RU2808076C1 - Microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials - Google Patents
Microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808076C1 RU2808076C1 RU2022118194A RU2022118194A RU2808076C1 RU 2808076 C1 RU2808076 C1 RU 2808076C1 RU 2022118194 A RU2022118194 A RU 2022118194A RU 2022118194 A RU2022118194 A RU 2022118194A RU 2808076 C1 RU2808076 C1 RU 2808076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- fat
- raw materials
- large base
- ferromagnetic
- Prior art date
Links
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 6
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 3
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 2
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 2
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 2
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 235000013330 chicken meat Nutrition 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004235 Orange GGN Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для вытопки обеззараженного жира из жиросодержащего сырья (мышечного, внутреннего жира КРС, овец, свиней, кур и т.п.) в перерабатывающих цехах фермерских хозяйств.The present invention relates to agriculture and can be used for rendering disinfected fat from fat-containing raw materials (muscle, internal fat of cattle, sheep, pigs, chickens, etc.) in processing shops of farms.
Термообработку жиросодержащего сырья применяют для вытопки жира. Для извлечения жира из жиросодержащего сырья используют конвективный и кондуктивный методы подвода теплоты. Конвективный нагрев происходит при контакте сырья с острым паром, при кондуктивном - теплота подводится через стенку от глухого пара. Чтобы извлечь жир из жиросодержащей ткани, необходимо разрушить белковую структуру, содержащую жир, перевести его из внутриклеточной фазы во внеклеточную, свободную фазу и затем удалить во внешнюю среду [1, стр. 322]. Применяют: автоклавы, вакуумные котлы (периодического действия); шнековые, барабанные, роторные аппараты (непрерывного действия). Имеются комбинированные аппараты, совмещающие термообработку и измельчение сырья. В аппаратах периодического действия процесс термообработки сырья составляет 4-4,5 часа, следовательно, ухудшается качество жира и шквары. При обработке жиросодержащего сырья повышение температуры выше 120-130°С нежелательно, так как это приводит к ухудшению качества конечной продукции. Наиболее эффективный способ интенсификации теплообмена - это использование энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) для воздействия на измельченное сырье. Известно, что при измельчении увеличивается поверхность теплообмена. Допустимые размеры измельченных частиц определяются технологическими требованиями к процессу (2,5-3 см), и согласовываются с глубиной проникновения волны. Измельчение сырья необходимо провести до подачи в рабочую камеру.Heat treatment of fat-containing raw materials is used for rendering fat. To extract fat from fat-containing raw materials, convective and conductive methods of heat supply are used. Convective heating occurs when raw materials come into contact with live steam; with conductive heating, heat is supplied through the wall from dead steam. To extract fat from fat-containing tissue, it is necessary to destroy the protein structure containing the fat, transfer it from the intracellular phase to the extracellular, free phase and then remove it to the external environment [1, p. 322]. Apply: autoclaves, vacuum boilers (batch); screw, drum, rotary devices (continuous action). There are combined devices that combine heat treatment and grinding of raw materials. In batch machines, the heat treatment of raw materials takes 4-4.5 hours, therefore, the quality of fat and greaves deteriorates. When processing fat-containing raw materials, increasing the temperature above 120-130°C is undesirable, as this leads to a deterioration in the quality of the final product. The most effective way to intensify heat transfer is to use the energy of an ultrahigh frequency electromagnetic field (EMF) to influence crushed raw materials. It is known that grinding increases the heat transfer surface. The permissible sizes of crushed particles are determined by the technological requirements for the process (2.5-3 cm), and are consistent with the depth of penetration of the wave. Grinding of raw materials must be carried out before feeding into the working chamber.
Известно, что удельная теплота не зависит от способа подвода энергии. Продолжительность достижения необходимых температур в массе продукта определяется характеристиками процесса: видом подвода энергии, интенсивностью переноса теплоты и массы, соотношением объема, площади поверхности и определяющего размера сырья и его физических свойств.It is known that specific heat does not depend on the method of energy supply. The duration of reaching the required temperatures in the mass of the product is determined by the characteristics of the process: the type of energy supply, the intensity of heat and mass transfer, the ratio of volume, surface area and determining size of the raw material and its physical properties.
Существуют СВЧ-установки для вытопки жира, разного конструкционного исполнения с цилиндрическими, сферическими и другими резонаторами периодического и непрерывного режима работы. Все они содержат экранирующий корпус, тем не менее мощность потока излучений достигает до 250-300 мкВт/см2, а предельно допустимый уровень (ПДУ) всего 10 мкВт/см2 [2].There are microwave installations for rendering fat of various designs with cylindrical, spherical and other resonators of periodic and continuous operation. All of them contain a shielding housing, however, the radiation flux power reaches up to 250-300 μW/cm 2 , and the maximum permissible level (MAL) is only 10 μW/cm 2 [2].
Аналогом является СВЧ-установка с квазистационарным тороидальным резонатором для вытопки обеззараженного жира из измельченного жиросодержащего сырья в непрерывном режиме [3]. Недостатками являются сложность дозированной подачи сырья и выгрузки шквары; не возможность регулирования скорости нагрева сырья в процессе отделения жира от шквары.An analogue is a microwave installation with a quasi-stationary toroidal resonator for rendering disinfected fat from crushed fat-containing raw materials in a continuous mode [3]. The disadvantages are the complexity of dosed supply of raw materials and unloading of greaves; it is not possible to regulate the heating rate of raw materials during the process of separating fat from greaves.
Прототипом является СВЧ-установка с передвижными полусферическими резонаторами, расположенными на венце внутри цилиндрического экранирующего корпуса [4]. Недостатками являются достаточно высокие энергетические затраты - 0,2-0,25 кВт⋅ч/кг; наличие экранирующего корпуса влияющего на увеличение балансовой стоимости установки, а следовательно эксплуатационные затраты; низкий термический КПД установки; напряженность электрического поля в сферическом резонаторе можно регулировать только изменением мощности генератора.The prototype is a microwave installation with movable hemispherical resonators located on a rim inside a cylindrical shielding housing [4]. The disadvantages are quite high energy costs - 0.2-0.25 kWh/kg; the presence of a shielding housing that affects the increase in the book value of the installation, and therefore operating costs; low thermal efficiency of the installation; The electric field strength in a spherical resonator can only be adjusted by changing the generator power.
Поэтому разработка радиогерметичной СВЧ-установки непрерывно-поточного действия для термообработки и обеззараживания жиросодержащего сырья при низких эксплуатационных затратах и высоком термическом коэффициенте полезного действия с регулируемой напряженностью электрического поля в процессе вытопки остается актуальной.Therefore, the development of a radio-tight continuous-flow microwave installation for heat treatment and disinfection of fat-containing raw materials at low operating costs and a high thermal efficiency with adjustable electric field strength during the heating process remains relevant.
Целью работы является разработка СВЧ-установки непрерывно-поточного действия с магнетронами воздушного охлаждения и резонатором в виде усеченного конуса с экспоненциальной образующей, способствующего повышению термического КПД и сохранению высокой напряженности электрического поля и радиогерметичности без экранирующего корпуса при вытопке обеззараженного жира из жиросодержащего сырья.The purpose of the work is to develop a continuous-flow microwave installation with air-cooled magnetrons and a resonator in the form of a truncated cone with an exponential generatrix, which helps to increase thermal efficiency and maintain high electric field strength and radio-tightness without a shielding housing when rendering disinfected fat from fat-containing raw materials.
Технический результат достигается тем, что СВЧ-установка для термообработки жиросодержащего сырья содержит горизонтально расположенный неферромагнитный резонатор в виде усеченного конуса с экспоненциальной образующей, при этом на его большое основание соосно установлено вогнутое керамическое зеркало,The technical result is achieved by the fact that the microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials contains a horizontally located non-ferromagnetic resonator in the form of a truncated cone with an exponential generatrix, while a concave ceramic mirror is coaxially installed on its large base,
причем вдоль резонатора размещен диэлектрический винтовой шнек с уменьшающимся шагом и диаметром витка к малому основанию резонатора,Moreover, along the resonator there is a dielectric screw screw with a decreasing pitch and diameter of the turn towards the small base of the resonator,
при этом сверху на боковую поверхность резонатора, где имеется загрузочное окно с заслонкой, установлен верхний шлюзовой затвор с соприкосновением к большому основанию, а нижний шлюзовой затвор - к боковой поверхности, где предусмотрено выгрузное окно, с соприкосновением к малому основанию резонатора,in this case, on top of the side surface of the resonator, where there is a loading window with a damper, an upper sluice valve is installed in contact with the large base, and a lower sluice valve is installed on the side surface, where an unloading window is provided, in contact with the small base of the resonator,
причем с нижней стороны часть боковой поверхности резонатора у большого основания, перфорирована, под которой установлена приемная емкость,Moreover, on the lower side, part of the side surface of the resonator at the large base is perforated, under which a receiving tank is installed,
при этом над верхним шлюзовым затвором размещена загрузочная емкость, а магнетроны установлены со сдвигом на 120 градусов по периметру боковой поверхности резонатора, так, что излучатели направлены через волноводы в резонатор, а отсеки шлюзовых затворов образованы между неферромагнитными согнутыми лопастями.in this case, a loading tank is placed above the upper sluice gate, and the magnetrons are installed with a shift of 120 degrees along the perimeter of the side surface of the resonator, so that the emitters are directed through the waveguides into the resonator, and the sluice gate compartments are formed between non-ferromagnetic bent blades.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:The essence of the invention is illustrated by drawings:
фиг. 1 - схематическое изображение СВЧ-установки для термообработки жиросодержащего сырья;fig. 1 - schematic representation of a microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials;
фиг. 2 - пространственное изображение СВЧ-установка для термообработки жиросодержащего сырья (общий вид);fig. 2 - spatial image of a microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials (general view);
фиг. 3 - пространственное изображение СВЧ-установка для термообработки жиросодержащего сырья (в разрезе, с позициями);fig. 3 - spatial image of a microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials (sectional view, with positions);
Фиг. 4 - пространственное изображение СВЧ-установка для термообработки жиросодержащего сырья (в разрезе, вид спереди);Fig. 4 - spatial image of a microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials (sectional view, front view);
фиг.5 - пространственное изображение диэлектрического шнека с уменьшающим шагом и диаметром витка;Fig.5 is a spatial image of a dielectric screw with a decreasing pitch and coil diameter;
фиг. 6 - пространственное изображение керамического зеркала;fig. 6 - spatial image of a ceramic mirror;
фиг. 7 - пространственное изображение отсеков шлюзового затвора;fig. 7 - spatial image of the sluice gate compartments;
СВЧ-установка для термообработки жиросодержащего сырья (фиг. 1-7) содержит: верхний шлюзовой затвор 1 из неферромагнитного материала для подачи измельченного сырья;A microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials (Fig. 1-7) contains: an upper airlock 1 made of non-ferromagnetic material for supplying crushed raw materials;
резонатор 2 в виде усеченного конуса с экспоненциальной образующей; винтовой шнек 3 из диэлектрического материала с диэлектрическим валом; нижний шлюзовой затвор 4 из неферромагнитного материала для выгрузки шквары;resonator 2 in the form of a truncated cone with an exponential generatrix; screw screw 3 made of dielectric material with a dielectric shaft; lower sluice gate 4 made of non-ferromagnetic material for unloading greaves;
окно 5 с заслонкой на боковой поверхности резонатора, над нижним шлюзовым затвором 4;window 5 with a shutter on the side surface of the resonator, above the lower sluice gate 4;
электропривод 6 нижнего шлюзового затвора 4; магнетроны 7 воздушного охлаждения с волноводами;electric drive 6 of the lower sluice gate 4; air-cooled magnetrons 7 with waveguides;
перфорированная часть 8 боковой поверхности резонатора до большого основания 11 резонатора;perforated part 8 of the side surface of the resonator to the large base 11 of the resonator;
неферромагнитная приемная емкость 9 для вытопленного жира; вогнутое керамическое зеркало 10;non-ferromagnetic receiving container 9 for melted fat; concave ceramic mirror 10;
большое основание 11 резонатора 2, выполненного в виде усеченного конуса; электропривод 12 винтового шнека 3 из диэлектрического материала с диэлектрическим валом;large base 11 of resonator 2, made in the form of a truncated cone; electric drive 12 of a screw 3 made of dielectric material with a dielectric shaft;
окно с заслонкой 13 на боковой поверхности резонатора 2; электропривод 14 верхнего шлюзового затвора 1; загрузочная емкость 15.a window with a shutter 13 on the side surface of the resonator 2; electric drive 14 of the upper sluice gate 1; loading capacity 15.
СВЧ-установка для термообработки жиросодержащего сырья (фиг. 1-7) выполнена в виде горизонтально расположенного усеченного конуса с экспоненциальной образующей из неферромагнитного материала (алюминия, меди и т.п.). Усеченный конус выполняет функцию объемного резонатора 2. На его большое основание 11 установлено вогнутое керамическое зеркало 10, диаметром равным диаметру основания. Внутрь резонатора 2 размещен винтовой шнек 3 из диэлектрического материала на диэлектрическом валу, соединенный с электроприводом 12. Шаг витка шнека уменьшается в сторону малого основания резонатора. Диаметр витка шнека уменьшается также как экспоненциальная образующая усеченного конуса резонатора 2.A microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials (Fig. 1-7) is made in the form of a horizontally located truncated cone with an exponential generatrix made of non-ferromagnetic material (aluminum, copper, etc.). The truncated cone performs the function of a volumetric resonator 2. On its large base 11, a concave ceramic mirror 10 is installed, with a diameter equal to the diameter of the base. Inside the resonator 2 there is a screw screw 3 made of dielectric material on a dielectric shaft, connected to an electric drive 12. The pitch of the screw turn decreases towards the small base of the resonator. The diameter of the screw turn decreases in the same way as the exponential generatrix of the truncated cone of resonator 2.
Сверху на боковой поверхности резонатора, около основания имеется окно с заслонкой 13. Над этим окном установлен верхний шлюзовой затвор 1 с электроприводом 14. К верхнему шлюзовому затвору 1 пристыкована загрузочная емкость 15. Отсеки: верхнего шлюзового затвора 1 и нижнего шлюзового затвора 4 образованы между неферромагнитными согнутыми лопастями.On top of the side surface of the resonator, near the base, there is a window with a damper 13. Above this window, an upper sluice gate 1 with an electric drive 14 is installed. A loading tank 15 is attached to the upper sluice gate 1. The compartments: the upper sluice gate 1 and the lower sluice gate 4 are formed between non-ferromagnetic bent blades.
Снизу на боковой поверхности резонатора, около малого основания резонатора имеется окно 5, к которому пристыкован нижний шлюзовой затвор 4 с электроприводом 6, а у большого основания резонатора часть боковой поверхности перфорирована 8, под перфорацией установлена приемная емкость 9.At the bottom of the side surface of the resonator, near the small base of the resonator, there is a window 5, to which a lower sluice gate 4 with an electric drive 6 is attached, and at the large base of the resonator, part of the side surface is perforated 8, and a receiving tank 9 is installed under the perforation.
Магнетроны воздушного охлаждения с волноводами 7 установлены со сдвигом на 120 градусов по периметру боковой поверхности резонатора так, что излучатели направлены через волноводы в резонатор 2.Air-cooled magnetrons with waveguides 7 are installed with a shift of 120 degrees along the perimeter of the side surface of the resonator so that the emitters are directed through the waveguides into the resonator 2.
Диаметр большого основания резонатора и его длины кратны половине длины волны (длина волны 12,24 см, частота электромагнитного поля 2450 МГц).The diameter of the large base of the resonator and its length are multiples of half the wavelength (wavelength 12.24 cm, electromagnetic field frequency 2450 MHz).
Технологический процесс происходит следующим образом. Загрузить измельченное жиросодержащее сырье в загрузочную емкость 15 над верхним шлюзовым затвором 1. Включить электропривод 6 нижнего шлюзового затвора 4, включить электропривод 12 винтового шнека 3 из диэлектрического материала, открыть заслонку 13, включить электропривод 14 верхнего шлюзового затвора 1. После того как измельченное жиросодержащее сырье через верхний шлюзовой затвор 1 дозированно поступает в резонатор 2 и перемещается с помощью винтового шнека 3, включить СВЧ генератора 7.The technological process occurs as follows. Load the crushed fat-containing raw materials into the loading container 15 above the upper sluice gate 1. Turn on the electric drive 6 of the lower sluice gate 4, turn on the electric drive 12 of the screw screw 3 made of dielectric material, open the valve 13, turn on the electric drive 14 of the upper sluice gate 1. After the crushed fat-containing raw materials through the upper sluice gate 1 it is dosed into the resonator 2 and moved using a screw screw 3, turn on the microwave generator 7.
Шлюзовые затворы: (верхний 1 и нижний 4) обеспечивают дозированную подачу сырья в резонатор 2 и выгрузку шквары из резонатора, соответственно.Sluice gates: (upper 1 and lower 4) provide dosed supply of raw materials into the resonator 2 and unloading of greaves from the resonator, respectively.
В электромагнитном поле сверхвысокой частоты жиросодержащее сырье является гетерогенной средой, при частоте 2450 МГц характерна дипольная поляризация. Энергия, затрачиваемая на поляризацию сырья, генерируется в виде тепла. Нагрев жиросодержащего сырья происходит достаточно интенсивно. Поэтому в сырье, нагретом выше 90°С, возникает градиент давления, этому способствует диффузия скольжения в капиллярах, так как температура в центре частиц сырья больше, чем на его поверхности. Следовательно, плавленый жир отделяется от шквары, стекает по внутренней экспоненциальной боковой поверхности резонатора и через перфорированную часть 8 стекает в приемную емкость 9, а шквара передвигается витками шнека 3 до нижнего шлюзового затвора 4 и порционно выгружается в другую емкость.In an electromagnetic field of ultrahigh frequency, fat-containing raw materials are a heterogeneous medium; at a frequency of 2450 MHz, dipole polarization is characteristic. The energy expended to polarize the raw material is generated in the form of heat. Heating of fat-containing raw materials occurs quite intensively. Therefore, a pressure gradient arises in raw materials heated above 90°C; this is facilitated by sliding diffusion in capillaries, since the temperature in the center of the raw material particles is higher than on its surface. Consequently, the melted fat is separated from the greaves, flows down the inner exponential side surface of the resonator and flows through the perforated part 8 into the receiving container 9, and the greaves are moved by the turns of the screw 3 to the lower sluice gate 4 and portioned out into another container.
Качество готовой продукции (жира и шквары) зависит от совместного действия факторов: максимальной температуры, продолжительности воздействия ЭМПСВЧ, напряженности электрического поля. Наименьшая продолжительность обработки определяется продолжительностью плавления и напряженностью электрического поля, при которой происходит уничтожения патогенной микрофлоры при данной температуре процесса.The quality of the finished product (fat and greaves) depends on the combined action of factors: maximum temperature, duration of exposure to microwave emfs, electric field strength. The shortest duration of treatment is determined by the duration of melting and the electric field strength at which pathogenic microflora is destroyed at a given process temperature.
Равномерность нагрева сырья обеспечивается также за счет того, что шаг витка шнека менее, чем две глубины проникновения волны в сырье (2,5-4 см).Uniform heating of the raw material is also ensured due to the fact that the pitch of the screw turn is less than twice the depth of penetration of the wave into the raw material (2.5-4 cm).
Вогнутое зеркало из керамики, в котором отражающая поверхность и центр кривизны падает на одну и ту же сторону зеркала, обладает оптической системой формирования падающих и отраженных волн.A concave ceramic mirror, in which the reflecting surface and the center of curvature fall on the same side of the mirror, has an optical system for generating incident and reflected waves.
Использование вогнутого керамического зеркала 10, расположенного на большом основании 11 как часть резонатора 2 позволяет поддерживать свободные электромагнитные колебания разных видов, удовлетворяющие условиям границы раздела (сырье-воздух), т.е. условиям полного внутреннего отражения (малые радиационные потери) при диэлектрической проницаемости жиросодержащего сырья (4-5, жир КРС, свиней, овец, кур). Керамика обладает малыми тепловыми потерями, так как тангенс угла диэлектрических потерь всего 0,003, следовательно, собственная добротность резонатора выше, чем без керамического диска. [5, стр. 359]. При размерах диска значительно превышающих длину волны, собственная добротность резонатора может достичь до 10000. Концентрация энергии электромагнитного поля в объеме резонатора и уменьшение потерь на излучение достигается благодаря применению вогнутого керамического зеркала 10.The use of a concave ceramic mirror 10 located on a large base 11 as part of a resonator 2 allows one to maintain free electromagnetic oscillations of various types that satisfy the conditions of the interface (raw material-air), i.e. conditions of total internal reflection (low radiation losses) with the dielectric constant of fat-containing raw materials (4-5, fat from cattle, pigs, sheep, chickens). Ceramics have low thermal losses, since the dielectric loss tangent is only 0.003, therefore, the intrinsic quality factor of the resonator is higher than without a ceramic disk. [5, p. 359]. With disk sizes significantly larger than the wavelength, the resonator’s own quality factor can reach up to 10,000. The concentration of electromagnetic field energy in the resonator volume and the reduction of radiation losses is achieved through the use of a concave ceramic mirror 10.
Особенностью резонатора, содержащего керамический диск, является многомодовость, это значит, что равномерность нагрева сырья обеспечивают и отраженные от вогнутого керамического зеркала волны, которые полностью концентрируются в сырье.A feature of the resonator containing a ceramic disk is multimode, which means that the uniform heating of the raw material is also ensured by the waves reflected from the concave ceramic mirror, which are completely concentrated in the raw material.
Радио герметичность обеспечивается за счет неферромагнитных дугообразных лопастей верхнего шлюзового затвора 1 и нижнего шлюзового затвора 4. Неферромагнитные дугообразные лопасти перекрывают электромагнитное излучение в процессе непрерывного режима работы установки, а через отверстия в перфорированной части 8 боковой поверхности резонатора излучение ограничивается неферромагнитной приемной емкостью 9.Radio tightness is ensured by non-ferromagnetic arc-shaped blades of the upper sluice gate 1 and the lower sluice gate 4. The non-ferromagnetic arc-shaped blades block electromagnetic radiation during continuous operation of the installation, and through the holes in the perforated part 8 of the side surface of the resonator, the radiation is limited by the non-ferromagnetic receiving capacitance 9.
Известно, что в коническом резонаторе вырождение типов колебаний H011 и Е111 (паразитные типы колебаний) устраняются [6]. Конический резонатор с экспоненциальной образующей и вогнутое керамическое зеркало повышают концентрацию энергии электромагнитных волн в сырье, происходит полное поглощение энергии сырьем. Система генератор-резонатор идеально будет согласована с нагрузкой, так как волны отраженные от вогнутой поверхности керамического зеркала полностью концентрируются на сырье, если резонатор имеет криволинейную поверхность. Поэтому усеченный конический резонатор имеет экспоненциальную образующую, т.е. криволинейную поверхность.It is known that in a conical resonator, the degeneracy of the H 011 and E 111 vibration types (parasitic vibration types) is eliminated [6]. A conical resonator with an exponential generatrix and a concave ceramic mirror increase the concentration of electromagnetic wave energy in the raw material, and the energy is completely absorbed by the raw material. The generator-resonator system will be ideally matched to the load, since the waves reflected from the concave surface of the ceramic mirror are completely concentrated on the raw material if the resonator has a curved surface. Therefore, a truncated conical resonator has an exponential generatrix, i.e. curved surface.
Источники информации:Information sources:
1. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть 1. - М.: Колос, 2001. - 552 с.1. Ivashov V.I. Technological equipment for meat industry enterprises. Part 1. - M.: Kolos, 2001. - 552 p.
2. Белова М.В. Разработка сверхвысокочастотных установок для термообработки сельскохозяйственного сырья: автореферат дис...доктора технических наук. 05.20.02. - М.: ВИЭСХ, 2016. - 39 с.2. Belova M.V. Development of ultra-high-frequency installations for heat treatment of agricultural raw materials: abstract of thesis...doctor of technical sciences. 05.20.02. - M.: VIESKh, 2016. - 39 p.
3. Патент №2726565 РФ, МПК С11В 1/12. СВЧ установка с квазистационарным тороидальным резонатором для вытопки обеззараженного жира из измельченного жиросодержащего сырья в непрерывном режиме / А.А. Тихонов, А.В. Казаков, Г.В. Новикова, М.В. Белова, О.В. Михайлова; заявитель и патентообладатель НГСХА (RU). №2019122928; заявл. 16.07.2019. Бюл. №20 от 14.07.2020. - 14 с.3. Patent No. 2726565 of the Russian Federation, IPC S11V 1/12. Microwave installation with a quasi-stationary toroidal resonator for rendering disinfected fat from crushed fat-containing raw materials in a continuous mode / A.A. Tikhonov, A.V. Kazakov, G.V. Novikova, M.V. Belova, O.V. Mikhailova; applicant and patent holder NGSHA (RU). No. 2019122928; application 07/16/2019. Bull. No. 20 dated July 14, 2020. - 14 s.
4. Патент №2591126 РФ, МПК С11В 1/12. Установка для вытопки жира в электромагнитном поле сверхвысокой частоты / Селиванов И.М., Белова М.В., Белов А.А., Ершова И.Г., Михайлова О.В.; заявитель и патентообладатель АНОВО «АТУ» (RU). №2015116255; заявл. 25.04.2015. Бюл. №19 от 10.07.2016. - 13 с.4. Patent No. 2591126 of the Russian Federation, IPC S11V 1/12. Installation for rendering fat in an electromagnetic field of ultrahigh frequency / Selivanov I.M., Belova M.V., Belov A.A., Ershova I.G., Mikhailova O.V.; applicant and patent holder ANOVO "ATU" (RU). No. 2015116255; application 04/25/2015. Bull. No. 19 dated July 10, 2016. - 13 s.
5. Стрекалов А.В., Стрекалов Ю.А. Электромагнитные поля и воны. - М.: РИОР: ИНФРА-М, 2014. - 375 с.5. Strekalov A.V., Strekalov Yu.A. Electromagnetic fields and waves. - M.: RIOR: INFRA-M, 2014. - 375 p.
6. Дробахин О.О., Заболотный П.И. Резонансные свойства аксиально-симметричных микроволновых резонаторов с коническими элементами // Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 4, с. 433-441.6. Drobakhin O.O., Zabolotny P.I. Resonance properties of axially symmetric microwave resonators with conical elements // Radiophysics and radioastronomy, 2009, vol. 4, p. 433-441.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2808076C1 true RU2808076C1 (en) | 2023-11-23 |
Family
ID=
Cited By (1)
| 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 (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5490453A (en) * | 1995-01-09 | 1996-02-13 | Sas Tv Products, Inc. | Centrifugal fat extraction apparatus |
| RU2591126C1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-07-10 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Академия технологии и управления" | Plant for fat rendering in electromagnetic field |
| 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 |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5490453A (en) * | 1995-01-09 | 1996-02-13 | Sas Tv Products, Inc. | Centrifugal fat extraction apparatus |
| RU2591126C1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-07-10 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Академия технологии и управления" | Plant for fat rendering in electromagnetic field |
| 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 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕЛОВА М.В. "Конструктивные особенности резонаторов сверхвысокочастотных установок для термообработки сырья в поточном режиме", Вестник Казанского ГАУ, N4 (38), 2015, стр.31-37. * |
Cited By (1)
| 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 |
|---|---|---|
| RU2581224C1 (en) | Centrifugal device for heat treatment of fat-containing raw materials in electromagnetic field of ultrahigh frequency | |
| KR101309251B1 (en) | Electromagnetic Heating Device and Method thereof | |
| RU2592861C1 (en) | Microwave plant for thermal processing of raw material in casing | |
| US20110154836A1 (en) | Rf controlled freezing | |
| Llave et al. | Radio frequency processing and recent advances on thawing and tempering of frozen food products | |
| EP2127481A1 (en) | Rf controlled freezing | |
| US3077195A (en) | Radiation device particularly for medical purposes | |
| CA1110489A (en) | Method of preparing foodstuffs containing coagulating proteins and a device for performing the method | |
| EP2587936B1 (en) | Apparatus for cooking an egg using microwave radiation | |
| RU2808076C1 (en) | Microwave installation for heat treatment of fat-containing raw materials | |
| RU2732722C1 (en) | Microwave unit with nonconventional resonators for defrosting of cow colostrum heating in continuous mode | |
| Roberts et al. | Microwaves in medical and biological research | |
| RU2489068C1 (en) | Microwave induction unit of drum type for grain micronisation | |
| RU2600697C1 (en) | Microwave plant for melting fat | |
| RU2801722C1 (en) | Microwave egg cooker with toroidal resonator | |
| Kalantari | Microwave Technology in Freeze-Drying Process | |
| RU2783514C1 (en) | Microwave continuous-flow unit with spherical resonators for heat treatment of eggs | |
| RU2731264C2 (en) | Microwave unit for thermal treatment of defective chicken eggs | |
| RU2797259C1 (en) | Continuous flow microwave oil melter with ellipsoid resonator | |
| Hamid et al. | Microwave bean roaster | |
| RU2716968C2 (en) | Microwave technology of decontaminated hair coat separation from rabbit hides in biconical resonator | |
| RU2699753C1 (en) | Uhf plant with toroidal resonator for heat treatment of egg wastes | |
| RU2726563C1 (en) | Microwave unit with resonator in the form of volumetric astroid for thermal treatment of milled fat-containing meat raw material | |
| JP2019179649A (en) | Microwave heating device, microwave heating method, and method of manufacturing packaged food | |
| DK179805B1 (en) | Device for sterilizing milk and method for sterilizing milk |