARIOUS TYPES OF PLANT RAW MATERIAL BY EXPOSURE TO PULSED ELECTRIC DISCHARGE
CN113301998B (en) Device for applying force to particles by means of electric pulses
RU121683U1 (en) CONVEYOR TYPE DRYING FURNACE