TW201309195A - 連續式稻米殺蟲射頻設備 - Google Patents

Abstract

連續式稻米殺蟲射頻設備是一種輸送帶式連續殺蟲處理裝置，此新發明設備是將射頻產生器連接到一對平行電極板，將稻米置於電極板中的輸送帶上連續移動，以電容式感應射頻電磁場使得分子振動及離子移動快速產生熱達到殺蟲目的。由於射頻加熱是屬於介電質感應電磁波產生熱，被處理的稻米整體同時感應電磁波產生熱，有快速加熱與溫度均勻的優點，可以數秒內均勻且快速的升溫，利用此物理方法快速加熱稻米可殺死米蟲的全部蟲卵、幼蟲、蟲繭及成蟲，長期儲存可保有米的品質。此新發明的處理方法可以避免使用化學燻蒸法，可提高米食的安全性。由於射頻的電磁波頻率較微波低，故射頻穿透樣品的深度會比微波顯著增加，樣品溫度分布也較均勻，非常適合大量或大包裝的稻米之殺蟲處理。且此連續式稻米殺蟲射頻設備可克服傳統的熱傳導障礙，故可在數秒至數分鐘的處理時間達到殺蟲的目的，提昇產能並降低生產成本。為了控制和記錄射頻加熱過程，附有自動控制系統、射頻輸出功率偵測器、偵測樣品溫度的感測器。

Description

連續式稻米殺蟲射頻設備

連續式稻米殺蟲射頻設備是一種在電磁波遮蔽箱體內的隧道式輸送帶上安裝射頻電極板，利用電磁波提供給含有水分的稻米的快速加熱在55℃以上達成殺蟲目的。在殺蟲過程中，可透過調整電極板間距，以獲得最佳射頻功率的輸出，縮短殺菌處理的時間。射頻的加熱機制，是由於稻米中的極性水分子吸收高頻電磁波而旋轉摩擦和離子移動產生熱，目前在科學、工業和醫藥界可使用的射頻頻率為13.56,27.12和40.68MHz；而微波的頻率則以915和2450MHz為主，而電磁波能夠穿透樣品的深度是和頻率成反比。射頻可穿透樣品的厚度較微波深，故射頻對袋裝稻米具有快速加熱且溫度分佈均勻的效果，得到快速殺蟲效果。射頻加熱可以克服傳統以加熱板或熱風作為熱源的熱傳導阻力。過去射頻加熱的應用，在加熱肉品和麵包，冷凍食品的解凍、巴斯德滅菌、餅乾和點心的後段乾燥及水果、核果殺蟲，但並未有應用在稻米殺蟲方面。此連續式稻米殺蟲射頻設備可以解決大量快速稻米殺蟲的限制。為了監控稻米殺蟲過程的各項操作參數，此設備可搭配樣品的溫度測量系統、功率偵測器及自動控制系統。

含穎穀稻穀常用的防蟲處理有15~18℃低温冷藏法、磷化鋁燻蒸法、10%巴賽松燻煙法、混拌0.055%第滅寧粉劑和燈光誘殺法。糙米穀倉米常用的防蟲處理有化學燻蒸法、燻煙法、15~18℃低温冷藏法、真空包裝和二氧化碳調氣包裝和燈光誘殺法。而小包裝米常用的防蟲處理有10℃低溫冷藏法、-20℃低溫冷凍法、燻蒸法、低透氣袋配合脫劑及燈光誘殺法。國外亦有利用放射線0~2 kGy的γ-射線處理以PE材質的小包裝米的殺米蟲研究。近來有利用微波加熱米以殺死米象的方法，當米溫達55℃以上即可以達到100%殺蟲效果。但是微波常用的頻率是915和2450MHz比射頻的1-300 MHz高，穿透深度比射頻淺；射頻更適合用於大量或包裝的稻米殺蟲處理。

連續式稻米殺蟲射頻設備是一種設備具備射頻產生器與與隧道式輸送裝置，由射頻產生器提供射頻電磁波給稻米快速加熱到55℃以上，達到快速有效殺蟲的目的。調整射頻的輸出功率與輸送帶的傳輸速度，提供較大量、較大包裝的稻米殺蟲最適當加熱殺蟲效果。利用傳輸帶輸送包裝或袋裝稻米，可連續操作並縮短大量稻米的殺蟲處理時間。

請參閱第一圖，本創作係連續式稻米殺蟲射頻設備，包括(1)射頻產生器、(2)射頻功率偵測器、(3)電源引入線、(4)接地線、(5)稻米、(6)共同電極、(7)輸送帶、(8)電磁波洩露抑制隧道、(9)溫度測量系統、(10)自動控制系統、(11)電源電極板、(12)電磁波遮蔽視窗、(13)電磁波遮蔽箱、(14)馬達、(15)螺桿、(16)滑桿、(17)支撐固定板、(18)絕緣座、(19)訊號控制線。

操作程序是將稻米5置於輸送帶7的入口處，開啟設頻產生器1與輸送帶7，並分別將射頻功率偵測器2與輸送帶7調整至適合的值。再調整電源電極板11與共同電極6的間距以利稻米5傳輸及控制射頻輸出功率，射頻加熱提供稻米5的分子振動熱。溫度測量系統9將隨時監控稻米5溫度。調整輸送帶7傳輸速度，達到稻米快速殺蟲的目的，以獲致最佳處理效果與產量。以1公斤包裝穎穀稻穀為例,2.3kW射頻功率輸出殺蟲處理結果如表一所示。

第一圖中的代號

(1)．．．射頻產生器

(2)．．．射頻功率偵測器

(3)．．．電源引入線

(4)．．．接地線

(5)．．．稻米

(6)．．．共同電極

(7)．．．輸送帶

(8)．．．電磁波洩露抑制隧道

(9)．．．溫度測量系統

(10)．．．自動控制系統

(11)．．．電源電極板

(12)．．．電磁波遮蔽視窗

(13)．．．電磁波遮蔽箱

(14)．．．馬達

(15)．．．螺桿

(16)．．．滑桿

(17)．．．支撐固定板

(18)．．．絕緣座

(19)．．．訊號控制線

第一圖係顯示本創作之連續式稻米殺蟲射頻設備之概視圖。

第一圖中的代號

(1)．．．射頻產生器

(2)．．．射頻功率偵測器

(3)．．．電源引入線

(4)．．．接地線

(5)．．．稻米

(6)．．．共同電極

(7)．．．輸送帶

(8)．．．電磁波洩露抑制隧道

(9)．．．溫度測量系統

(10)．．．自動控制系統

(11)．．．電源電極板

(12)．．．電磁波遮蔽視窗

(13)．．．電磁波遮蔽箱

(14)．．．馬達

(15)．．．螺桿

(16)．．．滑桿

(17)．．．支撐固定板

(18)．．．絕緣座

(19)．．．訊號控制線

Claims (10)

1. 一種連續式稻米殺蟲射頻設備，由於是電磁波加熱，此連續式稻米殺蟲射頻設備配置射頻加熱系統與傳送系統，射頻加熱具有射頻產生器與一對電極板。可利用自動控制系統控制射頻輸出功率與傳輸速率，並可附加有溫度感測器與射頻功率偵測器。此設備應用於稻米的連續式殺蟲處理。
2. 如申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，其中的射頻加熱系統，包括射頻產生器(1)、射頻功率偵測器(2)、電源引入線(3)、絕緣座(18)、接地線(4)、共同電極(6)、溫度測量系統(9)、電源電極板(11)、電磁波遮蔽視窗(12)與電磁波遮蔽箱(13)。
3. 如申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，其中的射頻加熱系統，其射頻產生器(1)接至一對的電源電極板(11)與共同電極(6)，其電源電極板(11)大小可隨電磁波遮蔽箱(13)的尺寸而定，電源電極板(11)固定在絕緣座(18)，射頻產生器(1)和電源電極板(11)需以電源引入線(3)連接，共同電極(6)與電磁波遮蔽箱(13)以接地線(4)接地。
4. 申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，其中的射頻加熱系統可以多套系統串接在一組輸送帶(7)上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，射頻頻率可為1至300MHz,其中以13.56，27.12或40.68 MHz最常用。
6. 如申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，其中的傳送系統其輸送帶(7)傳輸速率是可調式，速率是0-10 m/min。
7. 如申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，其中的射頻加熱系統其電源電極板(11)與共同電極(6)的間距是可調式，從5至50公分。
8. 如申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，其中連續式殺蟲處理應用於稻米(5)包括穎穀稻穀、糙米與精米的殺蟲
9. 如申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，其中連續式殺蟲處理包括殺死除稻米(5)的蟲卵、幼蟲、蟲繭與成蟲。
10. 如申請專利範圍第1項所述之連續式稻米殺蟲射頻設備，其中連續式殺蟲處理是殺死稻米(5)的所有蟲害，包括但不限於穀蠹、米象、擬穀盜與大殼盜與外米偽步行蟲。