RU2817879C1 - Microwave unit with magnetron resonator for thermal treatment of secondary raw materials of animal origin - Google Patents
Microwave unit with magnetron resonator for thermal treatment of secondary raw materials of animal origin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817879C1 RU2817879C1 RU2023115065A RU2023115065A RU2817879C1 RU 2817879 C1 RU2817879 C1 RU 2817879C1 RU 2023115065 A RU2023115065 A RU 2023115065A RU 2023115065 A RU2023115065 A RU 2023115065A RU 2817879 C1 RU2817879 C1 RU 2817879C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ferromagnetic
- resonator
- magnetron
- cylindrical
- raw materials
- Prior art date
Links
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 title claims abstract description 18
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 title abstract 4
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 88
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 7
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 210000003022 colostrum Anatomy 0.000 description 3
- 235000021277 colostrum Nutrition 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 3
- 241000234282 Allium Species 0.000 description 2
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282849 Ruminantia Species 0.000 description 1
- 210000003165 abomasum Anatomy 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229940108461 rennet Drugs 0.000 description 1
- 108010058314 rennet Proteins 0.000 description 1
- 210000004767 rumen Anatomy 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в фермерских хозяйствах для термообработки и обеззараживания вторичного сырья животного происхождения воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты и бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей в процессе озонирования 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 and disinfection of secondary raw materials of animal origin by exposure to an ultra-high frequency electromagnetic field and a bactericidal flow of ultraviolet rays during the process of ozonation in a continuous mode while maintaining the nutritional value of the product.
После убоя скота и переработки накапливается вторичное сырье, в том числе внутренние органы. Например, вторичным сырьем является желудок жвачных животных состоящий из четырех отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга, не прошедшие ветеринарный контроль [1]. Известно, что сычуг после освобождения от содержимого очищают от слизистой оболочки в центрифуге при температуре воды 65-70 оС в течение 5-6 мин. Тем не менее, неприятный запах остается, из-за чего дальнейшее применение требует особых рецептов приготовления. Поэтому преимущественно используют как вторичное сырье при производстве корма животным. After slaughter and processing, secondary raw materials accumulate, including internal organs. For example, the secondary raw material is the stomach of ruminant animals, consisting of four sections: rumen, mesh, book and abomasum, which have not passed veterinary control [1]. It is known that, after being freed from its contents, the rennet is cleaned of the mucous membrane in a centrifuge at a water temperature of 65-70 oC for 5-6 minutes. However, the unpleasant odor remains, which is why further use requires special preparation recipes. Therefore, it is mainly used as a secondary raw material in the production of animal feed.
В связи с этим ставится задача – удаления запаха при термообработке и обеззараживании вторичного сырья животного происхождения для сохранения кормовой ценности в условиях фермерских хозяйств.In this regard, the task is set to remove odor during heat treatment and disinfection of secondary raw materials of animal origin in order to preserve feed value in farm conditions.
Техническая проблема – низкая эффективность установок для обеззараживания и термообработки вторичного сырья животного происхождения решается путем разработки СВЧ установки, обеспечивающей высокую напряженность электрического поля, озонирование в электромагнитном поле сверхвысокой частоты и воздействие бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей при непрерывном режиме работы.The technical problem - the low efficiency of installations for the disinfection and heat treatment of secondary raw materials of animal origin - is solved by developing a microwave installation that provides high electric field strength, ozonation in an ultrahigh frequency electromagnetic field and exposure to a bactericidal flow of ultraviolet rays during continuous operation.
Известна установка для калибровки и предпосадочной обработки лука-севка воздействием электрофизических факторов [2, патент № 2728658]. В установке с цилиндрическими резонаторами и магнетронами СВЧ генераторов прикреплены генераторы килогерцовой частоты, от которых запитаны гребешковые электрогазоразрядные лампы, установленные с внутренней стороны основания радиально с регулируемым зазором. Недостаток − невозможность реализовать технологию термообработки измельченного вторичного сырья животного происхождения, обладающего высокой влажностью.A known installation for calibration and pre-planting treatment of onion sets under the influence of electrophysical factors [2, patent No. 2728658]. In an installation with cylindrical resonators and magnetrons of microwave generators, kilohertz frequency generators are attached, from which comb electric gas-discharge lamps are powered, installed radially on the inside of the base with an adjustable gap. The disadvantage is the inability to implement heat treatment technology for crushed secondary raw materials of animal origin with high humidity.
Известна микроволновая установка с квазитороидальным резонатором прямоугольного сечения для предпосадочной обработки овощных культур в непрерывном режиме [3, патент № 2728388]. Внутри кольцевого пространства установлена лампа кольцевая электрогазоразрядная, подключенная к источнику килогерцовой частоты. Недостаток − невозможность реализовать технологию термообработки измельченного вторичного сырья животного происхождения, обладающего высокой влажностью.A known microwave installation with a quasi-toroidal resonator of rectangular cross-section for pre-planting processing of vegetable crops in a continuous mode [3, patent No. 2728388]. Inside the annular space there is an annular electric-gas-discharge lamp connected to a kilohertz frequency source. The disadvantage is the inability to implement heat treatment technology for crushed secondary raw materials of animal origin with high humidity.
Известна СВЧ установка с нетрадиционными резонаторами для размораживания разогрева коровьего молозива в непрерывном режиме [4, патент № 2732722]. Установка выполнена с поярусно расположенными цепочками нетрадиционных резонаторов, позволяющих отдельно управлять процессами размораживания и разогрева молозива в непрерывном режиме за счет регулирования мощности отдельных генераторов. СВЧ установка состоит из внутреннего и наружного экранирующего цилиндров, расположенных коаксиально. В межкольцевом пространстве вертикально установлены неферромагнитные полуцилиндры со щелями в боковых поверхностях, разделенные на верхние и нижние ярусы. В разделенных с помощью неферромагнитного перфорированного диска половинах внутреннего цилиндра расположены излучатели с магнетронами от СВЧ генераторов.A microwave installation with unconventional resonators is known for defrosting the heating of cow colostrum in continuous mode [4, patent No. 2732722]. The installation is made with tiered chains of non-traditional resonators, which make it possible to separately control the processes of defrosting and warming up colostrum in a continuous mode by regulating the power of individual generators. The microwave installation consists of internal and external shielding cylinders located coaxially. Non-ferromagnetic semi-cylinders with slots in the side surfaces, divided into upper and lower tiers, are installed vertically in the interannular space. In the halves of the inner cylinder, separated by a non-ferromagnetic perforated disk, there are emitters with magnetrons from microwave generators.
Недостатки:1) трудно приспособить для варки и обеззараживания измельченного вторичного сырья; 2) при высокой степени бактериальной обсемененности (3-6 млн. КОЭ /г) вторичного сырья, необходимо обеспечит очень высокую напряженность электрического поля (6-10 кВ/см), что при высокой влажности сырья в условиях фермерских хозяйств не рекомендуется.Disadvantages: 1) it is difficult to adapt crushed secondary raw materials for cooking and disinfection; 2) with a high degree of bacterial contamination (3-6 million CFU/g) of secondary raw materials, it is necessary to provide a very high electric field strength (6-10 kV/cm), which is not recommended at high humidity of raw materials in farm conditions.
Наиболее близким устройством по совокупности существенных признаков является магнетронный резонатор [5, Стрекалов, стр. 371] применяется в магнетронах, в которых электроны движутся по кругу. Такой резонатор представлен как соединенные емкости и индуктивности множество ячеек. Его особенностью является резко выраженное пространственное разъединение электрического и магнитного полей. Роль емкости в них выполняет зазор у каждой ячейки резонатора, а цилиндрические объемы являются индуктивностью, так как в них концентрируется магнитное поле. The closest device in terms of the totality of essential features is the magnetron resonator [5, Strekalov, p. 371] used in magnetrons in which electrons move in a circle. Such a resonator is represented as a set of cells connected by capacitance and inductance. Its feature is a pronounced spatial separation of the electric and magnetic fields. The role of capacitance in them is played by the gap at each resonator cell, and the cylindrical volumes act as inductance, since the magnetic field is concentrated in them.
Магнетронный резонатор содержит несколько ячеек, т.е. является многоконтурной системой. Его частота близка к собственной резонансной частоте одной ячейки. Уменьшение ширины зазора d повышает эффективность взаимодействия электронного потока с полем СВЧ. Увеличение индуктивного объема, который является «резервуаром» энергии, повышает собственную добротность. The magnetron resonator contains several cells, i.e. is a multi-circuit system. Its frequency is close to the natural resonant frequency of one cell. Reducing the gap width d increases the efficiency of interaction of the electron flow with the microwave field. Increasing the inductive volume, which is a “reservoir” of energy, increases its own quality factor.
Недостатки: без механизма для транспортировки сырья использовать для термообработки не возможно.Disadvantages: without a mechanism for transporting raw materials, it is not possible to use it for heat treatment.
Существенное отличие предлагаемой установки. В цилиндрическом ситовом неферромагнитном резонаторе с увиолевыми сегментами на образующей, электромагнитное поле сверхвысокой частоты возбуждается за счет интерференции волн, поступающих из ячеек магнетронного резонатора. Ячейки представлены как цепи с сосредоточенными параметрами индуктивности и емкости. Внутри ячеек размещены электрогазоразрядные лампы, запитанные от источника килогерцовой частоты, обеспечивающие озонирование в процессе коронирование между ножевыми ребрами ячеек. Непрерывный режим работы обеспечивается электроприводным фторопластовым винтовым шнеком, крайние винты которого выполнены из неферромагнитного материала для обеспечения электромагнитной безопасности. A significant difference between the proposed installation. In a cylindrical sieve nonferromagnetic resonator with uviol segments on the generatrix, an electromagnetic field of ultrahigh frequency is excited due to the interference of waves coming from the cells of the magnetron resonator. Cells are represented as circuits with lumped inductance and capacitance parameters. Inside the cells there are electric gas-discharge lamps powered from a kilohertz frequency source, providing ozonation during the corona process between the knife ribs of the cells. Continuous operation is ensured by an electrically driven fluoroplastic screw screw, the outer screws of which are made of non-ferromagnetic material to ensure electromagnetic safety.
Для достижения заявленного технического результата СВЧ установка с магнетронным резонатором для термообработки вторичного сырья животного происхождения содержит To achieve the stated technical result, a microwave installation with a magnetron resonator for heat treatment of secondary raw materials of animal origin contains
в вертикально расположенном неферромагнитном цилиндрическом экранирующем корпусе соосно расположенный неферромагнитный ситовый цилиндрический резонатор, внутри которого соосно установлен фторопластовый электроприводной винтовой шнек без корпуса с крайними неферромагнитными винтами, с шагом винта не более одной глубины проникновения волны, и диаметром винта меньше, чем диаметр неферромагнитного ситового цилиндрического резонатора, in a vertically located non-ferromagnetic cylindrical shielding housing, a non-ferromagnetic sieve cylindrical resonator is coaxially located, inside of which a fluoroplastic electrically driven screw screw is installed coaxially without a housing with outer non-ferromagnetic screws, with a screw pitch of no more than one wave penetration depth, and the diameter of the screw is less than the diameter of the non-ferromagnetic sieve cylindrical resonator ,
причем на верхнем основании неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора размещена неферромагнитная загрузочная емкость с задвижкой, а над открытым сегментом нижнего основания неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора установлена неферромагнитная приемная емкость, wherein on the upper base of the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator there is a non-ferromagnetic loading container with a valve, and a non-ferromagnetic receiving capacity is installed above the open segment of the lower base of the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator,
при этом в кольцевом пространстве между неферромагнитным цилиндрическим экранирующим корпусом и неферромагнитным цилиндрическим ситовым резонатором равномерно по периметру размещены неферромагнитные перфорированные ячейки магнетронного резонатора с коронирующими ножевыми ребрами на внутренних полуцилиндрических поверхностях, in this case, in the annular space between the non-ferromagnetic cylindrical shielding body and the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator, non-ferromagnetic perforated cells of the magnetron resonator with corona knife ribs on the internal semi-cylindrical surfaces are placed evenly around the perimeter,
причем каждая неферромагнитная перфорированная ячейка магнетронного резонатора представлена в виде полуцилиндра, боковая поверхность которого перекрыта увиолевым стеклом, являющимся частью образующей неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора,moreover, each non-ferromagnetic perforated cell of the magnetron resonator is presented in the form of a half-cylinder, the side surface of which is covered with uviol glass, which is part of the generatrix of the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator,
причем в каждую неферромагнитную перфорированную ячейку магнетронного резонатора направлен излучатель через волновод от магнетрона воздушного охлаждения, размещенного со сдвигом на 60 градусов по периметру поверхности неферромагнитного цилиндрического экранирующего корпуса равномерно по высоте, moreover, an emitter is directed into each non-ferromagnetic perforated cell of the magnetron resonator through a waveguide from an air-cooled magnetron, located with a 60-degree shift along the perimeter of the surface of the non-ferromagnetic cylindrical shielding housing uniformly in height,
при этом в неферромагнитные перфорированные ячейки магнетронного резонатора соосно установлены трубчатые электрогазоразрядные лампы, запитанные от источников килогерцовой частоты. At the same time, tubular electric gas-discharge lamps powered from kilohertz frequency sources are coaxially installed in non-ferromagnetic perforated cells of the magnetron resonator.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых представлены пространственные изображения: The essence of the invention is illustrated by drawings, which show spatial images:
- СВЧ установки с магнетронным резонатором для термообработки вторичного сырья животного происхождения, общий вид в разрезе с позициями (фиг. 1);- Microwave installations with a magnetron resonator for heat treatment of secondary raw materials of animal origin, general view in section with positions (Fig. 1);
- поперечного разреза СВЧ установки с магнетронным резонатором с позициями (фиг. 2);- cross-section of a microwave installation with a magnetron resonator with positions (Fig. 2);
-неферромагнитного цилиндрического экранирующего корпуса с неферромагнитной загрузочной емкостью (фиг. 3);- a non-ferromagnetic cylindrical shielding housing with a non-ferromagnetic loading capacity (Fig. 3);
- расположения неферромагнитных перфорированных ячеек магнетронного резонатора с коронирующими ножевыми ребрами (фиг. 4);- the location of non-ferromagnetic perforated cells of the magnetron resonator with corona knife ribs (Fig. 4);
- расположения увиолевых стекол, как части обечайки неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора (фиг. 5);- location of uviol glasses as part of the shell of a non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator (Fig. 5);
- расположения электрогазоразрядных ламп с цоколями для подключения к источнику килогерцовой частоты (фиг. 6);- locations of electric gas-discharge lamps with sockets for connection to a kilohertz frequency source (Fig. 6);
- фторопластового электроприводного винтового шнека (фиг. 7); - fluoroplastic electrically driven screw screw (Fig. 7);
- комбинированного резонатора (магнетронного и ситового резонаторов) (фиг. 8).- a combined resonator (magnetron and sieve resonators) (Fig. 8).
СВЧ установка с магнетронным резонатором для термообработки вторичного сырья животного происхождения содержит (фиг. 1-8):A microwave installation with a magnetron resonator for heat treatment of secondary raw materials of animal origin contains (Fig. 1-8):
- неферромагнитную загрузочную емкость 1 с задвижкой; - non-ferromagnetic loading container 1 with a valve;
- фторопластовый электроприводной винтовой шнек 2;- fluoroplastic electrically driven screw screw 2;
- неферромагнитный цилиндрический экранирующий корпус 3;- non-ferromagnetic cylindrical shielding housing 3;
- неферромагнитный цилиндрический ситовый резонатор 4;- non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4;
- неферромагнитные перфорированные ячейки магнетронного резонатора, содержащие емкостные 5 и индуктивные 6 части с коронирующими ножевыми ребрами 7;- non-ferromagnetic perforated cells of the magnetron resonator, containing capacitive 5 and inductive 6 parts with corona knife ribs 7;
- трубчатые электрогазоразрядные лампы 8, подключенные к источнику килогерцовой частоты;- tubular electric gas-discharge lamps 8 connected to a kilohertz frequency source;
- увиолевые стекла 9, как части образующей неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора 4;- uviol glasses 9, as parts of the generatrix of a non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4;
- магнетроны воздушного охлаждения 10;- air-cooled magnetrons 10;
- открытый сегмент 11 на нижнем основании ситового резонатора 4;- open segment 11 on the lower base of the sieve resonator 4;
- неферромагнитную приемную емкость 12. - non-ferromagnetic receiving capacity 12.
СВЧ установка с магнетронным резонатором для термообработки вторичного сырья животного происхождения (фиг. 1-8) содержит в вертикально расположенном неферромагнитном цилиндрическом экранирующем корпусе 3 соосно расположенный неферромагнитный цилиндрический ситовый резонатор 4. A microwave installation with a magnetron resonator for heat treatment of secondary raw materials of animal origin (Fig. 1-8) contains a coaxially located non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4 in a vertically located non-ferromagnetic cylindrical shielding housing 3.
Внутри неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора 4 соосно установлен фторопластовый электроприводной винтовой шнек 2 без корпуса, с шагом винта не более глубины проникновения волны, и диаметром винта, менее чем диаметр неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора 4. На верхнем основании неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора размещена неферромагнитная загрузочная емкость 1 с задвижкой, а над открытым сегментом 11 нижнего основания неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора 4 установлена неферромагнитная приемная емкость 12. В кольцевом пространстве между неферромагнитным цилиндрическим экранирующим корпусом 2 и неферромагнитным цилиндрическим ситовым резонатором 4, равномерно по периметру размещены неферромагнитные перфорированные ячейки (фиг. 4) магнетронного резонатора, содержащие емкостные 5 и индуктивные 6 части с коронирующими ножевыми ребрами 7 (объем ячеек – это емкость, а поверхность полуцилиндра – это индуктивность) (см. фиг. 2). Ячейки магнетронного резонатора представлены в виде полуцилиндрических объемов, закрытых пластинами (фиг. 5) из увиолевого стекла 9, являющимися частью образующей неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора 4. В каждую неферромагнитную перфорированную ячейку магнетронного резонатора (5, 6, 7) (фиг. 1) направлен излучатель через волновод от магнетрона 10 воздушного охлаждения, размещенного со сдвигом на 60 градусов по периметру поверхности неферромагнитного цилиндрического экранирующего корпуса 2 равномерно по высоте.Inside the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4, a fluoroplastic electric-driven screw screw 2 without a housing is coaxially installed, with a screw pitch no greater than the wave penetration depth, and a screw diameter less than the diameter of the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4. On the upper base of the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator there is a non-ferromagnetic loading container 1 with a valve, and above the open segment 11 of the lower base of the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4, a non-ferromagnetic receiving capacity 12 is installed. In the annular space between the non-ferromagnetic cylindrical shielding housing 2 and the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4, non-ferromagnetic perforated cells (Fig. 4) of the magnetron are placed evenly around the perimeter resonator containing capacitive 5 and inductive 6 parts with corona knife edges 7 (the volume of the cells is the capacitance, and the surface of the half-cylinder is the inductance) (see Fig. 2). The cells of the magnetron resonator are presented in the form of semi-cylindrical volumes, closed by plates (Fig. 5) made of uviol glass 9, which are part of the generatrix of the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4. In each non-ferromagnetic perforated cell of the magnetron resonator (5, 6, 7) (Fig. 1) a the emitter through a waveguide from the air-cooled magnetron 10, located with a 60-degree shift along the perimeter of the surface of the non-ferromagnetic cylindrical shielding housing 2 uniformly in height.
В неферромагнитные перфорированные ячейки магнетронного резонатора соосно установлены трубчатые электрогазоразрядные лампы 8, запитанные от источников килогерцовой частоты. Tubular electric gas-discharge lamps 8, powered from kilohertz frequency sources, are coaxially installed in the non-ferromagnetic perforated cells of the magnetron resonator.
Технологический процесс термообработки с обеззараживанием вторичного сырья животного происхождения происходит следующим образом. Загрузить измельченное вторичное сырье животного происхождения в неферромагнитную загрузочную емкость 1, при закрытой заслонке. Включить электропривод фторопластового винтового шнека 2. Включить источники килогерцовой частоты для загорания трубчатых электрогазоразрядных ламп 8 и обеспечения коронирования между ножевыми ребрами 7. Открыть заслонку для подачи сырья. Как только сырье окажется в фторопластовом электроприводном винтовом шнеке 2, т.е. неферромагнитном цилиндрическом ситовом резонаторе 4, включить все магнетроны 10 (частота 2450 МГц) на определенную мощность. Магнетронный резонатор, представленный несколькими неферромагнитными перфорированными ячейками, составляет многоконтурную систему. В неферромагнитных перфорированных ячейках магнетронного резонатора возбуждается электромагнитное поле, частота которого близка к собственной резонансной частоте одной ячейки. Через увиолевые стекла 9 электромагнитные излучения из неферромагнитных перфорированных ячеек (5, 6) будут направлены в ситовый неферромагнитный цилиндрический ситовый резонатор 4, где интерферируются электромагнитные поля сверхвысокой частоты. The technological process of heat treatment with disinfection of secondary raw materials of animal origin occurs as follows. Load crushed secondary raw materials of animal origin into non-ferromagnetic loading container 1, with the valve closed. Turn on the electric drive of the fluoroplastic screw screw 2. Turn on the kilohertz frequency sources to ignite the tubular electric-gas discharge lamps 8 and ensure corona between the knife ribs 7. Open the damper for supplying raw materials. As soon as the raw material is in the fluoroplastic electrically driven screw screw 2, i.e. non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4, turn on all magnetrons 10 (frequency 2450 MHz) at a certain power. A magnetron resonator, represented by several non-ferromagnetic perforated cells, constitutes a multi-circuit system. In non-ferromagnetic perforated cells of a magnetron resonator, an electromagnetic field is excited, the frequency of which is close to the natural resonant frequency of one cell. Through uviol glasses 9, electromagnetic radiation from non-ferromagnetic perforated cells (5, 6) will be directed into a non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4, where electromagnetic fields of ultra-high frequency interfere.
Трубчатые электрогазоразрядные лампы, заполненные аргоном или неоном, подключенные к источнику килогерцовой частоты (частота импульсов 110 кГц) при расположении в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (2450 МГц) коронирует мощнее [3]. Ток (не более 0,2-0,3 мА, напряжение 12-15 кВ) проходит через трубчатую электрогазоразрядную лампу. Скачок напряжения обеспечивает пробой инертного газа, наполненного парами ртути. Трубчатые электрогазоразрядные лампы 8 являются источниками бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей.Tubular electric gas discharge lamps filled with argon or neon, connected to a kilohertz frequency source (pulse frequency 110 kHz) when located in an electromagnetic field of ultrahigh frequency (2450 MHz) produce more powerful corona [3]. Current (no more than 0.2-0.3 mA, voltage 12-15 kV) passes through a tubular electric discharge lamp. The voltage surge provides a breakdown of an inert gas filled with mercury vapor. Tubular electric gas discharge lamps 8 are sources of a bactericidal flow of ultraviolet rays.
Между трубчатыми электрогазоразрядными лампами 8 и ножевыми ребрами 7 на боковой поверхности неферромагнитных перфорированных ячеек 5, 6 магнетронного резонатора возникает коронный разряд разной интенсивности, в зависимости от зазора между ними (0,5-2 см). При этом происходит выделение озона, образование бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей «область С» [6]. Озон распространяется в неферромагнитном цилиндрическом ситовом резонаторе 4 и в сырье через перфорации неферромагнитных ячеек магнетронного резонатора (5, 6, 7) и через кольцевой объем, а бактерицидный поток ультрафиолетовых лучей проходит через увиолевое стекло 9.Between the tubular electric gas-discharge lamps 8 and the knife ribs 7 on the side surface of the non-ferromagnetic perforated cells 5, 6 of the magnetron resonator, a corona discharge of varying intensity occurs, depending on the gap between them (0.5-2 cm). In this case, ozone is released and a bactericidal flow of ultraviolet rays “region C” is formed [6]. Ozone propagates in the non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4 and into the raw materials through the perforations of the non-ferromagnetic cells of the magnetron resonator (5, 6, 7) and through the annular volume, and the bactericidal flow of ultraviolet rays passes through the uviol glass 9.
Комплексное воздействие электромагнитного поля сверхвысокой частоты высокой напряженности (2-5 кВ/см), озона и бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей обеззараживает и варит вторичное мясное сырье животного происхождения в процессе его передвижения с помощью фторопластового электроприводного винтового шнека 2 вдоль неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора 4. Продолжительность термообработки сырья согласована с частотой вращения фторопластового электроприводного винтового шнека и линейной скоростью передвижения сырья между винтами шнека. Для обеспечения равномерной термообработки сырья, шаг винта составляет не более глубины проникновения волны. Для измельченного комбинированного сырья с низким и высоким содержанием воды глубина проникновения волны равна 6-7 см на частоте 2450 МГц [7].The complex effect of an ultra-high frequency electromagnetic field of high intensity (2-5 kV/cm), ozone and a bactericidal flow of ultraviolet rays disinfects and cooks secondary meat raw materials of animal origin in the process of its movement using a fluoroplastic electrically driven screw screw 2 along a non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator 4. Duration heat treatment of raw materials is coordinated with the rotation speed of the fluoroplastic electric screw screw and the linear speed of movement of raw materials between the screws of the screw. To ensure uniform heat treatment of raw materials, the screw pitch is no more than the wave penetration depth. For crushed combined raw materials with low and high water content, the wave penetration depth is 6-7 cm at a frequency of 2450 MHz [7].
При конструировании неферромагнитных перфорированных ячеек магнетронного резонатора и неферромагнитного цилиндрического ситового резонатора для работы в непрерывном режиме необходимо стремиться, чтобы при данной резонансной частоте, уменьшить потери СВЧ энергии и увеличить КПД. Производительность СВЧ установки зависит от количества и мощности источников килогерцовой частоты и магнетронов. When designing non-ferromagnetic perforated cells of a magnetron resonator and a non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator for continuous operation, it is necessary to strive to reduce microwave energy losses and increase efficiency at a given resonant frequency. The performance of a microwave installation depends on the number and power of kilohertz frequency sources and magnetrons.
Например, при мощности магнетронов 6 кВт и источников килогерцовой частоты 500 Вт, производительность установки составляет 45 кг/ч при обработке измельченных комбинированных мясных отходов. При этом одновременная загрузка сырья в неферромагнитный цилиндрический ситовый резонатор составляет 13 кг, удельная мощность генераторов 0,5 кВт/кг. Продолжительность прохождения сырья через неферромагнитный цилиндрический ситовый резонатор с помощью фторопластового электроприводного винтового шнека равна 17,33 мин, а энергетические затраты составляют 0,144 кВт∙ч/кг. Скорость вращения фторопластового электроприводного винтового шнека в пределах 0,125 об/мин.For example, with a magnetron power of 6 kW and kilohertz frequency sources of 500 W, the installation productivity is 45 kg/h when processing crushed combined meat waste. In this case, the simultaneous loading of raw materials into a non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator is 13 kg, the specific power of the generators is 0.5 kW/kg. The duration of passage of raw materials through a non-ferromagnetic cylindrical sieve resonator using a fluoroplastic electrically driven screw screw is 17.33 minutes, and energy costs are 0.144 kWh/kg. The rotation speed of the fluoroplastic electric screw auger is within 0.125 rpm.
Источники информацииInformation sources
1. studfile.net›preview/5709783/page:12/1. studfile.net›preview/5709783/page:12/
2. Патент № 2728658 РФ, МПК А01С1/06. Установка для калибровки и предпосадочной обработки лука-севка воздействием электрофизических факторов / Г.В. Новикова, А. И. Котин, О. В. Михайлова, М. В. Белова, Каланча-Рабинчук Максим / заявитель и патентообладатель НГИЭУ (RU). – № 2020105805; заявл. 06.02.2020. Бюл. № 22 от 30.07.2020.2. Patent No. 2728658 RF, IPC A01C1/06. Installation for calibration and pre-planting treatment of onion sets under the influence of electrophysical factors / G.V. Novikova, A. I. Kotin, O. V. Mikhailova, M. V. Belova, Kalancha-Rabinchuk Maxim / applicant and patent holder NSIEU (RU). – No. 2020105805; appl. 02/06/2020. Bull. No. 22 dated July 30, 2020.
3. Патент № 2728388 РФ, МПК А01С1/08. Микроволновая установка для предпосадочной обработки овощных культур в непрерывном режиме / А. И. Котин, Е. А. Шамин, О.В. Михайлова, М. В. Белова / заявитель и патентообладатель НГИЭУ (RU). – № 2019132186; заявл. 03.10.2018. Бюл. № от 29.07.2020.3. Patent No. 2728388 of the Russian Federation, IPC A01C1/08. Microwave installation for pre-planting processing of vegetable crops in continuous mode / A. I. Kotin, E. A. Shamin, O. V. Mikhailova, M. V. Belova / applicant and patent holder NSIEU (RU). – No. 2019132186; appl. 03.10.2018. Bull. No. dated July 29, 2020.
4. Патент № 2732722 РФ, МПК А47J.39/00. СВЧ установка с нетрадиционными резонаторами для размораживания и разогрева коровьего молозива в непрерывном режиме / А. А. Тихонов, А. В. Казаков, Г. В. Новикова, М. В. Белова, О. В. Михайлова, Д. А. Тараканов / заявитель и патентообладатель НГИЭУ (RU). – № 2020107761; заявл. 26.11.2019. Бюл. № 27 от 22.09.2020.4. Patent No. 2732722 RF, IPC A47J.39/00. Microwave installation with non-traditional resonators for defrosting and heating cow colostrum in continuous mode / A. A. Tikhonov, A. V. Kazakov, G. V. Novikova, M. V. Belova, O. V. Mikhailova, D. A. Tarakanov / applicant and patent holder NSIEU (RU). – No. 2020107761; appl. 11/26/2019. Bull. No. 27 dated 09.22.2020.
5. Стрекалов А. В., Стрекалов Ю. А. Электромагнитные поля и волны. − М.: РИОР: ИНФРА – М, 2014. -375 с. (стр. 371).5. Strekalov A.V., Strekalov Yu.A. Electromagnetic fields and waves. − M.: RIOR: INFRA – M, 2014. -375 p. (p. 371).
6. http://fb.ru/article/427088/darsonval-ultratek-sd-otzyivyi-naznachenie-printsip-rabotyi-nasadki-i-instruktsiya.6. http://fb.ru/article/427088/darsonval-ultratek-sd-otzyivyi-naznachenie-printsip-rabotyi-nasadki-i-instruktsiya.
7. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов / Рогов И. А. и др. − М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. − 288 с.7. Electrophysical, optical and acoustic characteristics of food products / Rogov I. A. et al. - M.: Light and food industry, 1981. - 288 p.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2817879C1 true RU2817879C1 (en) | 2024-04-22 |
Family
ID=
Citations (4)
| 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)
| 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 |
|---|---|---|
| RU2629159C1 (en) | Super high frequency installation with toroidal resonator and cellular rotor for raw material thermo-processing | |
| KR20110076013A (en) | The apparatus for treatment of food garbage using microwave | |
| RU2817879C1 (en) | Microwave unit with magnetron resonator for thermal treatment of secondary raw materials of animal origin | |
| US20200178578A1 (en) | Apparatus and related industrial applications with solid-state RF energy technology | |
| Gao et al. | Recent advances in food processing by radio frequency heating techniques: A review of equipment aspects | |
| KR20160082647A (en) | Foods sterilizer | |
| RU2820344C1 (en) | Installation with sources of electrophysical factors in truncated conical resonator for heat treatment of secondary fat-containing meat raw material | |
| RU2817881C1 (en) | Equipment for heat treatment of secondary meat raw materials in diaphragm resonator by electrophysical factors | |
| RU2817882C1 (en) | Microwave unit with quasi-toroidal resonator for heat treatment and disinfection of secondary meat raw materials | |
| RU2703062C1 (en) | Plant for potato tubers pre-plant treatment by exposure to electrophysical factors | |
| RU2818737C1 (en) | Microwave unit with toroidal resonator for thermal treatment of ruminant animal offal organs covered with mucous membrane in continuous mode | |
| RU2660906C1 (en) | Superhigh-frequency installation with spherical resonator for thermal processing of raw material of animal origin on continuous basis | |
| RU2699753C1 (en) | Uhf plant with toroidal resonator for heat treatment of egg wastes | |
| RU2820685C1 (en) | Meat wastes dryer with microwave energy supply to electrically driven cylindrical sieve resonator | |
| RU2813899C1 (en) | Microwave apparatus for heat treatment of substandard secondary meat raw material by effect of electrophysical factors | |
| JP6605223B2 (en) | Sludge concentration method | |
| RU2479954C1 (en) | Plant for microwave treatment of loose products or materials | |
| RU2728461C1 (en) | Plant for preplanting treatment of vegetable crops by complex effect of electrophysical factors in continuous mode | |
| RU2679203C2 (en) | Ultra-high frequency installation for heat processing of non-food wastes of animal origin in continuous mode | |
| RU2818738C1 (en) | Microwave unit with spherical resonator for melting fat from milled fat-containing meat wastes in continuous mode | |
| RU2716968C2 (en) | Microwave technology of decontaminated hair coat separation from rabbit hides in biconical resonator | |
| RU2629220C1 (en) | Plant with moving microwave energy sources for heat treatment of raw material | |
| RU2813916C1 (en) | Installation with microwave energy supply for high-temperature moulding of secondary biological raw material | |
| RU2726565C1 (en) | Microwave unit with a quasi-stationary resonator for melting of decontaminated fat from milled fat-containing material in continuous mode | |
| RU2806546C1 (en) | Microwave convective dryer of raw materials with tiered toroidal resonators |