RU2800591C1 - Rotary microwave convection hop dryer - Google Patents

Rotary microwave convection hop dryer Download PDF

Info

Publication number
RU2800591C1
RU2800591C1 RU2023102277A RU2023102277A RU2800591C1 RU 2800591 C1 RU2800591 C1 RU 2800591C1 RU 2023102277 A RU2023102277 A RU 2023102277A RU 2023102277 A RU2023102277 A RU 2023102277A RU 2800591 C1 RU2800591 C1 RU 2800591C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ferromagnetic
perforated
hop
tier
rotors
Prior art date
Application number
RU2023102277A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марьяна Валентиновна Просвирякова
Владимир Федорович Сторчевой
Наталья Геннадьевна Горячева
Галина Владимировна Новикова
Ольга Валентиновна Михайлова
Максим Евгеньевич Федоров
Павел Николаевич Романов
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 RU2800591C1 publication Critical patent/RU2800591C1/en

Links

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention can be used in hop farms for drying freshly harvested hops. The rotary microwave-convective hop dryer contains shielding cylindrical non-ferromagnetic housings 1 located vertically, inside which, coaxially and in tiers, between stationary perforated non-ferromagnetic bases 7, 11, 15, non-ferromagnetic perforated rotors 4, 8, 12 with radial ceramic perforated partitions 6, 10, 14 are located. In each rotor, the outer and inner non-ferromagnetic perforated shells form an annular space. Rotors with fixed non-ferromagnetic bases form coaxial resonators. The loading of raw materials into the compartments formed between the radial ceramic partitions occurs through sector cuts in the non-ferromagnetic bases of each coaxial resonator. Along the perimeter of the outer shells of the rotors there are crowns 20, 22, 24 for engagement with the drive gears on the shaft of the motor-reducers located outside the hop dryer. Non-ferromagnetic electrically driven spiral screws 3, 17 are located in the loading non-ferromagnetic tanks. The emitters from the air-cooled magnetrons 18, 26 are directed to the respective annular spaces through the waveguides. A non-ferromagnetic air duct 19, 21, 23 with a heat gun is connected to each tier of the working chamber through the shielding body. Perforated inner non-ferromagnetic shells form an air outlet 25.
EFFECT: invention will make it possible to preserve the consumer properties of dried and disinfected hops in the process of staged microwave convective drying.
1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в хмелеводческих хозяйствах для поэтапной сушки свежеубранного хмеля в непрерывном режиме с сохранением потребительских свойств.The invention relates to the field of agriculture and can be used in hop-growing farms for the gradual drying of freshly harvested hops in a continuous mode while maintaining consumer properties.

Известно, что сохранение потребительских свойств высушенного хмеля, таких как: золотисто-зеленая окраска; аромат; светло-желтый лупулин; отсутствие смятых шишек (не более 5%) можно при комбинированном эндогенно-конвективном способе сушки в рабочих камерах−объемных резонаторах нестандартных конструкций с магнетронами воздушного охлаждения, обеспечивающих непрерывный режим сушки [1].It is known that the preservation of consumer properties of dried hops, such as: golden-green color; aroma; light yellow lupulin; the absence of crumpled cones (no more than 5%) is possible with a combined endogenous-convective drying method in working chambers - cavity resonators of non-standard designs with air-cooled magnetrons that provide a continuous drying mode [1].

Научная инновационная идея реализации этого способа сушки заключается в том, что рабочая камера выполнена в виде поярусно расположенных роторов с перфорированными керамическими отсеками, расположенных между стационарными неферромагнитными основаниями, образуя коаксиальные резонаторы, в которых возбуждается бегущая волна от трех СВЧ генераторов. Scientific innovation idea implementation of this drying method lies in the fact that the working chamber is made in the form of tiered rotors with perforated ceramic compartments located between stationary non-ferromagnetic bases, forming coaxial resonators in which a traveling wave is excited from three microwave generators.

Известна СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с поярусно расположенными резонаторами в виде полусфер и эллипсоида (патент № 2774961) [1].Known microwave convective hop dryer continuous-flow action with tiered resonators in the form of hemispheres and ellipsoid (patent No. 2774961) [1].

Недостатки. В указанной хмелесушилке остаются сложности согласования между собой технологических параметров, а именно толщины слоя, плотности и скорости передвижения сырья, температуры нагрева сырья и воздуха в каждом резонаторе. Поэтому возникают трудности поэтапной регулировки скорости нагрева и сушки свежеубранного хмеля. Flaws. In this hop dryer, there are difficulties in coordinating technological parameters with each other, namely, layer thickness, density and speed of movement of raw materials, heating temperatures of raw materials and air in each resonator. Therefore, it is difficult to gradually adjust the heating and drying rate of freshly harvested hops.

Наиболее близкой по технической сущности является известный карусельный экстрактор одно-и двух ярусного исполнений [3, стр. 274-278]. Это цилиндрическое устройство с перфорированным стационарным днищем, над которым перемещается ротор с радиальными перегородками. Основными частями ротора являются внутренняя и внешняя обечайки, образующие кольцевое пространство, которое разделено радиальными перегородками. В поперечном сечении каждая радиальная перегородка имеет сужающуюся книзу форму. The closest in technical essence is the well-known carousel extractor of one and two tiered versions [3, pp. 274-278]. This is a cylindrical device with a perforated stationary bottom, over which a rotor with radial baffles moves. The main parts of the rotor are the inner and outer shells, forming an annular space, which is divided by radial partitions. In cross section, each radial partition has a downwardly tapering shape.

Некоторые узлы разрабатываемой роторной СВЧ-конвективной хмелесушилки схожи с узлами карусельного экстрактора [2]. Some components of the developed rotary microwave convective hop dryer are similar to those of a carousel extractor [2].

Разработка роторной СВЧ-конвективной хмелесушилки непрерывно-поточного действия с поярусно расположенными рабочими камерами для поэтапной сушки свежеубранного хмеля, позволяющей сушить шишки хмеля в эффективном режиме в условиях хмелеводческих хозяйств с сохранением его потребительских свойств, при сниженных эксплуатационных затратах, актуальна. The development of a rotary microwave-convective continuous-flow hop dryer with tiered working chambers for step-by-step drying of freshly harvested hops, which makes it possible to dry hop cones in an efficient mode under the conditions of hop-growing farms while maintaining its consumer properties, at reduced operating costs, is relevant.

Техническим результатом изобретения является − сохранение потребительских свойств высушенного и обеззараженного хмеля в процессе поэтапной СВЧ-конвективной сушки в разных режимах, в рабочей камере, образованной из поярусно расположенных между стационарными перфорированными неферромагнитными основаниями неферромагнитных роторов с радиальными керамическими отсеками. The technical result of the invention is the preservation of consumer properties of dried and disinfected hops in the process of phased microwave convective drying in different modes, in a working chamber formed from non-ferromagnetic rotors with radial ceramic compartments arranged in tiers between stationary perforated non-ferromagnetic bases.

Для решения технической проблемы и достижения заявленного технического результата роторная СВЧ-конвективная хмелесушилка содержитTo solve a technical problem and achieve the claimed technical result, a rotary microwave convective hop dryer contains

экранирующие цилиндрические неферромагнитные корпусы, расположенные вертикально, внутри которых соосно и поярусно, между стационарными неферромагнитными основаниями, расположены неферромагнитные перфорированные роторы с радиальными керамическими перфорированными перегородками, поперечное сечение которых имеет сужающуюся книзу форму, где расстояние хорды между перегородками не более двух глубин проникновения волны, shielding cylindrical non-ferromagnetic housings located vertically, inside which coaxially and in tiers, between stationary non-ferromagnetic bases, non-ferromagnetic perforated rotors with radial ceramic perforated baffles are located, the cross section of which has a shape tapering downwards, where the chord distance between the baffles is not more than two wave penetration depths,

причем в каждом роторе внешняя и внутренняя неферромагнитные перфорированные обечайки образуют кольцевое пространство, и роторы с стационарными неферромагнитными основаниями образуют коаксиальные резонаторы,moreover, in each rotor, the outer and inner non-ferromagnetic perforated shells form an annular space, and the rotors with stationary non-ferromagnetic bases form coaxial resonators,

при этом в неферромагнитной загрузочной емкости, расположенной на верхнем неферромагнитном стационарном основании резонатора первого яруса, над секторным вырезом, и в приемной неферромагнитной емкости, расположенной под секторным вырезом нижнего стационарного неферромагнитного основания резонатора третьего яруса установлены электроприводные спиральные шнеки, at the same time, in the non-ferromagnetic loading tank located on the upper non-ferromagnetic stationary base of the resonator of the first tier, above the sector cut, and in the receiving non-ferromagnetic tank located under the sector cut of the lower stationary non-ferromagnetic base of the third tier resonator, electric-driven spiral screws are installed,

причем по периметру внешних перфорированных обечаек роторов расположены зубчатые венцы для сцепления с ведущими шестернями на валу моторов-редукторов, расположенных вне хмелесушилки,moreover, along the perimeter of the outer perforated shells of the rotors, gear rims are located for engagement with the drive gears on the shaft of the motor-reducers located outside the hop dryer,

при этом излучатели от магнетронов воздушного охлаждения, расположенных со сдвигом на 120 градусов на верхнем основании резонатора первого яруса и под нижним основанием резонатора третьего яруса, направлены в соответствующие кольцевые пространства через волноводы, причем ротор второго яруса расположен между стационарными перфорированными неферромагнитными основаниями, while the emitters from the air-cooled magnetrons located with a shift of 120 degrees on the upper base of the resonator of the first tier and under the lower base of the resonator of the third tier are directed to the corresponding annular spaces through the waveguides, and the rotor of the second tier is located between the stationary perforated non-ferromagnetic bases,

при этом к каждому ротору, через экранирующие корпуса, подведены неферромагнитные воздуховоды от тепловой пушки, а перфорированные внутренние неферромагнитные обечайки образуют воздухоотвод. at the same time, non-ferromagnetic air ducts from the heat gun are connected to each rotor through shielding housings, and perforated inner non-ferromagnetic shells form an air vent.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены: The essence of the invention is illustrated by drawings, which show:

– пространственное изображение роторной СВЧ-конвективной хмелесушилки (общий вид), (фиг. 1);- spatial image of a rotary microwave-convective hop dryer (general view), (Fig. 1);

− пространственное изображение роторной СВЧ-конвективной хмелесушилки (общий вид в разрезе), ( фиг. 2);- spatial image of a rotary microwave-convective hop dryer (general view in section), (Fig. 2);

− пространственное изображение роторной СВЧ-конвективной хмелесушилки (общий вид в разрезе, с позициями), (фиг. 3);- spatial image of a rotary microwave-convective hop dryer (general view in section, with positions), (Fig. 3);

− пространственное изображение перфорированного ротора с керамическими перфорированными перегородками и с венцом на наружной обечайке (фиг. 4);− spatial image of a perforated rotor with perforated ceramic baffles and a crown on the outer shell (Fig. 4);

− пространственное изображение керамической перфорированной радиальной перегородки (фиг. 5);- spatial image of a ceramic perforated radial partition (Fig. 5);

− пространственное изображение неферромагнитного корпуса одного яруса с вырезом для приводной шестерни (фиг. 6);- spatial image of a non-ferromagnetic housing of one tier with a cutout for the drive gear (Fig. 6);

− пространственное изображение неперфорированного основания с секторным вырезом (фиг. 7);- spatial image of a non-perforated base with a sector cut (Fig. 7);

− пространственное изображение перфорированного основания с секторным вырезом (фиг. 8);- spatial image of a perforated base with a sector cut (Fig. 8);

− пространственное изображение зубчатого венца с электроприводной шестерней (фиг. 9); − spatial image of a ring gear with an electric drive gear (Fig. 9);

− электроприводной неферромагнитный спиральный шнек − замедляющая система (фиг. 10).− electrically driven non-ferromagnetic spiral auger − retarding system (Fig. 10).

Роторная СВЧ-конвективная хмелесушилка содержит (фиг. 1-10): Rotary microwave convective hop dryer contains (Fig. 1-10):

- неферромагнитные цилиндрические экранирующие корпуса 1;- non-ferromagnetic cylindrical shielding housings 1;

- стационарные неферромагнитные основания 2, 7, 11, 15 с секторными вырезами;- stationary non-ferromagnetic bases 2, 7, 11, 15 with sector cutouts;

- неферромагнитную загрузочную емкость с электроприводным неферромагнитным спиральным шнеком 3;- non-ferromagnetic loading capacity with an electrically driven non-ferromagnetic spiral screw 3;

- поярусно расположенные неферромагнитные роторы 4, 8, 12;- tiered non-ferromagnetic rotors 4, 8, 12;

- отсеки 5, 9, 13, образованные перфорированными керамическими радиальными перегородками 6, 10, 14;- compartments 5, 9, 13 formed by perforated ceramic radial partitions 6, 10, 14;

- приемную неферромагнитную емкость 16;- receiving non-ferromagnetic capacity 16;

- неферромагнитный электроприводной спиральный шнек 17 для выгрузки высушенного хмеля;- non-ferromagnetic electrically driven spiral auger 17 for unloading dried hops;

- магнетроны 18, 26 с волноводами и вентиляторами для охлаждения;- magnetrons 18, 26 with waveguides and fans for cooling;

- неферромагнитные воздуховоды 19, 21, 23 с тепловыми пушками соответствующих ярусов хмелесушилки;- non-ferromagnetic air ducts 19, 21, 23 with heat guns of the corresponding tiers of the hop dryer;

- электроприводы роторов (за счет сцепления ведущей шестерни на валу мотора редуктора с зубчатым венцом) 20, 22, 24;- electric drives of the rotors (due to the clutch of the drive gear on the shaft of the gear motor with the ring gear) 20, 22, 24;

- воздухоотвод 25 с вытяжным вентилятором.- air outlet 25 with exhaust fan.

Роторная СВЧ-конвективная хмелесушилка (фиг. 1-10) содержит экранирующие цилиндрические неферромагнитные корпуса 1 расположенные поярусно. Внутри каждого корпуса соосно и поярусно расположены электроприводные перфорированные роторы 4, 8, 12 между перфорированными неферромагнитными стационарными основаниями 2, 7, 11, 15 с секторными вырезами. В каждом роторе внешняя и внутренняя неферромагнитные перфорированные обечайки образуют кольцевое пространство. Роторы с неподвижными неферромагнитными основаниями образуют коаксиальные неферромагнитные перфорированные резонаторы. Каждое кольцевое пространство разделено вертикальными радиальными перфорированными керамическими перегородками 6, 10, 14 на несколько отсеков 5, 9, 13. В поперечном сечении эти керамические перегородки имеют сужающуюся книзу форму для облегчения загрузки сырья на нижний ярус или выгрузки в разгрузочную емкость. Rotary microwave-convective hop dryer (Fig. 1-10) contains shielding cylindrical non-ferromagnetic housing 1 arranged in tiers. Inside each housing, electrically driven perforated rotors 4, 8, 12 are located coaxially and in tiers between perforated non-ferromagnetic stationary bases 2, 7, 11, 15 with sector cutouts. In each rotor, the outer and inner non-ferromagnetic perforated shells form an annular space. Rotors with fixed non-ferromagnetic bases form coaxial non-ferromagnetic perforated resonators. Each annular space is divided by vertical radial perforated ceramic baffles 6, 10, 14 into several compartments 5, 9, 13. In cross section, these ceramic baffles have a downwardly tapering shape to facilitate loading of raw materials to the lower tier or unloading into an unloading tank.

Загрузка сырья в отсеки, и выгрузка его из отсеков происходит через секторные вырезы в основаниях каждого резонатора. Индивидуальный привод роторов осуществляется с помощью шестеренок с зубчатыми венцами 20, 22, 24, установленных с наружной стороны, по периметру внешней обечайки каждого ротора. За счет сцепления ведущей шестерни на валу мотора редуктора с зубчатым венцом, ротор вращается.The raw material is loaded into the compartments and unloaded from the compartments through sector cuts in the bases of each resonator. The individual drive of the rotors is carried out with the help of gears with gear rims 20, 22, 24, installed on the outside, along the perimeter of the outer shell of each rotor. Due to the engagement of the drive gear on the shaft of the gear motor with the ring gear, the rotor rotates.

Технологический процесс сушки происходит следующим образом. The technological process of drying is as follows .

Включить тепловые пушки для подачи теплого воздуха определенной температуры и производительности через неферромагнитные воздуховоды 10, 21, 23 в перфорированные роторы всех ярусов. Подвод конвективного тепла от индивидуальных тепловых пушек к ротору осуществляется через неферромагнитные воздуховоды, направленные через экранирующие цилиндрические корпуса хмелесушилки. Turn on heat guns to supply warm air of a certain temperature and capacity through non-ferromagnetic air ducts 10, 21, 23 to the perforated rotors of all tiers. The supply of convective heat from individual heat guns to the rotor is carried out through non-ferromagnetic air ducts directed through the shielding cylindrical housings of the hop dryer.

Включить моторы-редукторы для вращения неферромагнитных перфорированных роторов 4, 8, 12 за счет сцепления ведущей шестерни на валу мотора редуктора с зубчатыми венцами 20, 22, 24 на внешних обечайках роторов.Turn on gear motors for rotation of non-ferromagnetic perforated rotors 4, 8, 12 due to the engagement of the drive gear on the gearbox motor shaft with gear rims 20, 22, 24 on the outer shells of the rotors.

Загрузить свежеубранный хмель (влажность 70-80 %) в неферромагнитную приемную емкость с закрытой задвижкой. Открыть задвижку и включить электропривод неферромагнитного спирального шнека 3. Load freshly harvested hops (70-80% moisture) into a non-ferromagnetic receiving container with the valve closed. Open the valve and turn on the electric drive of the non-ferromagnetic spiral auger 3.

После чего происходит загрузка свежеубранного хмеля в керамические отсеки 5 коаксиального резонатора первого яруса с помощью неферромагнитного спирального шнека 3, выполняющего одновременно функцию замедляющей системы, что обеспечивает электромагнитную безопасность и равномерность загрузки отсеков 5, образованных радиальными керамическими перегородками 6. Загрузка сырья в отсеки, образованные между радиальными керамическими перегородками происходит через секторные вырезы в неферромагнитных основаниях каждого коаксиального резонатора. After that, freshly harvested hops are loaded into ceramic compartments 5 of the coaxial resonator of the first tier using a non-ferromagnetic spiral screw 3, which simultaneously performs the function of a slowing system, which ensures electromagnetic safety and uniform loading of compartments 5 formed by radial ceramic partitions 6. Loading raw materials into compartments formed between radial ceramic baffles occurs through sector cuts in the non-ferromagnetic bases of each coaxial resonator.

Далее включить генераторы 26 (магнетроны), после чего в коаксиальном резонаторе первого яруса возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты (2450 МГц, 12,24 см), (возбуждается бегущая волна). Next, turn on generators 26 (magnetrons), after which an electromagnetic field of microwave frequency (2450 MHz, 12.24 cm) is excited in the coaxial resonator of the first tier (a traveling wave is excited).

В коаксиальном резонаторе возбуждается бегущая волна, что уменьшает опасность пробоя при влажности сырья 80 % и максимальной загрузки резонатора. Энергия, затрачиваемая на поляризацию сырья, генерируется в шишках хмеля в виде теплоты. Ценное свойство СВЧ энергии – концентрация в объеме хмеля, масса которого нагревается избирательно в зависимости от электрофизических свойств его составляющих. Выделенная поверхностная влага испаряется и удаляется конвективным теплым воздухом (23) за пределы хмелесушилки через перфорацию ротора и воздухоотвод 25. A traveling wave is excited in the coaxial resonator, which reduces the risk of breakdown at a raw material moisture content of 80% and the maximum load of the resonator. The energy spent on the polarization of the raw material is generated in the hop cones in the form of heat. A valuable property of microwave energy is the concentration in the volume of hops, the mass of which is heated selectively depending on the electrical properties of its components. The released surface moisture evaporates and is removed by convective warm air (23) outside the hop dryer through the perforation of the rotor and the air outlet 25.

В процессе перемещения перфорированного ротора 4 первого яруса с сырьем в керамических отсеках 5 между стационарными неферромагнитными основаниями из секторного выреза 7 частично обезвоженное и нагретое избирательно, в зависимости от электрофизических параметров лепестков и стерженьков, шишки хмеля выгружаются в перфорированные керамические отсеки 9 ротора 8 второго яруса. Совершив практически полный круг в верхнем ярусе, шишки хмеля через секторный вырез пересыпаются из разгружаемого отсека в соответствующий отсек коаксиального резонатора второго яруса. В данном перфорированном роторе 8 теплый воздух от тепловой пушки, попадая через неферромагнитный воздуховод 21, обеспечивает испарение поверхностной влаги, а отсутствие электромагнитного поля сверхвысокой частоты в данном ярусе способствует выравниванию давления, влажности и температуры в лепестках и стерженьках шишек хмеля за счет теплопроводности, это позволяет снизить хрупкость стерженьков.In the process of moving the perforated rotor 4 of the first tier with raw materials in ceramic compartments 5 between stationary non-ferromagnetic bases from the sector cut 7, partially dehydrated and heated selectively, depending on the electrical parameters of the petals and rods, hop cones are unloaded into perforated ceramic compartments 9 of the rotor 8 of the second tier. Having made almost a full circle in the upper tier, hop cones are poured through the sector cutout from the unloaded compartment into the corresponding compartment of the coaxial resonator of the second tier. In this perforated rotor 8, warm air from a heat gun, entering through a non-ferromagnetic air duct 21, ensures the evaporation of surface moisture, and the absence of an electromagnetic field of microwave frequency in this tier helps to equalize pressure, humidity and temperature in the petals and stems of hop cones due to thermal conductivity, this allows reduce rod brittleness.

Далее сырье через секторный вырез 11 высыпается из ротора второго яруса в керамические отсеки 13 ротора 12 третьего яруса. Как только в отсеках 13 окажется частично высушенный хмель, необходимо включить СВЧ генераторы 18 (без сырья в резонаторе включать СВЧ генераторы не разрешается) для возбуждения ЭМПСВЧ. Тогда в коаксиальном резонаторе третьего яруса, хмель подвергнется воздействию эндогенно-конвективному нагреву и высушится до влажности 10-12 %. Такое чередование диэлектрического нагрева и паузы, при которой происходит выравнивание температуры, давления, влажности по всему сечению шишек хмеля обеспечивает щадящий режим сушки и сохранение потребительских свойств сырья. Ожидается снижение удельных энергетических затрат на сушку хмеля за счет исключения СВЧ генераторов во втором ярусе и подвода конвективного тепла в каждый ярус в эффективных режимах при трехэтапной сушке. Разрушение структуры шишек минимально за счет использования спиральных шнеков для подачи и выгрузки сырья. Next, the raw material through the sector cutout 11 is poured out of the rotor of the second tier into the ceramic compartments 13 of the rotor 12 of the third tier. As soon as partially dried hops appear in the compartments 13, it is necessary to turn on the microwave generators 18 (it is not allowed to turn on the microwave generators without raw materials in the resonator) to excite the EMSHF. Then, in the coaxial resonator of the third tier, the hops will be exposed to endogenous-convective heating and will dry up to a moisture content of 10-12%. Such an alternation of dielectric heating and a pause, during which the temperature, pressure, and humidity equalize over the entire cross section of the hop cones, ensures a gentle drying regime and the preservation of consumer properties of raw materials. It is expected to reduce the specific energy costs for drying hops due to the exclusion of microwave generators in the second tier and the supply of convective heat to each tier in efficient modes with three-stage drying. The destruction of the structure of the cones is minimal due to the use of spiral screws for feeding and unloading raw materials.

Перемещение шишек хмеля с помощью роторов 4, 8, 12 по стационарным основаниям 7, 11, 15 осуществляется при малых оборотах мотора-редуктора, что обеспечивает щадящий режим транспортировки. Нижнее основание третьего яруса не перфорировано, что снижает потери конвективного тепла. Цилиндрические неферромагнитные корпуса также снижают потери конвективного тепла и обеспечивают радиогерметичность хмелесушилки вместе со спиральными замедляющими системами 3, 17 (электроприводные спиральные шнеки 3, 17). Если диаметр неферромагнитной проволоки мал по сравнению с диаметром спирали, то ее можно рассматривать как цилиндр, проводимость которого бесконечна в направлении витков спирали и равна нулю в поперечном направлении [3]. Правильным подбором радиуса спирали и шага намотки можно обеспечить достаточную эффективность замедления ЭМП, т.е. снижение излучения через загрузочное окно. Расчеты показывают, что почти в 4 раза снизиться мощность потока излучений через загрузочную емкость, если применить спиральную замедляющую систему. К тому же, свежеубранный хмель имеет влажность до 80 %, а значит, электромагнитное поле замыкается на сырье. Поэтому следует ожидать соблюдение безопасной нормы СВЧ излучения в 10 мкВт/см2 [4]. The movement of hop cones with the help of rotors 4, 8, 12 on stationary bases 7, 11, 15 is carried out at low speeds of the motor-reducer, which provides a gentle mode of transportation. The lower base of the third tier is not perforated, which reduces the loss of convective heat. Cylindrical non-ferromagnetic housings also reduce the loss of convective heat and provide radio tightness of the hop dryer together with spiral retarding systems 3, 17 (electrically driven spiral augers 3, 17). If the diameter of a non-ferromagnetic wire is small compared to the diameter of the spiral, then it can be considered as a cylinder, the conductivity of which is infinite in the direction of the spiral turns and is zero in the transverse direction [3]. The correct selection of the spiral radius and winding pitch can provide sufficient EMF deceleration efficiency, i.e. reduction of radiation through the loading window. Calculations show that the power of the radiation flux through the loading tank will decrease by almost 4 times if a spiral moderating system is used. In addition, freshly harvested hops have a moisture content of up to 80%, which means that the electromagnetic field closes on the raw material. Therefore, one should expect compliance with the safe norm of microwave radiation of 10 μW/ cm2 [4].

Управление эффективными режимами облегчается за счет возможности регулирования мощности СВЧ генераторов, частоты вращения роторов каждого яруса, объема загрузки в отсеки, производительности и мощности тепловых пушек.Management of efficient modes is facilitated by the ability to control the power of microwave generators, the rotational speed of the rotors of each tier, the volume of loading into the compartments, the performance and power of heat guns.

Перфорированные керамические перегородки с сужающимся книзу поперечным сечением, позволяют концентрировать энергию излучений в сырье. Следовательно, обеспечит напряженность электрического поля, достаточную для обеззараживания хмеля (0,6-1 кВ/см). Керамические перегородки позволяют уменьшить потери на излучение через перфорацию обечаек ротора [4, стр. 359].Perforated ceramic partitions with a cross-section tapering downwards allow the radiation energy to be concentrated in the raw material. Therefore, it will provide an electric field strength sufficient for hop disinfection (0.6-1 kV/cm). Ceramic baffles make it possible to reduce radiation losses through the perforation of the rotor shells [4, p. 359].

Качество высушенного хмеля зависит от температуры и напора подаваемого воздуха, дозы воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты, напряженности электрического поля на каждом этапе сушки. Равномерность распределения хмеля в объеме коаксиального резонатора и равномерность нагрева его обеспечивается за счет того, что расстояние между керамическими радиальными перегородками не более двух глубин проникновения волны в шишки хмеля (4-5 см).The quality of dried hops depends on the temperature and pressure of the supplied air, the dose of exposure to an electromagnetic field of ultrahigh frequency, and the strength of the electric field at each stage of drying. The uniform distribution of hops in the volume of the coaxial resonator and the uniformity of its heating is ensured due to the fact that the distance between the ceramic radial partitions is not more than two depths of wave penetration into the hop cones (4-5 cm).

Собственная добротность резонаторов с керамическими перфорированными перегородками выше, чем с фторопластовыми перегородками, т.е. КПД хмелесушилки выше. Отсутствие тепловой инерционности СВЧ нагрева на сырье обеспечивает высокую точность регулирования процесса сушки и его воспроизводимости. С уменьшением влажности хмеля в процессе сушки потери СВЧ энергии уменьшаются, а нагрев продолжается только в тех участках сырья, где еще сохранилась повышенная влажность. The intrinsic quality factor of resonators with perforated ceramic baffles is higher than those with PTFE baffles; The efficiency of the hop dryer is higher. The absence of thermal inertia of microwave heating on the raw material ensures high accuracy in the control of the drying process and its reproducibility. With a decrease in the moisture content of hops during the drying process, the loss of microwave energy decreases, and heating continues only in those areas of the raw material where high humidity is still preserved.

Источники информацииInformation sources

1. Патент № 2774961 РФ, МПК С12С3/02; F26B3. Сверхвысокочастотная хмелесушилка с поярусно расположенными резонаторами /Просвирякова М.В., Сторчевой В.Ф., Горячева Н.Г., Михайлова О.В., Новикова Г.В.; заявитель и патентообладатель РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева (RU). – № 2021129382; заявл. 08.10.2021 . Бюл. № 18 от 24.06.2022.1. Patent No. 2774961 RF, IPC C12C3/02; F26B3. Microwave hop dryer with tiered resonators /Prosviryakova M.V., Storchevoj V.F., Goryacheva N.G., Mikhailova O.V., Novikova G.V.; applicant and patent holder RGAU-MSHA named after K.A. Timiryazev (RU). – No. 2021129382; dec. 08.10.2021 . Bull. No. 18 dated 06/24/2022.

2. Кошевой Е.П. Технологическое оборудование предприятий производства растительных масел. – СПб: ГИОРД, 2001. 368 с.2. Koshevoy E.P. Technological equipment for enterprises producing vegetable oils. - St. Petersburg: GIORD, 2001. 368 p.

3. Баскаков С.И. Электродинамика распространения волн: М.: URSS. 416 с.3. Baskakov S.I. Electrodynamics of wave propagation: M.: URSS. 416 p.

4. Стрекалов А.В., Стрекалов Ю.А. Электромагнитные поля и волны. М.: РИОР: ИНФРА-М, 2014. 375 с.4. Strekalov A.V., Strekalov Yu.A. Electromagnetic fields and waves. M.: RIOR: INFRA-M, 2014. 375 p.

Claims (1)

Роторная СВЧ-конвективная хмелесушилка, характеризующаяся тем, что она имеет расположенные вертикально экранирующие цилиндрические неферромагнитные корпуса, внутри которых соосно и поярусно, между стационарными неферромагнитными основаниями корпусов, имеющими секторные вырезы, установлены неферромагнитные перфорированные роторы с радиальными керамическими перфорированными перегородками, поперечное сечение которых имеет сужающуюся книзу форму, причем расстояние хорды между керамическими перегородками не более двух глубин проникновения волны, при этом в каждом роторе внешняя и внутренняя неферромагнитные перфорированные обечайки образуют кольцевое пространство, а роторы со стационарными неферромагнитными основаниями образуют коаксиальные резонаторы, причем по периметру внешних перфорированных обечаек роторов расположены зубчатые венцы для сцепления с ведущими шестернями на валу мотор-редукторов, расположенных вне хмелесушилки, кроме того в неферромагнитной загрузочной емкости, расположенной на верхнем неферромагнитном стационарном основании резонатора первого яруса, над секторным вырезом, и в приемной неферромагнитной емкости, расположенной под секторным вырезом нижнего стационарного неферромагнитного основания резонатора третьего яруса, установлены электроприводные спиральные шнеки, при этом излучатели от магнетронов воздушного охлаждения, расположенных со сдвигом на 120 градусов на верхнем основании резонатора первого яруса и под нижним основанием резонатора третьего яруса, направлены в соответствующие кольцевые пространства через волноводы, ротор второго яруса расположен между стационарными перфорированными неферромагнитными основаниями, к каждому ротору через экранирующие корпусы подведены неферромагнитные воздуховоды с тепловыми пушками, а перфорированные внутренние неферромагнитными обечайки образуют воздухоотвод.Rotary microwave-convective hop dryer, characterized in that it has vertically arranged screening cylindrical non-ferromagnetic housings, inside which, coaxially and in tiers, between the stationary non-ferromagnetic bases of the housings having sector cutouts, non-ferromagnetic perforated rotors with radial ceramic perforated partitions are installed, the cross section of which has a tapering from top to bottom, the distance of the chord between the ceramic partitions is not more than two depths of wave penetration, while in each rotor the outer and inner non-ferromagnetic perforated shells form an annular space, and the rotors with stationary non-ferromagnetic bases form coaxial resonators, and along the perimeter of the outer perforated shells of the rotors there are toothed rims for coupling with drive gears on the shaft of motor-reducers located outside the hop dryer, in addition, in a non-ferromagnetic loading tank located on the upper non-ferromagnetic stationary base of the resonator of the first tier, above the sector cutout, and in the receiving non-ferromagnetic tank located under the sector cutout of the lower stationary non-ferromagnetic base of the third tier resonator, electrically driven spiral screws are installed, while the emitters from the air-cooled magnetrons located with a shift of 120 degrees on the upper base of the first tier resonator and under the lower base of the third tier resonator are directed to the corresponding annular spaces through waveguides, the rotor of the second tier is located between stationary perforated non-ferromagnetic bases, non-ferromagnetic air ducts with heat guns are connected to each rotor through shielding housings, and perforated internal non-ferromagnetic shells form an air vent.
RU2023102277A 2023-02-02 Rotary microwave convection hop dryer RU2800591C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2800591C1 true RU2800591C1 (en) 2023-07-24

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905426A1 (en) * 1999-02-10 2000-08-31 Florian Ilmberger Microwave-heated hop grain drier is compact, operates at high throughput rates and minimizes emissions
RU2770628C1 (en) * 2021-12-13 2022-04-19 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный инженерно-экономический университет" (НГИЭУ) Microwave-convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator
RU2774186C1 (en) * 2021-07-19 2022-06-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Continuous-flow hop dryer with endogenous-convective heating sources

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905426A1 (en) * 1999-02-10 2000-08-31 Florian Ilmberger Microwave-heated hop grain drier is compact, operates at high throughput rates and minimizes emissions
RU2774186C1 (en) * 2021-07-19 2022-06-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Continuous-flow hop dryer with endogenous-convective heating sources
RU2774961C1 (en) * 2021-10-08 2022-06-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Microwave hop dryer with tiered resonators
RU2770628C1 (en) * 2021-12-13 2022-04-19 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный инженерно-экономический университет" (НГИЭУ) Microwave-convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4347670A (en) Apparatus and process for drying granular products
US5135122A (en) Method and apparatus for dehydrating fruit
US5020237A (en) Method and apparatus for dehydrating fruit
US3277580A (en) Method and apparatus for drying
RU2629159C1 (en) Super high frequency installation with toroidal resonator and cellular rotor for raw material thermo-processing
JPH0519276B2 (en)
US4332091A (en) Microwave drying device for drying products in form of grains
US9435585B2 (en) Microwave dryer and microwave drying method
RU2732722C1 (en) Microwave unit with nonconventional resonators for defrosting of cow colostrum heating in continuous mode
RU2800591C1 (en) Rotary microwave convection hop dryer
CN111578648B (en) Microwave heating type vacuum freeze dryer with multiple oscillation modes
JPH08135978A (en) High-frequency heating device
CN211372949U (en) Microwave heating type vacuum freeze dryer with multiple oscillation modes
RU2798573C1 (en) Sectional hop-kiln with energy supply in an electromagnetic field of ultrahigh frequency
RU2808181C1 (en) Carousel hop dryer
RU2770628C1 (en) Microwave-convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator
RU2651594C1 (en) Microwave drier of down and fur raw materials of the rotor type
US3478900A (en) Apparatus for treating food products and the like with microwave energy
Novikova et al. Development and justification of parameters of a microwave convective hop dryer
RU2798374C1 (en) Tiered hop dryer with dielectric and convective heating sources
RU2806475C1 (en) Continuous-flow microwave convective hop dryer with resonator drums
RU2806546C1 (en) Microwave convective dryer of raw materials with tiered toroidal resonators
RU2798575C1 (en) Microwave-convective continuous-flow hop-kiln with metal-dielectric resonators
RU2799419C1 (en) Mobile microwave-convective continuous-flow hop dryer with semi-cylindrical resonators
KR101675760B1 (en) drying vessel for microwave oven