RU2813919C1 - Installation with microwave energy supply to biconical resonator for grinding and thermal treatment of secondary raw materials of animal origin - Google Patents

Installation with microwave energy supply to biconical resonator for grinding and thermal treatment of secondary raw materials of animal origin Download PDF

Info

Publication number
RU2813919C1
RU2813919C1 RU2023112886A RU2023112886A RU2813919C1 RU 2813919 C1 RU2813919 C1 RU 2813919C1 RU 2023112886 A RU2023112886 A RU 2023112886A RU 2023112886 A RU2023112886 A RU 2023112886A RU 2813919 C1 RU2813919 C1 RU 2813919C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dielectric
ferromagnetic
resonator
wheels
biconical
Prior art date
Application number
RU2023112886A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Владимировна Новикова
Евгений Викторович Воронов
Александр Анатольевич Тихонов
Ольга Валентиновна Михайлова
Марьяна Валентиновна Просвирякова
Юрий Александрович Скворцов
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 RU2813919C1 publication Critical patent/RU2813919C1/en

Links

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: installation with microwave energy supply to biconical resonator for grinding and thermal treatment of secondary raw material of animal origin contains vertically arranged non-ferromagnetic biconical resonator 4 in the form of truncated cones with a common base of round section and with an inner surface made in the form of non-ferromagnetic knife combs 5, with a height of less than a quarter of the wavelength and a pitch of half the wavelength. Abrasive rims 10 of wheels 6 with dielectric webs 11 serrated on both sides and hubs 12 move in grooves of combs 5. Wheels with the help of dielectric pins 13 are fixed in tiers on dielectric electric drive shaft 3. They are located coaxially in non-ferromagnetic biconical resonator 4. On small bases of truncated cones there are loading 1 and receiving 9 tanks with non-ferromagnetic screw conveyors 2 and 8. Holes for dielectric pins 13 along the height of shaft 3 are shifted so that dielectric webs 11 in tiered wheels 6 do not overlap each other. Waveguides with magnetrons 7 are located along the perimeter of the surface of non-ferromagnetic biconical resonator 4, with shift of 120 degrees, at equal intervals along the height.
EFFECT: invention can be used in farms for grinding and thermal treatment of secondary raw materials of animal origin in continuous mode with preservation of fodder value.
1 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в фермерских хозяйствах для термообработки вторичного сырья животного происхождения (отходы убоя животных, отходы переработки мясного сырья и т.д.) воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) при измельчении в непрерывном режиме с сохранением кормовой ценности продукта.The invention relates to the field of agriculture and can be used on farms for heat treatment of secondary raw materials of animal origin (animal slaughter waste, raw meat processing waste, etc.) under the influence of a microwave electromagnetic field (EMF) during grinding in a continuous mode while preserving feed product values.

При переработке убойных птиц и животных остается вторичное сырье, которое по мере накопления направляется в вакуумные котлы, стерилизации и дальнейшей сушки вырабатывают мясокостную муку. Из-за длительности контакта сырья с высокотемпературным теплоносителем не удается в полном объеме сохранить кормовую ценность продукта, к тому же энергозатраты (30 кВт⋅ч/т) и расход пара (1200 кг/т) достаточно высокие [1].When processing slaughtered birds and animals, secondary raw materials remain, which, as they accumulate, are sent to vacuum boilers, sterilized and further dried to produce meat and bone meal. Due to the duration of contact of raw materials with a high-temperature coolant, it is not possible to fully preserve the feed value of the product; moreover, energy consumption (30 kWh/t) and steam consumption (1200 kg/t) are quite high [1].

Известны аппараты для тепловой обработки жирового сырья, работающие по способу прямого контакта, с измельчительными механизмами. Это центробежные машины различной конструкции, обеспечивающие измельчение и плавление жирового сырья за короткие промежутки времени для непрерывно-поточной линии. Например, основным рабочим органом является перфорированный барабан, подвижный и неподвижный ножи [2]. There are known devices for heat treatment of fatty raw materials, operating by direct contact with grinding mechanisms. These are centrifugal machines of various designs that provide grinding and melting of fatty raw materials in short periods of time for a continuous production line. For example, the main working body is a perforated drum, movable and stationary knives [2].

Первостепенной задачей является сохранение кормовой ценности вторичного сырья животного происхождения при термообработке в непрерывном режиме в условиях фермерских хозяйств. Primaryadacheyis preservation of the feed value of secondary raw materials of animal origin during heat treatment in a continuous mode on farms.

Научная проблема - низкая энергоэффективность установок для термообработки вторичного биологического сырья решается путем разработки технологии и техники с СВЧ энергоподводом, реализация которых обеспечивает сохранение кормовой ценности продукта при сниженных эксплуатационных затратах. The scientific problem - the low energy efficiency of installations for heat treatment of secondary biological raw materials is solved by developing technology and equipment with microwave energy supply, the implementation of which ensures the preservation of the feed value of the product at reduced operating costs.

Наиболее близким устройством по совокупности существенных признаков является СВЧ установка непрерывно-поточного действия с биконическим резонатором и шнеком для варки отходов убоя животных (патент № 2729151) [3]. Установка обеспечивает термообработку предварительно измельченных непищевых отходов при перемещении через биконический резонатор электроприводным диэлектрическим винтовым шнеком. Недостаток - энергоэффективность установки не отвечает требованиям фермерских хозяйств. The closest device in terms of the totality of essential features is a continuous-flow microwave installation with a biconical resonator and a screw for cooking animal slaughter waste (patent No. 2729151) [3]. The installation provides heat treatment of pre-shredded non-food waste when moving through a biconical resonator with an electrically driven dielectric screw screw. Disadvantage - the energy efficiency of the installation does not meet the requirements of farms.

Известна гребенчатая замедляющая система, в которой электромагнитные волны распространяются вдоль гребенок, шаг которых мал по сравнению с длиной волны, а толщина зуба значительно меньше величины шага [4]. A comb deceleration system is known , in which electromagnetic waves propagate along combs, the pitch of which is small compared to the wavelength, and the thickness of the tooth is significantly less than the pitch [4].

Известна система в виде гофрированного рупора [5] (по аналогии выполнен усеченный конус разработанного биконического резонатора).A known system is in the form of a corrugated horn [5] (the truncated cone of the developed biconical resonator is made by analogy).

Заявляемое изобретение направлено на решение технической проблемы - термообработки в ЭМПСВЧ вторичного сырья животного происхождения при измельчении, позволяющей снизить эксплуатационные затраты и сохранить кормовую ценность продукта. The claimed invention is aimed at solving a technical problem - heat treatment of secondary raw materials of animal origin during grinding in an EMPHF, which allows reducing operating costs and preserving the nutritional value of the product.

Технический результат , который может быть получен при осуществлении изобретения - термообработка в ЭМПСВЧ вторичного сырья животного происхождения при непрерывном измельчении с соблюдением электромагнитной безопасности без экранирующего корпуса и обеспечением надежности в эксплуатации за счет улучшения контакта измельчающего рабочего органа с сырьем. Technical result , which can be obtained by implementing the invention - heat treatment of secondary raw materials of animal origin in a microwave emitter during continuous grinding in compliance with electromagnetic safety without a shielding housing and ensuring reliability in operation by improving the contact of the grinding working body with the raw material.

Существенное отличие установки - в биконическом неферромагнитном резонаторе, внутренняя поверхность выполнена в виде гребенчатой замедляющей системы, где между гребенками расположены неферромагнитные ободки колес с диэлектрическими полотнами, зазубренными с двух сторон, а колеса поярусно закреплены на диэлектрическом валу, образуя электроприводной измельчитель.A significant difference of the installation is in the biconical non-ferromagnetic resonator, the internal surface is made in the form of a comb slow-down system, where between the combs there are non-ferromagnetic rims of wheels with dielectric sheets, jagged on both sides, and the wheels are mounted in tiers on a dielectric shaft, forming an electrically driven chopper.

Для решения технической проблемы и достижения заявленного технического результата установка с СВЧ энергоподводом в биконический резонатор для измельчения и термообработки вторичного сырья животного происхождения содержит To solve the technical problem and achieve the stated technical result, an installation with microwave energy supply into a biconical resonator for grinding and heat treatment of secondary raw materials of animal origin contains

вертикально расположенный неферромагнитный биконический резонатор в виде усеченных конусов с общим основанием круглого сечения и внутренней поверхностью, выполненной в виде неферромагнитных ножевых гребенок, высотой менее четверти длины волны и шагом половины длины волны, в пазах которых перемещаются абразивные ободки диэлектрических колес с диэлектрическими полотнами, зазубренными с двух сторон и ступицами, a vertically located non-ferromagnetic biconical resonator in the form of truncated cones with a common base of circular cross-section and an internal surface made in the form of non-ferromagnetic knife combs, a height of less than a quarter wavelength and a pitch of half a wavelength, in the grooves of which abrasive rims of dielectric wheels with dielectric blades serrated with two sides and hubs,

причем диэлектрические колеса с помощью диэлектрических пальцев поярусно закреплены на диэлектрическом электроприводном валу, соосно расположенном в неферромагнитном биконическом резонаторе, на малых основаниях которого расположены неферромагнитные загрузочная и приемная емкости с электроприводными неферромагнитными винтовыми шнеками,wherein the dielectric wheels, with the help of dielectric fingers, are mounted in tiers on a dielectric electric drive shaft, coaxially located in a non-ferromagnetic biconical resonator, on the small bases of which there are non-ferromagnetic loading and receiving containers with electric non-ferromagnetic screw screws,

при этом отверстия для диэлектрических пальцев по высоте диэлектрического электроприводного вала сдвинуты так, что диэлектрические полотна, в поярусно расположенных диэлектрических колесах, не перекрывают друг друга,in this case, the holes for the dielectric fingers along the height of the dielectric electric drive shaft are shifted so that the dielectric sheets in tiered dielectric wheels do not overlap each other,

причем волноводы с магнетронами расположены по периметру поверхности биконического резонатора, со сдвигом на 120 градусов, через равные промежутки по высоте. Moreover, the waveguides with magnetrons are located along the perimeter of the surface of the biconical resonator, with a shift of 120 degrees, at equal intervals in height.

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

- установки с СВЧ энергоподводом в биконический резонатор для измельчения и термообработки вторичного сырья животного происхождения, общий вид в разрезе с позициями (фиг. 1);- installations with microwave energy supply into a biconical resonator for grinding and heat treatment of secondary raw materials of animal origin, general view in section with positions (Fig. 1);

- нижний неферромагнитный усеченный конус с гребенчатой внутренней поверхностью (фиг. 2); - lower non-ferromagnetic truncated cone with a comb inner surface (Fig. 2);

- диэлектрического колеса с абразивным ободком и ступицей, с диэлектрическими полотнами, зазубренными с двух сторон разного диаметра для соответствующих ярусов (фиг. 3-7); на фиг. 3 приведены позиции на абразивный ободок 10, диэлектрические полотна 11, ступицу 12, а на фиг. 4-7 диэлектрические колеса для других ярусов, без позиций с другими диаметрами. - a dielectric wheel with an abrasive rim and hub, with dielectric sheets, jagged on both sides of different diameters for the corresponding tiers (Fig. 3-7); in fig. Figure 3 shows the positions on the abrasive rim 10, dielectric sheets 11, hub 12, and in FIG. 4-7 dielectric wheels for other tiers, without positions with other diameters.

- неферромагнитного биконического резонатора (фиг. 8);- non-ferromagnetic biconical resonator (Fig. 8);

- диэлектрические колеса на валу (ротор-измельчитель) (фиг. 9).- dielectric wheels on the shaft (rotor-chopper) (Fig. 9).

Установка с СВЧ энергоподводом в биконический резонатор для измельчения и термообработки вторичного сырья животного происхождения содержит (фиг. 1-9):An installation with microwave energy supply into a biconical resonator for grinding and heat treatment of secondary raw materials of animal origin contains (Fig. 1-9):

- неферромагнитную загрузочную емкость 1;- non-ferromagnetic loading container 1;

- электроприводной неферромагнитный винтовой шнек 2 для загрузки;- electrically driven non-ferromagnetic screw screw 2 for loading;

- диэлектрический электроприводной вал 3;- dielectric electric drive shaft 3;

- неферромагнитный биконический резонатор 4;- non-ferromagnetic biconical resonator 4;

- неферромагнитные ножевые гребенки 5;- non-ferromagnetic knife combs 5;

- диэлектрические колеса 6; - dielectric wheels 6;

- волноводы с магнетронами 7 воздушного охлаждения;- waveguides with air-cooled magnetrons 7;

- электроприводной неферромагнитный винтовой шнек 8 для выгрузки;- electrically driven non-ferromagnetic screw screw 8 for unloading;

- неферромагнитную приемную емкость 9;- non-ferromagnetic receiving capacity 9;

- абразивные ободки 10;- abrasive rims 10;

- диэлектрические полотна 11 зазубренные с двух сторон;- dielectric sheets 11 jagged on both sides;

- диэлектрические ступицы 12; - dielectric hubs 12;

- диэлектрические пальцы 13.- dielectric fingers 13.

Установка с СВЧ энергоподводом в биконический резонатор для измельчения и термообработки вторичного сырья животного происхождения (фиг. 1-9) содержит вертикально расположенный неферромагнитный биконический резонатор 4 в виде усеченных конусов, с общим основанием круглого сечения. Внутренняя поверхность неферромагнитного биконического резонатора выполнена в виде неферромагнитных ножевых гребенок 5 равной высоты. Между гребенками имеются пазы, в них расположены абразивные ободки 10 диэлектрических колес 6. Каждое диэлектрическое колесо 6, диаметром соответствующим диаметру (фиг 4-7) состоит из абразивного ободка 10, диэлектрических полотен 11 зазубренных с двух сторон и ступицы 12 (ступица - это центральная часть колеса, соединяющая посредством полотен 11 с ободком 10).An installation with microwave energy supply to a biconical resonator for grinding and heat treatment of secondary raw materials of animal origin (Fig. 1-9) contains a vertically located non-ferromagnetic biconical resonator 4 in the form of truncated cones, with a common base of circular cross-section. The inner surface of the non-ferromagnetic biconical resonator is made in the form of non-ferromagnetic knife combs 5 of equal height. There are grooves between the combs, in which abrasive rims 10 of dielectric wheels 6 are located. Each dielectric wheel 6, with a diameter corresponding to the diameter (Figs 4-7) consists of an abrasive rim 10, dielectric cloths 11 jagged on both sides and a hub 12 (the hub is the central part of the wheel connecting through blades 11 with rim 10).

Между абразивным ободком 10 и поверхностью паза ножевой неферромагнитной ножевой гребенки 5 имеется зазор, позволяющий свободно вращаться диэлектрическому колесу, прикрепленного на диэлектрический электроприводной вал 3 с помощью ступицы 12. Диэлектрический электроприводной вал вращается от реверсивного электродвигателя, т.е. колеса можно вращать в любую сторону. Это позволит снизить износ режущих неферромагнитных ножевых гребенок 5 и зубьев диэлектрических полотен 11. Диэлектрические колеса 6 с абразивными ободками 10, диэлектрическими полотнами 11 зазубренными с двух сторон и ступицами 12 поярусно закреплены на диэлектрическом электроприводном валу 3 и представлены как измельчающий механизм, соосно расположенный в неферромагнитном биконическом резонаторе 4. Диаметры диэлектрических колес подобраны так, чтобы их абразивные ободки 10 находились в соответствующих пазах ножевых гребенок 5, а диэлектрическая ступица 12 закрепилась на диэлектрическом валу 3. На малых основаниях неферромагнитного биконического резонатора (усеченные конусы с общим большим основанием) расположены загрузочная 1 и приемная 9 емкости с электроприводными неферромагнитными винтовыми шнеками 2, 8, соответственно. Волноводы с магнетронами 7 воздушного охлаждения расположены по периметру на поверхности неферромагнитного биконического резонатора, со сдвигом на 120 градусов, через равные промежутки по высоте резонатора. There is a gap between the abrasive rim 10 and the surface of the groove of the non-ferromagnetic knife comb 5, which allows the free rotation of the dielectric wheel attached to the dielectric electric drive shaft 3 using a hub 12. The dielectric electric drive shaft rotates from a reversible electric motor, i.e. the wheels can be rotated in any direction. This will reduce the wear of the cutting non-ferromagnetic knife combs 5 and the teeth of the dielectric blades 11. Dielectric wheels 6 with abrasive rims 10, dielectric blades 11 jagged on both sides and hubs 12 are mounted in tiers on a dielectric electric drive shaft 3 and are presented as a grinding mechanism coaxially located in a non-ferromagnetic biconical resonator 4. The diameters of the dielectric wheels are selected so that their abrasive rims 10 are in the corresponding grooves of the knife combs 5, and the dielectric hub 12 is fixed on the dielectric shaft 3. On the small bases of the non-ferromagnetic biconical resonator (truncated cones with a common large base) there is a loading 1 and a receiving tank 9 with electrically driven non-ferromagnetic screw screws 2, 8, respectively. Waveguides with air-cooled magnetrons 7 are located along the perimeter on the surface of a non-ferromagnetic biconical resonator, shifted by 120 degrees, at equal intervals along the height of the resonator.

Технологический процесс происходит следующим образом. Включить электроприводы 3 измельчающего механизма и неферромагнитного винтового шнека 2. Загружаемое в емкость 1 сырье, частично измельченное электроприводным неферромагнитным винтовым шнеком 2, поступает через отверстие на малом верхнем основании в неферромагнитный биконический резонатор 4, где попадает на вращающиеся диэлектрические колеса 6 с диэлектрическими полотнами 11 зазубренными с двух сторон и абразивными ободками 10 (ободки выполнены из абразивного материала). Далее включить волноводы с магнетронами 7 воздушного охлаждения, после чего в неферромагнитном биконическом резонаторе возбуждается электромагнитное поле сантиметрового диапазона (2450 МГц, длина волны 12,24 см). С помощью диэлектрических колес 6 сырье за счет центробежной силы отбрасывается к внутренней поверхности неферромагнитного биконического резонатора с неферромагнитными ножевыми гребенками 5. Неферромагнитные ножевые гребенки 5 выполняют функцию деки. Сырье ударом быстровращающегося рабочего органа (поярусно расположенных диэлектрических колес 6) о неферромагнитные ножевые гребенки, измельчается. Степень измельчения зависит от скорости вращения диэлектрических колес 6 и их количества, структурно-механических свойств сырья, угла встречи ножевой поверхности неферромагнитных гребенок 5 с сырьем и зернистости абразивного материала ободка 10, а также зубьев диэлектрических полотен 11. Окружная скорость диэлектрических колес 6 может быть различной, в зависимости от вида сырья (40-70 м/с). Скорость вращения рабочего органа должна быть достаточной (150-250 об/мин) для того, чтобы энергии удара хватило на совершение работы по измельчению частиц сырья. Большое число столкновений при достаточной частоте вращения колес приводит к высокой степени измельчения сырья. При многократном ударе рабочих органов (абразивных ободков 10, неферромагнитных ножевых гребенок 5 и диэлектрических полотен 11, зазубренных с двух сторон) происходит гарантированное измельчение сырья. Частицы вторичного сырья животного происхождения в результате вращения диэлектрических колес и воздушного потока, создаваемого быстровращающимся рабочим органом, вовлекаются во вращательное движение, что приводит к их тонкому измельчению. На начальном этапе влажное мясное сырье, поступающее в неферромагнитный биконический резонатор, под воздействием ЭМПСВЧ нагревается за счет токов поляризации. Далее сырье, перемещаясь в объеме неферромагнитного биконического резонатора 4, многократно ударяется о режущие рабочие органы, поярусно расположенных диэлектрических колес 6, тонко измельчается, варится и обеззараживается. Сырье равномерно распределяется между диэлектрическими полотнами 11, зазубренными с двух сторон и перемещается вдоль неферромагнитного биконического резонатора 4. В нижнем усеченном конусе сырье начинает уплотняться за счет конусности и напряженность электрического поля возрастает, что обеспечивает снижение бактериальной обсемененности продукта. Готовая продукция выгружается через отверстие на нижнем малом основании неферромагнитного биконического резонатора 4, с помощью неферромагнитного электроприводного винтового шнека 8. Частоту вращения неферромагнитного электроприводного винтового шнека 8 для выгрузки необходимо согласовать с продолжительностью воздействия ЭМПСВЧ при определенной дозе воздействия, учитывающей удельную мощность генератора (отношение мощности генератора на массу сырья в резонаторе). Необходима также балансировка быстровращающегося рабочего органа, в противном случае снижается эффективность измельчения. The technological process occurs as follows. Turn on the electric drives 3 of the grinding mechanism and the non-ferromagnetic screw auger 2. The raw material loaded into the container 1, partially crushed by the electric-driven non-ferromagnetic screw auger 2, enters through a hole on the small upper base into the non-ferromagnetic biconical resonator 4, where it falls on rotating dielectric wheels 6 with dielectric serrated blades 11 on both sides and abrasive rims 10 (rims are made of abrasive material). Next, turn on the waveguides with air-cooled magnetrons 7, after which an electromagnetic field in the centimeter range (2450 MHz, wavelength 12.24 cm) is excited in the non-ferromagnetic biconical resonator. With the help of dielectric wheels 6, the raw material is thrown due to centrifugal force to the inner surface of a non-ferromagnetic biconical resonator with non-ferromagnetic knife combs 5. Non-ferromagnetic knife combs 5 perform the function of a deck. The raw material is crushed by the impact of a rapidly rotating working body (tiered dielectric wheels 6) on non-ferromagnetic knife combs. The degree of grinding depends on the rotation speed of the dielectric wheels 6 and their number, the structural and mechanical properties of the raw material, the angle of meeting of the knife surface of the non-ferromagnetic combs 5 with the raw material and the grain size of the abrasive material of the rim 10, as well as the teeth of the dielectric blades 11. The peripheral speed of the dielectric wheels 6 can be different , depending on the type of raw material (40-70 m/s). The rotation speed of the working body must be sufficient (150-250 rpm) so that the impact energy is sufficient to complete the work of grinding raw material particles. A large number of collisions at sufficient wheel speeds leads to a high degree of grinding of raw materials. With repeated impacts of the working bodies (abrasive rims 10, non-ferromagnetic knife combs 5 and dielectric blades 11, serrated on both sides), guaranteed grinding of the raw material occurs. Particles of secondary raw materials of animal origin, as a result of the rotation of dielectric wheels and the air flow created by a rapidly rotating working body, are involved in a rotational movement, which leads to their fine grinding. At the initial stage, wet meat raw materials entering the non-ferromagnetic biconical resonator are heated under the influence of microwave emfs due to polarization currents. Next, the raw material, moving in the volume of the non-ferromagnetic biconical resonator 4, repeatedly hits the cutting working elements of tiered dielectric wheels 6, is finely crushed, cooked and disinfected. The raw material is evenly distributed between the dielectric sheets 11, jagged on both sides, and moves along the non-ferromagnetic biconical resonator 4. In the lower truncated cone, the raw material begins to compact due to the conicity and the electric field strength increases, which reduces the bacterial contamination of the product. The finished product is unloaded through an opening on the lower small base of the non-ferromagnetic biconical resonator 4, using a non-ferromagnetic electric-driven screw screw 8. The rotation speed of the non-ferromagnetic electric-driven screw screw 8 for unloading must be coordinated with the duration of exposure to EMF microwave at a certain dose of exposure, taking into account the specific power of the generator (ratio of generator power by the mass of raw materials in the resonator). It is also necessary to balance the rapidly rotating working body, otherwise the grinding efficiency will be reduced.

После завершения технологического процесса термообработки измельченного вторичного сырья животного происхождения, выключить электропривод неферромагнитного винтового шнека 2, далее выключить магнетроны 7 воздушного охлаждения. После выгрузки всей продукции из неферромагнитного биконического резонатора 4, остановить реверсивный электродвигатель (показан диэлектрический вал 3) измельчающего механизма 6 (диэлектрические колеса) и электродвигатель винтового шнека 8. Далее провести санитарную обработку. After completing the technological process of heat treatment of crushed secondary raw materials of animal origin, turn off the electric drive of the non-ferromagnetic screw screw 2, then turn off the air-cooled magnetrons 7. After unloading all the products from the non-ferromagnetic biconical resonator 4, stop the reversible electric motor (dielectric shaft 3 is shown) of the grinding mechanism 6 (dielectric wheels) and the electric motor of the screw auger 8. Next, carry out sanitary treatment.

Достоинства данной установки заключается в ее универсальности и радиогерметичности. С ее помощью можно измельчать и провести термообработку практически все виды мясного сырья в непрерывном режиме. Установка имеет небольшие габариты (1,3 х 0,4 м), производительность 40-50 кг/ч при мощности генератора 6 кВт, удельные энергетические затраты 0,18-0,2 кВт⋅ч/кг, в зависимости от вида вторичного сырья и необходимой консистентности вареного белкового корма. Применение реверсивного привода рабочего органа (поярусно расположенных колес) повысит ресурс, равномерно изнашиваются зубья на диэлектрических полотнах 11 и неферромагнитные ножевые гребенки 5. Причем, диэлектрические колеса 6 можно перевернуть, если зубья с одной стороны диэлектрических полотен 11 износилась. The advantages of this installation are its versatility and radio-tightness. With its help, you can grind and heat treat almost all types of raw meat in a continuous mode. The installation has small dimensions (1.3 x 0.4 m), productivity 40-50 kg/h with a generator power of 6 kW, specific energy costs 0.18-0.2 kWh/kg, depending on the type of secondary raw materials and the required consistency of boiled protein feed. The use of a reversible drive of the working body (tiered wheels) will increase the service life; the teeth on the dielectric blades 11 and non-ferromagnetic blade combs 5 wear out evenly. Moreover, the dielectric wheels 6 can be turned over if the teeth on one side of the dielectric blades 11 are worn out.

Установка выдерживает различные температурные режимы, так как диэлектрические элементы выполнены из толстого фторопласта и обладает оптимальными механическими и прочностными характеристиками. Неферромагнитные винтовые шнеки 2 и 8 ограничивают излучение до допустимого уровня 10 мкВт/см2 через малые основания неферромагнитного биконического резонатора 4 при равномерной загрузке сырья и выгрузки готового продукта. The installation can withstand various temperature conditions, since the dielectric elements are made of thick fluoroplastic and have optimal mechanical and strength characteristics. Non-ferromagnetic screw screws 2 and 8 limit radiation to an acceptable level of 10 μW/cm 2 through the small bases of the non-ferromagnetic biconical resonator 4 with uniform loading of raw materials and unloading of the finished product.

Неферромагнитные биконические резонаторы по сравнению с цилиндрическим резонатором исключают вырождение паразитных типов колебаний, что позволяет достичь высоких значений собственной добротности. Соответствующим выбором угла при вершине конуса можно сформировать электромагнитное поле, сконцентрированное в основном в центральной области резонатора [5]. В конической части резонатора напряженность электрического поля высокая (0,6-1,5 кВ/см), достаточная для стерилизации продукта. Биконический резонатор обеспечивает электромагнитную безопасность без дополнительного экранирующего корпуса, так как конические части отсечены на уровне критического сечения [6].Non-ferromagnetic biconical resonators, compared to a cylindrical resonator, eliminate the degeneration of parasitic types of oscillations, which makes it possible to achieve high values of their own quality factor. By appropriately choosing the angle at the apex of the cone, an electromagnetic field can be formed, concentrated mainly in the central region of the resonator [5]. In the conical part of the resonator, the electric field strength is high (0.6-1.5 kV/cm), sufficient to sterilize the product. The biconical resonator ensures electromagnetic safety without an additional shielding housing, since the conical parts are cut off at the critical section level [6].

Продолжительность достижения необходимых температур в массе сырья определяется характеристиками процесса: напряженностью электрического поля, удельной мощностью генератора, соотношением объема, площади поверхности (характеризует собственную добротность резонатора) и определяющего размера частиц сырья и его электрофизических свойств (фактор диэлектрических потерь, теплоемкость, глубина проникновения волны).The duration of reaching the required temperatures in the mass of raw materials is determined by the characteristics of the process: the electric field strength, the specific power of the generator, the ratio of volume, surface area (characterizes the intrinsic quality factor of the resonator) and the determining size of the particles of the raw material and its electrical properties (dielectric loss factor, heat capacity, wave penetration depth) .

Известно, что сырье равномерно нагреется, если толщина менее, чем две глубины проникновения волны. Например, для сырья с низким содержанием воды на частоте 2450 МГц (жир, кости) глубина проникновения равна 9-11,2 см, а с высоким содержанием воды - 1,2-1,7 см [7].It is known that the raw material will be evenly heated if the thickness is less than twice the wave penetration depth. For example, for raw materials with a low water content at a frequency of 2450 MHz (fat, bones), the penetration depth is 9-11.2 cm, and with a high water content - 1.2-1.7 cm [7].

Поэтому в резонаторе предусмотрено измельчение сырья за счет многократного удара, при этом инновационная идея состоит в том, что за счет гребенчатой внутренней поверхности неферромагнитного биконического резонатора электрическое поле концентрируется на каждом ярусе колес, где происходит завихрение сырья. Причем, напряженность электрического поля в конической части резонатора увеличивается, а значит, скорость нагрева сырья повышается. Шаг неферромагнитных ножевых гребенок 5 выбран менее, чем две глубины проникновения волны для сырья со средним содержанием воды, а именно в пределах 5-7 см, т.е. в среднем половины длины волны.Therefore, the resonator provides for grinding of raw materials due to multiple impacts, while the innovative idea is that due to the comb-shaped inner surface of the non-ferromagnetic biconical resonator, the electric field is concentrated on each tier of wheels where the vortex of the raw materials occurs. Moreover, the electric field strength in the conical part of the resonator increases, which means the heating rate of the raw material increases. The pitch of non-ferromagnetic knife combs 5 is chosen to be less than two wave penetration depths for raw materials with an average water content, namely within 5-7 cm, i.e. on average half a wavelength.

Источники информации:Information sources:

1. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть 1. Оборудование для убоя и первичной обработки. М.: Колос, 2001. - 552 с. (330 стр.)1. Ivashov V.I. Technological equipment for meat industry enterprises. Part 1. Equipment for slaughter and primary processing. M.: Kolos, 2001. - 552 p. (330 pages)

2. Технологическое оборудование пищевых производств / под ред. Азарова Б.М.. М.: ВО Агропромиздат, 1988. - 463 с (стр. 260).2. Technological equipment for food production / ed. Azarova B.M.. M.: VO Agropromizdat, 1988. - 463 pp. (p. 260).

3. Патент № 2729151 РФ, МПК А23К10/26. Сверхвысокочастотная установка с биконическим резонатором и шнеком для варки отходов убоя животных / Жданкин Г.В., Белова М.В., Михайлова О.В., Лаврентьева Т.Н.; заявитель и патентообладатель НГСХА (RU). - № 2018112186; заявл. 5.02. 2018. Бюл. № 22 от 04.08.2020. - 13 с. 3. Patent No. 2729151 of the Russian Federation, IPC A23K10/26. Ultra-high-frequency installation with a biconical resonator and auger for cooking animal slaughter waste / Zhdankin G.V., Belova M.V., Mikhailova O.V., Lavrentieva T.N.; applicant and patent holder NGSHA (RU). - No. 2018112186; application 5.02. 2018. Bull. No. 22 dated 08/04/2020. - 13 s.

4. Баскаков С.И. Электродинамика и распространения волн. М.: URSS/ 2012/ 416 c. (стр. 98).4. Baskakov S.I. Electrodynamics and wave propagation. M.: URSS/ 2012/ 416 p. (page 98).

5. Объемные резонаторы, волноводы, рупоры и замедляющие системы. СВЧ радиотехника. https://yandex.ru/video/preview/17723998535324180331. Электронный ресурс. Дата обращения 9.05.2023.5. Volumetric resonators, waveguides, horns and slow-wave systems. Microwave radio engineering. https://yandex.ru/video/preview/17723998535324180331. Electronic resource. Date of access: 05/09/2023.

6. 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. 6. 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, T.1, No. 4, - P. 433-441.

Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов / И.А. Рогов.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, 288 с (стр. 106-107).Electrophysical, optical and acoustic characteristics of food products / I.A. Rogov.- M.: Light and food industry, 1981, 288 pp. (pp. 106-107).

Claims (5)

Установка с СВЧ энергоподводом в биконический резонатор для измельчения и термообработки вторичного сырья животного происхождения, содержащая Installation with microwave energy supply into a biconical resonator for grinding and heat treatment of secondary raw materials of animal origin, containing вертикально расположенный неферромагнитный биконический резонатор в виде усеченных конусов с общим основанием круглого сечения и внутренней поверхностью, выполненной в виде неферромагнитных ножевых гребенок, высотой менее четверти длины волны и шагом половины длины волны, в пазах которых перемещаются абразивные ободки диэлектрических колес с диэлектрическими полотнами, зазубренными с двух сторон, и ступицами, a vertically located non-ferromagnetic biconical resonator in the form of truncated cones with a common base of circular cross-section and an internal surface made in the form of non-ferromagnetic knife combs, a height of less than a quarter wavelength and a pitch of half a wavelength, in the grooves of which abrasive rims of dielectric wheels with dielectric blades serrated with two sides, and hubs, причем диэлектрические колеса с помощью диэлектрических пальцев поярусно закреплены на диэлектрическом электроприводном валу, соосно расположенном в неферромагнитном биконическом резонаторе, на малых основаниях которого расположены неферромагнитные загрузочная и приемная емкости с электроприводными неферромагнитными винтовыми шнеками,wherein the dielectric wheels, with the help of dielectric fingers, are mounted in tiers on a dielectric electric drive shaft, coaxially located in a non-ferromagnetic biconical resonator, on the small bases of which there are non-ferromagnetic loading and receiving containers with electric non-ferromagnetic screw screws, при этом отверстия для диэлектрических пальцев по высоте диэлектрического электроприводного вала сдвинуты так, что диэлектрические полотна в поярусно расположенных диэлектрических колесах не перекрывают друг друга,in this case, the holes for the dielectric fingers along the height of the dielectric electric drive shaft are shifted so that the dielectric sheets in the tiered dielectric wheels do not overlap each other, причем волноводы с магнетронами расположены по периметру поверхности биконического резонатора, со сдвигом на 120 градусов, через равные промежутки по высоте.Moreover, the waveguides with magnetrons are located along the perimeter of the surface of the biconical resonator, with a shift of 120 degrees, at equal intervals in height.
RU2023112886A 2023-05-18 Installation with microwave energy supply to biconical resonator for grinding and thermal treatment of secondary raw materials of animal origin RU2813919C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2813919C1 true RU2813919C1 (en) 2024-02-19

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2729151C1 (en) * 2018-04-04 2020-08-04 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Нижегородская Государственная Сельскохозяйственная Академия" (ФГБОУ ВО НГСХА) Ultrahigh-frequency plant with biconical resonator and screw for boiling animal slaughter wastes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2729151C1 (en) * 2018-04-04 2020-08-04 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Нижегородская Государственная Сельскохозяйственная Академия" (ФГБОУ ВО НГСХА) Ultrahigh-frequency plant with biconical resonator and screw for boiling animal slaughter 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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180045462A1 (en) Ultrasound and infrared assisted conductive hydro-dryer
US11559070B2 (en) Apparatus and method to heat animal raw fat material to produce fat
DK2425718T3 (en) A method and device for preparing a food pureed
RU2813919C1 (en) Installation with microwave energy supply to biconical resonator for grinding and thermal treatment of secondary raw materials of animal origin
CN110280357A (en) A kind of flavouring raw material pulverizer
RU2629221C1 (en) Microwave installation with resonator formed between two spheres for thermo-destruction of raw materials
RU174962U1 (en) VEGETABLE PRODUCT GRINDER
US3141774A (en) Animal fatty tissue defatting process
RU2591126C1 (en) Plant for fat rendering in electromagnetic field
RU2600697C1 (en) Microwave plant for melting fat
RU2699753C1 (en) Uhf plant with toroidal resonator for heat treatment of egg wastes
RU2803127C1 (en) Microwave unit with a biconical resonator and stacks of plates for heat treatment of confiscated meat and bone
RU2816761C1 (en) Colostrum defroster with microwave power supply to coaxial resonator
RU2780835C1 (en) Microwave unit with coaxially coupled cylindrical and coaxial resonators for defrosting and heating animal colostrum
GB2292880A (en) Size reduction of cuttable materials
RU2818737C1 (en) Microwave unit with toroidal resonator for thermal treatment of ruminant animal offal organs covered with mucous membrane in continuous mode
RU2729153C2 (en) Microwave plant with conical resonators for thermal treatment of non-food wastes of animal origin in continuous mode
RU2692052C1 (en) Tuberous roots cutter
RU2694179C2 (en) Multi-module centrifugal ultrahigh-frequency plant for heat treatment of raw material of animal origin and separation of liquid fraction
RU2818738C1 (en) Microwave unit with spherical resonator for melting fat from milled fat-containing meat wastes in continuous mode
RU2787383C1 (en) Modular continuous-flow microwave unit for heat treatment of raw materials
US3529646A (en) Food comminuting mechanism
RU2820685C1 (en) Meat wastes dryer with microwave energy supply to electrically driven cylindrical sieve resonator
RU2651594C1 (en) Microwave drier of down and fur raw materials of the rotor type
RU2797259C1 (en) Continuous flow microwave oil melter with ellipsoid resonator