RU2787383C1 - Modular continuous-flow microwave unit for heat treatment of raw materials - Google Patents

Modular continuous-flow microwave unit for heat treatment of raw materials Download PDF

Info

Publication number
RU2787383C1
RU2787383C1 RU2022110407A RU2022110407A RU2787383C1 RU 2787383 C1 RU2787383 C1 RU 2787383C1 RU 2022110407 A RU2022110407 A RU 2022110407A RU 2022110407 A RU2022110407 A RU 2022110407A RU 2787383 C1 RU2787383 C1 RU 2787383C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resonator
raw materials
heat treatment
dielectric
module
Prior art date
Application number
RU2022110407A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Владимировна Новикова
Марьяна Валентиновна Просвирякова
Ольга Валентиновна Михайлова
Александр Анатольевич Тихонов
Юрий Хасанович Шогенов
Булат Гусманович Зиганшин
Владимир Федорович Сторчевой
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2787383C1 publication Critical patent/RU2787383C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agro-industrial complex.
SUBSTANCE: invention relates to the agro-industrial complex and can be used for heat treatment and disinfection of biological raw materials of animal origin of different structure in the processing shops of farms. Modular continuous-flow microwave unit for heat treatment and disinfection of raw materials of animal origin contains air-cooled magnetrons, cavity resonators, and transport mechanisms. The cavity resonators have removable housings in the form of three modules located at an angle to the horizontal plane and forming a block with their stationary non-ferromagnetic bases touching each other, on which waveguides with air-cooled magnetrons are installed with a shift of 120 degrees. A cooling fan and electric drives of module nodes are located inside the removable module cases. The first module of the installation is designed for heat treatment of secondary biological raw materials of animal origin, including frozen blocks of meat waste. The second module of the installation is designed for heat treatment of frozen biological raw materials with a phase transition, which is coagulated at a temperature above 40°C. The third module of the installation is designed for heat treatment of secondary viscous raw materials, which provides a combination of the processes of dehydration and grinding of meat raw materials, fine grinding and heat treatment of the solid fraction for use in the form of a protein supplement for animals.
EFFECT: use of the invention will allow high-quality heat treatment and disinfection of biological raw materials of animal origin.
1 cl, 7 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к агропромышленному комплексу и может быть использовано для термообработки и обеззараживания биологического сырья разной структуры животного происхождения в перерабатывающих цехах фермерских хозяйств.The present invention relates to the agro-industrial complex and can be used for heat treatment and disinfection of biological raw materials of different structures of animal origin in the processing shops of farms.

Первый модуль предназначен для термообработки вторичного биологического сырья животного происхождения, включая замороженные блоки мясных отходов. Модуль позволяет получить вареную и обеззараженную продукцию из непищевых мясных отходов, используемых в качестве белковой добавки животным.The first module is designed for heat treatment of secondary biological raw materials of animal origin, including frozen blocks of meat waste. The module allows to obtain boiled and disinfected products from non-edible meat waste used as a protein supplement for animals.

Второй модуль предназначен для термообработки замороженного биологического сырья с фазовым переходом, которые коагулируются при температуре выше 40°С, например замороженная кровь, замороженное коровье молозиво и т.п. Размороженное и разогретое молозиво можно использовать для выпойки телят, как продукт высокой кормовой ценности, а размороженную кровь убойных животных можно использовать при производстве мясных изделий.The second module is designed for heat treatment of frozen biological raw materials with a phase change, which are coagulated at temperatures above 40°C, such as frozen blood, frozen bovine colostrum, etc. Thawed and heated colostrum can be used for feeding calves as a product of high nutritional value, and thawed blood of slaughter animals can be used in the production of meat products.

Третий модуль предназначен для термообработки вторичного вязкого сырья, обеспечивающий совмещение процессов обезвоживания измельченного мясного сырья, тонкое измельчение и термообработку твердой фракции для использования в виде белковой добавки животным.The third module is designed for heat treatment of secondary viscous raw materials, which combines the processes of dehydration of minced meat raw materials, fine grinding and heat treatment of the solid fraction for use in the form of a protein supplement for animals.

В СВЧ установке модули могут работать одновременно или по отдельности, в зависимости от потребности и от имеющегося сырья. Все модули съемные и легко подвергаются санитарной обработке после окончания термообработки, а блок источников закрыт и подвергается только техническому осмотру.In a microwave installation, the modules can work simultaneously or separately, depending on the need and on the available raw materials. All modules are removable and easily sanitized after heat treatment, and the source block is closed and subject to only technical inspection.

Аналоги для каждого резонатора приведены ниже.Analogues for each resonator are given below.

1. Аналогом первого модуля является СВЧ установка с квазистационарным резонатором для термообработки измельченного жиросодержащего сырья в непрерывном режиме [1]. Установка содержит тор и конденсаторную часть. В центральную часть резонатора установлена неферромагнитная приемная емкость в виде усеченного конуса. На наружную боковую поверхность тора установлены магнетроны.1. An analogue of the first module is a microwave unit with a quasi-stationary resonator for heat treatment of crushed fat-containing raw materials in a continuous mode [1]. The installation contains a torus and a capacitor part. A non-ferromagnetic receiving capacitance in the form of a truncated cone is installed in the central part of the resonator. Magnetrons are installed on the outer side surface of the torus.

Недостатками являются трудности санитарной обработки всех узлов установки и опасность попадания моющего средства через вентиляционный корпус на магнетроны.The disadvantages are the difficulty of sanitizing all units of the installation and the danger of detergent getting through the ventilation housing on the magnetrons.

2. Аналогом второго модуля является СВЧ установка для размораживания и разогрева коровьего молозива с соосно расположенными резонаторами [2]. В горизонтальной оси сферического резонатора расположен цилиндрический перфорированный резонатор, вращающийся от электродвигателя.2. An analogue of the second module is a microwave unit for defrosting and heating bovine colostrum with coaxially located resonators [2]. In the horizontal axis of the spherical resonator there is a cylindrical perforated resonator rotating from the electric motor.

Недостатки аналогичны недостаткам первого аналога, а также конструкционная сложность узлов, обеспечивающих вращение цилиндрического перфорированного резонатора; трудность обеспечения равномерного распределения электромагнитного поля в сферическом резонаторе при вращении в нем перфорированного резонатора.The disadvantages are similar to the disadvantages of the first analogue, as well as the structural complexity of the nodes that ensure the rotation of a cylindrical perforated resonator; the difficulty of ensuring a uniform distribution of the electromagnetic field in the spherical resonator when the perforated resonator rotates in it.

3. Аналогом третьего модуля является СВЧ установка с коническим резонатором для термообработки непищевых отходов животного происхождения [3]. Недостатки аналогичны недостаткам первого аналога.3. An analog of the third module is a microwave unit with a conical resonator for heat treatment of non-food waste of animal origin [3]. The disadvantages are similar to the disadvantages of the first analogue.

Целью работы является разработка СВЧ установки со съемными модулями непрерывно-поточного действия для термообработки и стерилизации биологического сырья животного происхождения разной структуры с резонаторами, обеспечивающими электромагнитную безопасность без экранирующего корпуса и высокую напряженность электрического поля при сниженных эксплуатационных затратах с сохранением кормовой ценности продукта.The aim of the work is to develop a microwave unit with removable continuous-flow modules for heat treatment and sterilization of biological raw materials of animal origin of various structures with resonators that provide electromagnetic safety without a shielding case and high electric field strength at reduced operating costs while maintaining the feed value of the product.

Технический результат достигается тем, что модульная СВЧ установка непрерывно-поточного действия для термообработки сырья животного происхождения содержит объемные резонаторы, имеющие съемные корпусы в виде трех модулей, расположенных под углом к горизонтальной плоскости и образующих блок с соприкасающимися между собой своими стационарными неферромагнитными основаниями (2, 20, 32), на которых со сдвигом на 120 градусов установлены волноводы с магнетронами воздушного охлаждения, причем внутри соприкасающихся стационарными основаниями съемных корпусов модулей размещены охлаждающий вентилятор и электроприводы 1, 13 узлов модулей,The technical result is achieved by the fact that a modular continuous-flow microwave installation for heat treatment of raw materials of animal origin contains cavity resonators having removable housings in the form of three modules located at an angle to the horizontal plane and forming a block with their stationary non-ferromagnetic bases in contact with each other (2, 20, 32), on which waveguides with air-cooled magnetrons are installed with a shift of 120 degrees, and a cooling fan and electric drives 1, 13 of module nodes are located inside the detachable modules that are in contact with the stationary bases,

при этом первый модуль установки предназначен для термообработки вторичного биологического сырья животного происхождения, включая замороженные блоки мясных отходов и выполнен в виде неферромагнитного тороидального резонатора, к стационарному основанию которого прикреплен съемный корпус, состоящий из тороидальной части 7 и конденсаторной части 6, в зазоре конденсаторной части размещен диэлектрический ситовый цилиндр 5, диаметр которого меньше диаметра стационарного основания резонатора 2, при этом внутри ситового цилиндра установлен диэлектрический спиральный смеситель 13, а в центральной полости резонатора в его конденсаторной части установлен шнековый измельчитель 10 с решеткой и ножом, в приемной емкости которого размещен шредер 9, кроме того, к тороидальной части резонатора присоединен неферромагнитный патрубок с шаровым краном 12, при этом над неферромагнитным патрубком установлен диэлектрический диск 11 с электроприводом,the first module of the plant is intended for heat treatment of secondary biological raw materials of animal origin, including frozen blocks of meat waste, and is made in the form of a non-ferromagnetic toroidal resonator, to the stationary base of which a removable housing is attached, consisting of a toroidal part 7 and a capacitor part 6, in the gap of the capacitor part is placed a dielectric sieve cylinder 5, the diameter of which is smaller than the diameter of the stationary base of the resonator 2, while a dielectric spiral mixer 13 is installed inside the sieve cylinder, and a screw grinder 10 with a grate and a knife is installed in the central cavity of the resonator in its condenser part, in the receiving tank of which a shredder 9 is placed , in addition, a non-ferromagnetic branch pipe with a ball valve 12 is attached to the toroidal part of the resonator, while a dielectric disk 11 with an electric drive is installed above the non-ferromagnetic branch pipe,

второй модуль установки предназначен для термообработки замороженного биологического сырья с фазовым переходом, которое коагулируется при температуре выше 40°С и выполнен в виде двух цилиндрических резонаторов наружного и внутреннего, имеющих разный диаметр, размещенных один в другом с соприкосновением их оснований 20, 21 и имеющих электровибратор 17 и приемную емкость 14 с заслонкой, при этом внутри приемной емкости установлен вальцовый измельчитель 15, на стационарное основание 20 наружного резонатора 16 вплотную установлено стационарное основание 21 внутреннего резонатора 18, а также магнетроны с волноводами, причем нижняя часть боковой поверхности внутреннего резонатора перфорирована, а к боковой поверхности наружного резонатора присоединен патрубок с шаровым краном 19,the second module of the installation is designed for heat treatment of frozen biological raw materials with a phase transition, which coagulates at a temperature above 40°C and is made in the form of two cylindrical resonators, outer and inner, having different diameters, placed one inside the other with their bases 20, 21 in contact and having an electric vibrator 17 and a receiving container 14 with a shutter, while a roller grinder 15 is installed inside the receiving container, a stationary base 21 of the inner resonator 18 is closely installed on the stationary base 20 of the outer resonator 16, as well as magnetrons with waveguides, and the lower part of the side surface of the inner resonator is perforated, and a branch pipe with a ball valve 19 is attached to the side surface of the outer resonator,

третий модуль установки предназначен для термообработки вторичного вязкого сырья, обеспечивающий совмещение процессов обезвоживания и измельчения мясного сырья, тонкое измельчение и термообработку твердой фракции для использования в виде белковой добавки животным, и выполнен в виде усеченного конического неферромагнитного резонатора 23, внутри которого соосно расположены ситовый диэлектрический усеченный конус 26 без основания и диэлектрический усеченный ротор 24, причем диэлектрический ротор 24 снабжен диэлектрическим патрубком 22, проходящим через боковые поверхности резонатора 23 и ситового диэлектрического усеченного конуса 26, кроме того к усеченной части ситового конуса 26 присоединен диэлектрический усеченный конус 27, внутри которого соосно размещен диэлектрический шнек 29 , витки которого направлены к выходному патрубку 30, расположенному соосно в неферромагнитном патрубке 31 присоединенному к усеченному резонатору.the third module of the installation is designed for heat treatment of secondary viscous raw materials, which ensures the combination of the processes of dehydration and grinding of meat raw materials, fine grinding and heat treatment of the solid fraction for use as a protein supplement by animals, and is made in the form of a truncated conical non-ferromagnetic resonator 23, inside which a truncated sieve dielectric a cone 26 without a base and a dielectric truncated rotor 24, and the dielectric rotor 24 is provided with a dielectric pipe 22 passing through the side surfaces of the resonator 23 and the sieve dielectric truncated cone 26, in addition, a dielectric truncated cone 27 is attached to the truncated part of the sieve cone 26, inside which dielectric screw 29, the turns of which are directed to the outlet pipe 30, located coaxially in the non-ferromagnetic pipe 31 attached to the truncated resonator.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:The essence of the invention is illustrated by drawings:

фиг. 1 - схематическое изображение блока источников из соприкасающихся трех круглых стационарных оснований с магнетронами, электроприводами вентилятора (вид сверху);fig. 1 - schematic representation of a block of sources from three round stationary bases in contact with magnetrons, fan electric drives (top view);

фиг. 2 - схематическое изображение первого модуля, выполненного в виде неферромагнитного тороидального резонатора с подачей измельченного с помощью шредера и шнека сырья в его конденсаторную часть;fig. 2 is a schematic representation of the first module, made in the form of a non-ferromagnetic toroidal resonator with the supply of raw materials crushed with the help of a shredder and screw into its condenser part;

фиг. 3 - пространственное изображение первого модуля, выполненного в виде неферромагнитного тороидального резонатора со стационарным основанием (с вырезами);fig. 3 - spatial image of the first module, made in the form of a non-ferromagnetic toroidal resonator with a stationary base (with cutouts);

фиг. 4 - схематическое изображение второго модуля, выполненного в видеfig. 4 is a schematic representation of the second module, made in the form

двух неферромагнитных цилиндрических резонаторов, расположенных не соосно, но соприкосновением боковых поверхностей;two non-ferromagnetic cylindrical resonators located not coaxially, but by contact of the side surfaces;

фиг. 5 - пространственное изображение второго модуля, выполненного в видеfig. 5 - spatial image of the second module, made in the form

двух неферромагнитных цилиндрических резонаторов вместе со стационарными основаниями;two non-ferromagnetic cylindrical resonators together with stationary bases;

фиг. 6 - схематическое изображение третьего модуля, выполненного в виде неферромагнитного усеченного конического резонатора со стационарным основанием;fig. 6 is a schematic representation of the third module, made in the form of a non-ferromagnetic truncated conical resonator with a stationary base;

фиг. 7 - пространственное изображение третьего модуля, выполненного в виде неферромагнитного усеченного конического резонатора со стационарным основанием.fig. 7 - spatial image of the third module, made in the form of a non-ferromagnetic truncated conical resonator with a stationary base.

Модульная СВЧ установка непрерывно-поточного действия для термообработки сырья (фиг. 1-7) содержит:Modular continuous-flow microwave installation for heat treatment of raw materials (Fig. 1-7) contains:

- блок источников из соприкасающихся круглых стационарных оснований с магнетронами и вентилятором 1 для их охлаждения, и электроприводов;- a block of sources from adjoining round stationary bases with magnetrons and a fan 1 for their cooling, and electric drives;

- первый модуль с тороидальным резонатором, включающий:- the first module with a toroidal resonator, including:

стационарное основание тороидального резонатора 2 (приведено на фиг. 1);stationary base of the toroidal resonator 2 (shown in Fig. 1);

тороидальный резонатор 3;toroidal resonator 3;

магнетроны с волноводами 4;magnetrons with waveguides 4;

ситовый диэлектрический цилиндр 5;sieve dielectric cylinder 5;

конденсаторную часть резонатора 6;the condenser part of the resonator 6;

тороидальную часть резонатора 7;the toroidal part of the resonator 7;

приемную емкость 8;receiving container 8;

шредер (измельчающий механизм) 9;shredder (grinding mechanism) 9;

измельчитель «Волчок» (нож, решетка, шнек) 10;chopper "Volchok" (knife, grate, auger) 10;

диск диэлектрический с электроприводом 11;dielectric disc with electric drive 11;

выгрузной патрубок с шаровым краном 12;unloading pipe with ball valve 12;

спиральный диэлектрический смеситель 13;spiral dielectric mixer 13;

- второй модуль с соосно расположенными цилиндрическими резонаторами, включающий:- the second module with coaxially arranged cylindrical resonators, including:

приемную емкость 14;receiving container 14;

измельчитель вальцовый с электроприводом 15;electric roller grinder 15;

наружный цилиндрический резонатор 16;outer cylindrical resonator 16;

электровибратор 17;electric vibrator 17;

внутренний цилиндрический резонатор 18;internal cylindrical resonator 18;

патрубок с шаровым краном 19;branch pipe with a ball valve 19;

стационарное основание наружного цилиндрического резонатора 20 с магнетронами (представлено на фиг. 1);the stationary base of the outer cylindrical resonator 20 with magnetrons (shown in Fig. 1);

стационарное основание внутреннего цилиндрического резонатора 21 с магнетронами;stationary base of the internal cylindrical resonator 21 with magnetrons;

- третий модуль с коническим резонатором, включающий:- the third module with a conical resonator, including:

диэлектрический патрубок для перекачивания с помощью насоса вязкой жидкости 22;a dielectric pipe for pumping a viscous liquid 22 with a pump;

усеченный конический неферромагнитный резонатор 23;truncated conical non-ferromagnetic resonator 23;

диэлектрический ротор в виде усеченного конуса 24 покрытый мелкозернистым абразивным материалом, с электроприводом 25; a dielectric rotor in the form of a truncated cone 24 covered with fine-grained abrasive material, with an electric drive 25;

ситовый диэлектрический усеченный конус без оснований 26;sieve dielectric truncated cone without bases 26;

усеченный диэлектрический конус 27;truncated dielectric cone 27;

канал 28 для стекания выделенной из сырья жидкости;channel 28 for draining the liquid separated from the raw material;

диэлектрический шнек 29 для транспортирования вареной твердой фракции сырья;dielectric screw 29 for transporting boiled solid fraction of raw materials;

корпус шнека 30 с электроприводом;screw body 30 with electric drive;

неферромагнитный патрубок 31 для слива жидкой фракции;non-ferromagnetic pipe 31 for draining the liquid fraction;

стационарное основание 32 усеченного конического резонатора 23 (приведено на фиг.1).stationary base 32 of a truncated conical resonator 23 (shown in Fig.1).

Модульная СВЧ установка (фиг. 1-7) непрерывно-поточного действия для термообработки сырья содержит:Modular microwave installation (Fig. 1-7) of continuous-flow action for heat treatment of raw materials contains:

модули (фиг. 2, 3, 4, 5, 6, 7), расположенные под углом к горизонтальной плоскости и блок с соприкасающимися между собой стационарными неферромагнитными основаниями 2, 20, 32 этих модулей (фиг. 1), на которых со сдвигом на 120 градусов установлены волноводы с магнетронами воздушного охлаждения.modules (Fig. 2, 3, 4, 5, 6, 7) located at an angle to the horizontal plane and a block with stationary non-ferromagnetic bases 2, 20, 32 of these modules in contact with each other (Fig. 1), on which, with a shift by 120 degrees waveguides with air-cooled magnetrons are installed.

В блоке источников, внутри соприкасающихся стационарных оснований 2, 20, 32, содержащихся элементы фиксации съемных корпусов резонаторов 3, 16, 18, размещены охлаждающий вентилятор 1 и электроприводы 1, 13 узлов модулей.In the block of sources, inside the contacting stationary bases 2, 20, 32, containing the fixing elements of the removable resonator housings 3, 16, 18, there is a cooling fan 1 and electric drives 1, 13 of the module nodes.

Первый модуль (фиг. 2, 3) выполнен в виде неферромагнитного тороидального резонатора 3, к его стационарному основанию пристыкован съемный корпус, состоящий из тороидальной части 7 и конденсаторной части 6. В зазоре конденсаторной части резонатора вплотную к обкладкам размещен диэлектрический ситовый цилиндр 5, внутри которого установлен диэлектрический спиральный смеситель 13. Диаметр ситового цилиндра меньше диаметра стационарного основания резонатора 2. В конденсаторную обкладку малого диаметра установлена решетка с ножом шнекового измельчителя 10, расположенного в центральной полости тороидального резонатора 3. В приемной емкости измельчителя размещен шредер 9. К тороидальной части 7 резонатора пристыкован неферромагнитный патрубок с шаровым краном 12. Над этим патрубком расположен диэлектрический диск 11 с электроприводом.The first module (Fig. 2, 3) is made in the form of a non-ferromagnetic toroidal resonator 3, a removable housing is attached to its stationary base, consisting of a toroidal part 7 and a capacitor part 6. A dielectric sieve cylinder 5 is placed in the gap of the capacitor part of the resonator close to the plates, inside which a dielectric spiral mixer 13 is installed. The diameter of the sieve cylinder is less than the diameter of the stationary base of the resonator 2. A grate with a screw grinder knife 10 is installed in the small-diameter capacitor plate, located in the central cavity of the toroidal resonator 3. A shredder 9 is placed in the receiving tank of the grinder. To the toroidal part 7 resonator docked non-ferromagnetic pipe with a ball valve 12. Above this pipe is a dielectric disk 11 with an electric drive.

Второй модуль (фиг. 4, 5) выполнен в виде двух цилиндрических резонаторов разного диаметра, размещенных один в другом с соприкосновением их оснований 20, 21 и образующих, куда установлен электровибратор 17 и приемная емкость 14 с заслонкой. Внутри емкости имеется измельчитель 15 в виде оребренных вальцов. На стационарное основание 20 наружного резонатора 16 вплотную установлено стационарное основание 21 внутреннего резонатора 18, где размещены магнетроны с волноводами. Основания имеют элементы фиксации съемного корпуса. Нижняя часть боковой поверхности внутреннего цилиндрического резонатора 21 перфорирована, а к боковой поверхности наружного цилиндра пристыкован патрубок с шаровым краном 19.The second module (Fig. 4, 5) is made in the form of two cylindrical resonators of different diameters, placed one inside the other with their bases 20, 21 in contact and forming where the electric vibrator 17 and the receiving container 14 with a damper are installed. Inside the container there is a grinder 15 in the form of ribbed rollers. On the stationary base 20 of the outer resonator 16, a stationary base 21 of the inner resonator 18 is closely installed, where magnetrons with waveguides are placed. The bases have elements for fixing a removable body. The lower part of the side surface of the inner cylindrical resonator 21 is perforated, and a branch pipe with a ball valve 19 is attached to the side surface of the outer cylinder.

Третий модуль (фиг. 6, 7) выполнен как соосно расположенные внутри усеченного конического неферромагнитного резонатора 23, ситовый диэлектрический усеченный конус 26 без оснований и диэлектрический усеченный ротор 24. Под диэлектрический ротор 24 подведен диэлектрический патрубок 22 через боковые поверхности резонатора 23 и ситового диэлектрического усеченного конуса 26. За резонатором этот патрубок соединен с неферромагнитным патрубком, выполняющим функцию запредельного волновода. К усеченной части ситового конуса 26 пристыкован диэлектрический усеченный конус 27, внутри которого соосно размещен диэлектрический шнек 29, витки которого направлены к выходному патрубку 30, расположенного соосно в неферромагнитном патрубке 31, состыкованного с усеченной частью резонатора.The third module (Fig. 6, 7) is made as coaxially located inside a truncated conical non-ferromagnetic resonator 23, a sieve dielectric truncated cone 26 without bases and a dielectric truncated rotor 24. cone 26. Behind the resonator, this branch pipe is connected to a non-ferromagnetic branch pipe, which performs the function of a transcendental waveguide. A dielectric truncated cone 27 is attached to the truncated part of the sieve cone 26, inside which a dielectric screw 29 is coaxially placed, the turns of which are directed to the outlet pipe 30 located coaxially in the non-ferromagnetic pipe 31, docked with the truncated part of the resonator.

Каждый модуль рассчитан на определенный технологический процесс.Each module is designed for a specific technological process.

Технологический процесс в первом модуле (фиг. 2), предназначенном для термообработки вторичного биологического сырья животного происхождения, происходит следующим образом. Включить электроприводы диэлектрического смесителя 13, измельчителя «Волчок» 10, шредера 9 и вентилятор 1, расположенный в блоке источников. Загрузить в приемную емкость 8 непищевые отходы животного происхождения (они могут быть замороженными, могут быть и кости и т.д.) и открыть заслонку. Сырье измельчается с помощью шредера 9, далее нагнетается и тонко измельчается с помощью измельчителя «Волчек» 10, через решетку попадает в ситовый диэлектрический цилиндр 5, после чего необходимо включить генераторы 4, расположенные на стационарном основании 2 первого модуля на определенную мощность. Излучатели магнетронов направлены в конденсаторную часть резонатора. В тороидальном резонаторе 3 возбуждается бегущая волна (длина волны 12,24 см, частота 2450 МГц). Сырье за счет токов поляризации нагревается, варится в процессе перемешивания с помощью диэлектрического спирального смесителя 13.Сыпучий вареный продукт просыпается через ситовый диэлектрический цилиндр, и при открытии шарового крана12 в патрубке (являющемся запредельным волноводом) выгружается из тороидальной части 7 резонатора. По окончании процесса следует выключить все источники в обратной последовательности. Отделить съемный модуль (тороидальный резонатор со смесителем без электродвигателя) от основания 2 и провести санитарную обработку всех узлов и комплектующих.The technological process in the first module (Fig. 2), intended for heat treatment of secondary biological raw materials of animal origin, occurs as follows. Turn on the electric drives of the dielectric mixer 13, the grinder "Volchok" 10, the shredder 9 and the fan 1 located in the source block. Load non-food waste of animal origin into the receiving container 8 (they may be frozen, there may be bones, etc.) and open the damper. The raw material is crushed using a shredder 9, then it is pumped and finely crushed using a grinder "Volchek" 10, it enters the sieve dielectric cylinder 5 through the grate, after which it is necessary to turn on the generators 4 located on the stationary base 2 of the first module at a certain power. The magnetron emitters are directed to the capacitor part of the resonator. A traveling wave (wavelength 12.24 cm, frequency 2450 MHz) is excited in toroidal resonator 3. The raw material is heated due to polarization currents, boiled in the process of mixing with the help of a dielectric spiral mixer 13. The loose boiled product wakes up through a sieve dielectric cylinder, and when the ball valve 12 is opened in the branch pipe (which is a transcendental waveguide), it is unloaded from the toroidal part 7 of the resonator. At the end of the process, turn off all sources in reverse order. Separate the removable module (toroidal resonator with a mixer without an electric motor) from base 2 and sanitize all components and components.

Технологический процесс во втором модуле (фиг. 4), предназначенном для термообработки замороженного биологического сырья животного происхождения с фазовым переходом, которые коагулируются при температуре выше 40°С (замороженная кровь, замороженное коровьего молозиво и т.п.) происходит следующим образом. Закрыть шаровой кран 19, включить электровибратор 17 и электропривод вальцового измельчителя с оребренной поверхностью. Загрузить замороженный продукт в приемную емкость 14, открыть заслонку. После того как измельченное с помощью измельчителя 15 сырье попадает во внутренний цилиндрический резонатор 18, включить генераторы на стационарном основании 21. Излучатели от магнетронов направлены в цилиндрические резонаторы 16, 18. Замороженное сырье размораживается воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. При фазовом переходе жидкое молозиво стекает через нижнюю часть боковой поверхности внутреннего цилиндрического резонатора 18 в наружный цилиндрический резонатор 16, после, чего включить генераторы, расположенные на стационарном основании 20 второго модуля на определенную мощность. В обоих цилиндрических резонаторах возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты разной дозы. Такая технология диэлектрического нагрева сырья в разных резонаторах замороженном и жидком состоянии, т.е. при фазовом переходе связано тем, что характер изменения фактора диэлектрических потерь сырья противоположный, т.е. в диапазоне отрицательных температур в процессе размораживания растет, а в диапазоне положительных температур в процессе разогрева падает.The technological process in the second module (Fig. 4), intended for heat treatment of frozen biological raw materials of animal origin with a phase transition, which are coagulated at temperatures above 40°C (frozen blood, frozen cow colostrum, etc.) is as follows. Close the ball valve 19, turn on the electric vibrator 17 and the electric drive of the roller grinder with a ribbed surface. Load the frozen product into the receiving container 14, open the damper. After the raw material crushed with the help of the grinder 15 enters the internal cylindrical resonator 18, turn on the generators on the stationary base 21. The emitters from the magnetrons are directed to the cylindrical resonators 16, 18. The frozen raw material is defrosted by the action of an electromagnetic field of microwave frequency. During the phase transition, liquid colostrum flows through the lower part of the side surface of the inner cylindrical resonator 18 into the outer cylindrical resonator 16, after which the generators located on the stationary base 20 of the second module are turned on at a certain power. In both cylindrical resonators, an electromagnetic field of microwave frequency of different doses is excited. This technology of dielectric heating of raw materials in different resonators in the frozen and liquid state, i.e. during the phase transition is due to the fact that the nature of the change in the dielectric loss factor of the raw material is opposite, i.e. in the range of negative temperatures during the defrosting process, it increases, and in the range of positive temperatures, during the heating process, it decreases.

Модуль, реализующий эти процессы в разных резонаторах, обеспечивает сокращение продолжительности размораживания и разогрева молозива при сохранении требуемых физико-химических и биологических свойств сырья, при одновременном сокращении энергозатрат.The module that implements these processes in different resonators provides a reduction in the duration of defrosting and heating of colostrum while maintaining the required physical, chemical and biological properties of raw materials, while reducing energy costs.

Технологический процесс в третьем модуле (фиг. 6), предназначенном для термообработки вторичного вязкого сырья животного происхождения, обеспечивающий совмещение процессов обезвоживания измельченного мясного сырья, тонкое измельчение и термообработку твердой фракции для использования в виде белковой добавки животным, происходит следующим образом. Включить электропривод 25 диэлектрического ротора 24, электропривод диэлектрического шнека 29, электропривод насоса вязкой жидкости 22. После этого, вязкое вторичное сырье поступает в усеченный конический резонатор через состыкованные патрубки (неферромагнитный резонатор и диэлектрический резонатор). Включить генераторы, которые расположены в блоке источников на стационарном основании 32, излучатели которых направлены в резонатор 23. Диэлектрический ротор 24, покрытый мелкозернистым абразивным материалом, при вращении тонко измельчает сырье, за счет центробежной силы жидкая фракция просачивается через ситовый диэлектрический усеченный конус 26, сырье обезвоживается, твердая фракция вариться и с помощью диэлектрического шнека 29, 30 транспортируется за пределы резонатора. Шнек расположен в неферромагнитном патрубке 31, выполняющий функцию запредельного волновода. Кроме этого, за счет имеющегося в коническом резонаторе критического сечения [4], за пределы которого волны не распространяются, а отражаются в обратную сторону, образуя стоячую волну, излучение не происходит.The technological process in the third module (Fig. 6), intended for heat treatment of secondary viscous raw materials of animal origin, which provides a combination of the processes of dehydration of minced meat raw materials, fine grinding and heat treatment of the solid fraction for use in the form of a protein supplement by animals, occurs as follows. Turn on the electric drive 25 of the dielectric rotor 24, the electric drive of the dielectric screw 29, the electric drive of the viscous liquid pump 22. After that, the viscous secondary raw material enters the truncated conical resonator through the docked pipes (non-ferromagnetic resonator and dielectric resonator). Turn on the generators that are located in the block of sources on a stationary base 32, the emitters of which are directed into the resonator 23. The dielectric rotor 24, covered with fine-grained abrasive material, finely grinds the raw material during rotation, due to centrifugal force, the liquid fraction seeps through the sieve dielectric truncated cone 26, the raw material is dehydrated, the solid fraction is boiled and transported outside the resonator with the help of a dielectric screw 29, 30. The screw is located in the non-ferromagnetic pipe 31, which acts as a transcendental waveguide. In addition, due to the critical section in the conical resonator [4], beyond which the waves do not propagate, but are reflected in the opposite direction, forming a standing wave, radiation does not occur.

Источники информации:Sources of information:

1. Патент РФ №2726565. СВЧ установка с квазистационарным тороидальным резонатором для вытопки обеззараженного жира из измельченного жиросодержащего сырья в непрерывном режиме. №2019122928; заявл. 16.07.2019; опубл. 14.07.2020. Бюл. №20. Тихонов А.А., Казаков А.В., Просвирякова М.В., Новикова Г.В.1. RF patent No. 2726565. Microwave unit with a quasi-stationary toroidal resonator for melting disinfected fat from crushed fat-containing raw materials in a continuous mode. No. 2019122928; dec. 07/16/2019; publ. 07/14/2020. Bull. No. 20. Tikhonov A.A., Kazakov A.V., Prosviryakova M.V., Novikova G.V.

2. Патент РФ №2734593.СВЧ установка для размораживания и разогрева коровьего молозива с соосно расположенными резонаторами. №2020104252;2. Patent of the Russian Federation No. 2734593. Microwave unit for defrosting and heating cow colostrum with coaxially located resonators. No. 2020104252;

заявл. 30.01.2020; опубл. 20.10.2020. Бюл. №29. Новикова Г.В., Белова М.В., Михайлова О.В., Тараканов Д.В., Сорокин И.А., Тихонов А.А., Казаков А.В.dec. 01/30/2020; publ. 20.10.2020. Bull. No. 29. Novikova G.V., Belova M.V., Mikhailova O.V., Tarakanov D.V., Sorokin I.A., Tikhonov A.A., Kazakov A.V.

3. Патент №2710154 РФ. Сверхвысокочастотная установка с коническим резонатором для обезвоживания и термообработки мясных отходов, заявитель и патентообладатель НГСХА (RU). - №2019118371; заявл. 13.06.2019. Бюл. №36 от 24.12.2019. Тихонов А.А., Казаков А.В., Новикова Г.В., Горбунов Б.И.3. Patent No. 2710154 RF. Microwave installation with a conical resonator for dehydration and heat treatment of meat waste, applicant and patent holder NGSHA (RU). - No. 2019118371; dec. 06/13/2019. Bull. No. 36 dated 12/24/2019. Tikhonov A.A., Kazakov A.V., Novikova G.V., Gorbunov B.I.

Дробахин, О.О. Резонансные свойства аксиально-симметричных микроволновых резонаторов с коническими элементами / О.О. Дробахин, П.И. Заболотный, Е.Н. Привалов // Радиофизика и радиоастрономия, 2009, Т. 1, №4, - С. 433-441.Drobakhin, O.O. Resonant properties of axially symmetric microwave resonators with conical elements / O.O. Drobakhin, P.I. Zabolotny, E.N. Privalov // Radiophysics and Radio Astronomy, 2009, Vol. 1, No. 4, - P. 433-441.

Claims (1)

Модульная СВЧ установка непрерывно-поточного действия для термообработки и обеззараживания сырья животного происхождения, содержащая магнетроны воздушного охлаждения, объемные резонаторы, транспортирующие механизмы, отличающаяся тем, что объемные резонаторы имеют съемные корпусы в виде трех модулей, расположенных под углом к горизонтальной плоскости и образующих блок с соприкасающимися между собой своими стационарными неферромагнитными основаниями, на которых со сдвигом на 120 градусов установлены волноводы с магнетронами воздушного охлаждения, причем внутри соприкасающихся стационарными основаниями съемных корпусов модулей размещены охлаждающий вентилятор и электроприводы узлов модулей, при этом первый модуль установки предназначен для термообработки вторичного биологического сырья животного происхождения, включая замороженные блоки мясных отходов, и выполнен в виде неферромагнитного тороидального резонатора, к стационарному основанию которого прикреплен съемный корпус, состоящий из тороидальной части и конденсаторной части, в зазоре конденсаторной части размещен диэлектрический ситовый цилиндр, диаметр которого меньше диаметра стационарного основания резонатора, при этом внутри ситового цилиндра установлен диэлектрический спиральный смеситель, а в центральной полости резонатора в его конденсаторной части установлен шнековый измельчитель с решеткой и ножом, в приемной емкости которого размещен шредер, кроме того, к тороидальной части резонатора присоединен неферромагнитный патрубок с шаровым краном, при этом над неферромагнитным патрубком установлен диэлектрический диск с электроприводом, второй модуль установки предназначен для термообработки замороженного биологического сырья с фазовым переходом, которое коагулируется при температуре выше 40°С, и выполнен в виде двух цилиндрических резонаторов наружного и внутреннего, имеющих разный диаметр, размещенных один в другом с соприкосновением их оснований и имеющих электровибратор и приемную емкость с заслонкой, при этом внутри приемной емкости установлен вальцовый измельчитель, на стационарное основание наружного резонатора вплотную установлено стационарное основание внутреннего резонатора, а также магнетроны с волноводами, причем нижняя часть боковой поверхности внутреннего резонатора перфорирована, а к боковой поверхности наружного резонатора присоединен патрубок с шаровым краном, третий модуль установки предназначен для термообработки вторичного вязкого сырья, обеспечивающий совмещение процессов обезвоживания и измельчения мясного сырья, тонкое измельчение и термообработку твердой фракции для использования в виде белковой добавки животным, и выполнен в виде усеченного конического неферромагнитного резонатора, внутри которого соосно расположены ситовый диэлектрический усеченный конус без основания и диэлектрический усеченный ротор, причем диэлектрический ротор снабжен диэлектрическим патрубком, проходящим через боковые поверхности резонатора и ситового диэлектрического усеченного конуса, кроме того, к усеченной части ситового конуса присоединен диэлектрический усеченный конус, внутри которого соосно размещен диэлектрический шнек, витки которого направлены к выходному патрубку, расположенному соосно в неферромагнитном патрубке, присоединенному к усеченному резонатору.Modular continuous-flow microwave unit for heat treatment and disinfection of raw materials of animal origin, containing air-cooled magnetrons, cavity resonators, transport mechanisms, characterized in that the cavity resonators have removable housings in the form of three modules located at an angle to the horizontal plane and forming a block with with their stationary non-ferromagnetic bases in contact with each other, on which waveguides with air-cooling magnetrons are installed with a shift of 120 degrees, and inside the detachable modules in contact with the stationary bases there is a cooling fan and electric drives of the module nodes, while the first module of the installation is designed for heat treatment of secondary animal biological raw materials origin, including frozen blocks of meat waste, and is made in the form of a non-ferromagnetic toroidal resonator, to the stationary base of which a removable housing is attached, consisting of the oroidal part and the capacitor part, in the gap of the capacitor part there is a dielectric sieve cylinder, the diameter of which is less than the diameter of the stationary base of the resonator, while a dielectric spiral mixer is installed inside the sieve cylinder, and a screw grinder with a grate and a knife is installed in the central cavity of the resonator in its capacitor part, in the receiving tank of which a shredder is located, in addition, a non-ferromagnetic branch pipe with a ball valve is attached to the toroidal part of the resonator, while a dielectric disk with an electric drive is installed above the non-ferromagnetic branch pipe, the second module of the installation is designed for heat treatment of frozen biological raw materials with a phase transition, which is coagulated at a temperature above 40°C, and is made in the form of two cylindrical resonators, outer and inner, having different diameters, placed one inside the other with their bases in contact and having an electric vibrator and a receiving container with a damper, while m, a roller grinder is installed inside the receiving tank, a stationary base of the internal resonator, as well as magnetrons with waveguides, are closely installed on the stationary base of the outer resonator, and the lower part of the side surface of the inner resonator is perforated, and a branch pipe with a ball valve is attached to the side surface of the outer resonator, the third installation module is intended for heat treatment of secondary viscous raw materials, which ensures the combination of the processes of dehydration and grinding of meat raw materials, fine grinding and heat treatment of the solid fraction for use as a protein supplement by animals, and is made in the form of a truncated conical non-ferromagnetic resonator, inside which a sieve dielectric truncated cone without a base and dielectric truncated rotor, and the dielectric rotor is equipped with a dielectric nozzle passing through the side surfaces of the resonator and the sieve dielectric truncated cone, in addition to o, a dielectric truncated cone is attached to the truncated part of the sieve cone, inside of which a dielectric screw is coaxially placed, the turns of which are directed to the outlet pipe located coaxially in the non-ferromagnetic pipe attached to the truncated resonator.
RU2022110407A 2022-04-18 Modular continuous-flow microwave unit for heat treatment of raw materials RU2787383C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787383C1 true RU2787383C1 (en) 2023-01-09

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2820344C1 (en) * 2023-12-27 2024-06-03 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) Installation with sources of electrophysical factors in truncated conical resonator for heat treatment of secondary fat-containing meat raw material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3339787A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-27 Hart Associes SARL Combustor dryer
RU2710154C1 (en) * 2019-06-13 2019-12-24 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Нижегородская Государственная Сельскохозяйственная Академия" (ФГБОУ ВО НГСХА) Microwave device with conical resonator for dehydration and thermal treatment of meat wastes
RU2726565C1 (en) * 2019-07-16 2020-07-14 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Нижегородская Государственная Сельскохозяйственная Академия" (ФГБОУ ВО НГСХА) Microwave unit with a quasi-stationary resonator for melting of decontaminated fat from milled fat-containing material in continuous mode
RU2734593C1 (en) * 2020-01-30 2020-10-20 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) Uhf apparatus for defrosting and heating cow colostrum with coaxially located resonators

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3339787A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-27 Hart Associes SARL Combustor dryer
RU2710154C1 (en) * 2019-06-13 2019-12-24 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Нижегородская Государственная Сельскохозяйственная Академия" (ФГБОУ ВО НГСХА) Microwave device with conical resonator for dehydration and thermal treatment of meat wastes
RU2726565C1 (en) * 2019-07-16 2020-07-14 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Нижегородская Государственная Сельскохозяйственная Академия" (ФГБОУ ВО НГСХА) Microwave unit with a quasi-stationary resonator for melting of decontaminated fat from milled fat-containing material in continuous mode
RU2734593C1 (en) * 2020-01-30 2020-10-20 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) Uhf apparatus for defrosting and heating cow colostrum with coaxially located resonators

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2820344C1 (en) * 2023-12-27 2024-06-03 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) Installation with sources of electrophysical factors in truncated conical resonator for heat treatment of secondary fat-containing meat raw material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100507447B1 (en) Dehydration Plant and Method of Operating the Same
US11559070B2 (en) Apparatus and method to heat animal raw fat material to produce fat
EP3186018A1 (en) Organic waste digester system
RU2787383C1 (en) Modular continuous-flow microwave unit for heat treatment of raw materials
RU2667751C2 (en) Microwave installation with spherical resonators for thermal processing of fat-containing raw materials
EP3621455B1 (en) Apparatus and method to treat dairy products
Novikova et al. Installations for defrosting and warming colostrum in continuous mode
RU2829167C1 (en) Installation with electrophysical exposure factors for thermal treatment of meat confiscates in continuous mode
RU2729151C1 (en) Ultrahigh-frequency plant with biconical resonator and screw for boiling animal slaughter wastes
RU2753424C1 (en) Continuous-flow microwave installation with quasi-stationary toroidal resonators for defrosting and heating of animal colostrum
RU2799864C1 (en) Microwave device with a toroidal resonator for defrostation of animals' coloster in continuous mode
Prosviryakova et al. Electrotechnology of animal colostrum defrosting in two-resonator microwave installations
RU2818737C1 (en) Microwave unit with toroidal resonator for thermal treatment of ruminant animal offal organs covered with mucous membrane in continuous mode
RU2600697C1 (en) Microwave plant for melting fat
RU2777113C1 (en) Microwave unit with dual ring resonators for defrosting and heating animal colostrum
Prosviryakova et al. Modular microwave unit for heat treatment of raw materials at factory-farm enterprises
JP6605223B2 (en) Sludge concentration method
RU2818824C1 (en) Microwave unit with conical resonator for fat-containing animal slaughter wastes thermal treatment and disinfection in continuous mode
RU2699753C1 (en) Uhf plant with toroidal resonator for heat treatment of egg wastes
RU2813919C1 (en) Installation with microwave energy supply to biconical resonator for grinding and thermal treatment of secondary raw materials of animal origin
RU2816761C1 (en) Colostrum defroster with microwave power supply to coaxial resonator
RU2797259C1 (en) Continuous flow microwave oil melter with ellipsoid resonator
RU2829166C1 (en) Microwave unit with coaxial spiral resonator for heat treatment of secondary meat raw materials in continuous mode
Ershova et al. Mathematical model of colostrum defrosting in super-high-frequency generator equipped
RU2744423C1 (en) Microwave - continuous-flow installation with truncated conical resonators for defrosting and warming up cow colostrum