Сверхвысокочастотная установка с коаксиально расположенными резонаторами для термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья в непрерывном режиме
ULTRAHIGH-FREQUENCY PLANT WITH COAXIALLY LOCATED RESONATORS FOR HEAT TREATMENT AND STERILIZATION OF GROUND MEAT MATERIAL IN CONTINUOUS MODE

Предполагаемое изобретение относится к сверхвысокочастотной технике и может быть использовано в мясоперерабатывающей промышленности для термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья (например, для варки мясного фарша).
Известна СВЧ установка со стационарными сферическими резонаторами в кольцевом экранирующем корпусе прямоугольного сечения для вытопки жира из жиросодержащего сырья (патент №2600697 РФ, МПК С11В 13/00) [1].
Известна установка с передвижными перфорированными сферическими резонаторами в кольцевом экранирующем корпусе прямоугольного сечения (патент №2581224 РФ, МПК С11В 1/12) [2]. В обеих установках использован экранирующий корпуса, что удорожает их.
Задачей изобретения является разработка сверхвысокочастотной установки с резонаторами, обеспечивающими высокую напряженность электрического поля для термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья в непрерывном режиме с соблюдением электромагнитной безопасности без экранирующего корпуса.
Технический результат достигается тем, что сверхвысокочастотная установка с коаксиально расположенными резонаторами для термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья в непрерывном режиме содержит внутренний четырехугольный призматический резонатор без верхнего основания, соосно установленный в наружную четырехугольную неферромагнитную призму так, что сверху обе призмы закрыты общей крышкой,
а нижние основания призм, выполненные из неферромагнитных решеток, вибрирующие с помощью электровибратора, расположены параллельно, образуя конденсаторную часть с промежутком, равным кратной половине длины волны, и с возможностью ступенчатого регулирования за счет передвижения нижней неферромагнитной решетки, причем размер ячеек нижней решетки меньше, чем у верхней,
при этом в конденсаторную часть направлены излучатели от основных магнетронов, расположенных на боковых гранях наружной призмы, а дополнительный магнетрон установлен на крышке так, что излучатель направлен во внутренний четырехугольный призматический резонатор, длина которого равна кратной половине длины волны, и так же на крышке вертикально, малым основанием вниз, диаметром менее, чем четверть длины волны, установлен усеченный конус, а промежуток между боковыми гранями призм и средний периметр промежутка кратны половине длины волны, причем промежуток между боковыми гранями призм и конденсаторная часть образуют наружный резонатор нетрадиционной конфигурации.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведено
схематическое изображение сверхвысокочастотной установки с коаксиально расположенными резонаторами для термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья в непрерывном режиме; на фиг. 2 - пространственное изображение сверхвысокочастотной установки с коаксиально расположенными резонаторами для термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья в непрерывном режиме.
Сверхвысокочастотная установка (фиг. 1, 2) содержит:
наружную четырехугольную неферромагнитную призму 1, внутренний четырехугольный призматический резонатор 2, неферромагнитную крышку 3, емкость для приема сырья 4 в виде усеченного конуса, дополнительный магнетрон 5, электровибратор 6, основные магнетроны 7, неферромагнитную решетку с крупными ячейками 8, неферромагнитную решетку с мелкими ячейками 9, запредельный волновод 10, емкость для сбора продукта 11.
Сверхвысокочастотная установка с коаксиально расположенными резонаторами для термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья в непрерывном режиме выполнена следующим образом (фиг. 1, 2). Внутренний четырехугольный призматический резонатор 2 без верхнего основания установлен соосно в наружную четырехугольную неферромагнитную призму 1, так что сверху обе призмы закрыты одним верхним основанием наружной призмы 1 (неферромагнитной крышкой 3). Вместо нижних оснований призм 1 и 2 установлены соответствующие неферромагнитные решетки 9 и 8, вибрирующие с помощью электровибратора 6, установленного с тыльной стороны установки. Промежутки между боковыми сторонами призм 1, 2 и между решетками 8 и 9 равны кратной половине длины волны. Средний периметр промежутка между прямоугольными стенками четырехугольных призм 1, 2 также кратен половине длины волны. Расстояние между решетками 8, 9 можно ступенчато регулировать, переставляя решетку 9 в соответствующие пазы на боковых стенках наружной призмы 1. Параллельно расположенные решетки 8 и 9 образуют конденсаторную часть наружного резонатора 1 (наружной призмы). Причем верхняя неферромагнитная решетка 8 выполнена с крупными ячейками, а нижняя неферромагнитная решетка 9 - с мелкими ячейками. Магнетроны основные 7 расположены с боковой стороны наружного четырехугольного призматического резонатора 1 на уровне конденсаторной части. При таком расположении магнетронов основных 7 наружная призма выполняет функцию резонатора (наружный резонатор 1) по подобию квазистационарного тороидального резонатора.
На неферромагнитной крышке 3 вертикально расположена емкость для приема сырья 4 и установлен магнетрон дополнительный 5, излучатель которого направлен внутрь четырехугольного призматического резонатора 2. Емкость для приема сырья 4 имеет форму усеченного конуса и установлена на крышку 3 вертикально, малым основанием вниз, имеющим диаметр, равный четверти длины волны. Емкость для сбора продукта 11 с запредельным волноводом 10 прикреплена к нижнему основанию наружного резонатора 1 (наружной четырехугольной призмы 1). Чтобы в четырехугольном призматическом резонаторе 2 установилась стоячая волна (наблюдался резонанс), длина его прямоугольного основания, куда установлен дополнительный магнетрон 5, должна быть кратной половине длины волны. Размеры ячеек на решетках 7 и 8 согласованы с размерами частиц фарша, подвергаемого термообработке и стерилизации. Форма конструкционного исполнения резонатора определяет структуру возбуждаемых электромагнитных полей. При таком конструкционном исполнении наружного резонатора 1, полученного за счет соосно расположенных двух четырехугольных призм разного размера под общим верхним основанием, внутри электрическое поле, в основном, концентрируется между решетками 8 и 9. Одновременно работают два резонатора, внутренний четырехугольный призматический резонатор 2 и наружный резонатор 1 нетрадиционной конфигурации, где в конденсаторной части можно обеспечить высокую напряженность электрического поля.
Технологический процесс термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья в непрерывном режиме происходит следующим образом. Включить электровибратор 6 для обеспечения вибрации решеток 8, 9. Непрерывно подавать измельченное мясное сырье в емкость для приема сырья 4, откуда сырье попадает в четырехугольный призматический резонатор 2, после чего можно включить магнетрон дополнительный 5. Происходит воздействие электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) на измельченное мясное сырье в призматическом резонаторе 2. Излучение через малое основание приемной емкости (усеченного конуса 4) в окружающее пространство не происходит, так как диаметр основания меньше, чем четверть длины волны. Сырье в ЭМПСВЧ нагревается, размеры частиц фарша уменьшаются, и в процессе вибрации решеток 8, 9 частицы проходят решетку 8 с крупными ячейками, попадают в конденсаторную часть наружного резонатора 1 нетрадиционной конфигурации. Далее включить магнетроны основные 7, и в электрическом поле СВЧ сырье подвергается термообработке и стерилизации за счет высокой напряженности (1-4 кВ /см) в непрерывном режиме. Когда размеры вареных частиц становятся меньше, чем размеры ячеек нижней решетки 9, они за счет вибрации попадают в емкость для сбора продукта 11 и через запредельный волновод 10 выводятся за пределы СВЧ установки.
Преимущества данного конструкционного исполнения рабочей камеры в том, что: без общего экранирующего корпуса электромагнитная безопасность сохраняется при непрерывном режиме работы; имеется возможность регулирования величины напряженности электрического поля в конденсаторной части нетрадиционного резонатора до достаточной для снижения бактериальной обсемененности продукта до допустимого значения (500 КОЕ/г); исключается взаимное нарушение работы магнетронов.
Источники информации
1. Патент №2600697 РФ, МПК С11В 13/00; заявитель и патентообладатель АНОВО «АТУ» (RU). - №2015117451; заявл. 28.04.2015. Бюл. №30 от 03.10.2016. - 12 с.
2. Патент №2581224 РФ, МПК С11В 1/12.; заявитель и патентообладатель МАДИ (RU). - №2014150840/20 (081472); заявл. 17.12.2014. Бюл. №11 от 20.04.2016. - 11 с.