Устройство микроволновой вакуум-выпарной установки непрерывного действия

Полезная модель относится к аппаратам пищевой промышленности, а именно к оборудованию для концентрирования жидких и получения сухих пищевых продуктов путем их выпаривания и сушки в вакууме, и может быть применена в условиях малых предприятий и фермерских хозяйств. Наиболее целесообразным является использование полезной модели в технологических линиях консервных, пищеконцентратных заводов. Во всех перечисленных примерах важно реализовать принципы щадящего равномерного теплового воздействия на продукт, обеспечивая низкие энергетические затраты и компактность оборудования.
Известна СВЧ-установка для разжижения вязких продуктов (RU 2039461 С1).
СВЧ-установка для разжижения вязких продуктов, преимущественно меда. Включает металлическую емкость с горловиной, источник СВЧ-энергии с волноводом и приспособлением для направления потока СВЧ-энергии в обрабатываемый продукт и слива разжиженного продукта из емкости. Особенность устройства в том, что приспособление для направления потока СВЧ-энергии в обрабатываемый продукт и слива разжиженного продукта выполнено в виде отрезка круглого волновода с отверстием связи в его боковой поверхности, к которому подсоединен волновод источника СВЧ-энергии.
Установка позволяет обеспечить равномерный нагрев продукта при разжижении и тем самым сохранить его свойства. Недостаток - невозможно применить конструкцию для концентрирования жидких продуктов.
Известен способ выпаривания солесодержащих растворов и устройство для его осуществления (RU 2150759 С1).
Способ выпаривания и отверждения солесодержащих растворов, в закрытом сосуде под воздействием нагрева, создаваемого микроволнами. Солесодержащий раствор нагревают в закрытом сосуде с крышкой, в которую входит микроволновый волновод. Расстояние от волновода до поверхности жидкого раствора можно изменять так, что микроволны излучают, по существу, непосредственно на солесодержащий раствор. Солевой раствор испаряют в замкнутом сосуде при абсолютном давлении ниже атмосферного (900 мбар<Р<1000 мбар). Закрытый сосуд установлен на подъемном столе с возможностью вращения.
Способ обеспечивает возможность с высоким коэффициентом полезного действия выпаривать и отверждать солесодержащие растворы. Недостатком является сложность конструкции, наличие дополнительных устройств, расход электричества на вращение подъемного стола, высокая металлоемкость.
Известен способ обезвоживания ила и устройство для реализации такого способа (RU 2419049 С2).
Устройство содержит камеру, включающую герметичный резервуар, стойкий к воздействию давления и сообщающийся через окно из кристаллического кварца с генератором микроволн. Резервуар также сообщается с генератором насыщенного пара и вводом осадка, предназначенного для сушки.
Способ и устройство должны оптимизировать процесс сушки осадка без риска взрыва, а также обеспечить быстрое осуществление полной сушки осадка, сокращение потребляемой энергии. Недостатком является сложность конструкции, наличие перемешивающих устройств, потребляющих дополнительную энергию, высокая металлоемкость.
Известна вакуумная камера для микроволновой обработки диэлектрических материалов (RU 2434531 С2).
Вакуумная камера для микроволновой обработки диэлектрических материалов, содержащая рабочую камеру, состоящую из наружной и внутренней оболочек, размешенных одна в другой с образованием полости между ними, и систему вакуумирования, состоящую из вакуумного насоса, с возможностью подключения к пространству внутренней оболочки. Рабочая камера дополнительно снабжена неподвижным блоком с системой управления.
Устройство позволяет за более короткие сроки обрабатывать влажные пищевые продукты с различными целями: выпаривание, высушивание, вспенивание. Недостатком прототипа является то, что установка периодического действия, что приводит к снижению производительности.
Известен способ и установка для концентрирования кислот (RU 2651253 С1).
Выпарной аппарат представляет собой емкость, разделенную по меньшей мере на две секции, последовательно соединенные между собой. Каждая секция снабжена выходом для паровой фазы и соединена с теплообменником-конденсатором. На наружной поверхности выпарного аппарата в качестве нагревательного устройства установлены магнетроны, а в качестве регулирующих давление устройств используются вакуумные насосы. Разрежение в каждой последующей секции выпарного аппарата выше разрежения предыдущей секции.
Изобретение позволяет повысить эффективность концентрирования кислот, снизить энергоемкость, температуру и продолжительность процесса, отказаться от дорогостоящих конструкционных материалов, повысить технологическую безопасность процесса. Недостатком является сложность конструкции и высокая металлоемкость.
Наиболее близкой по технической сущности является конструкция установки для вакуумной сушки (RU 2755850 С1).
Установка содержит: корпус, с расположенными в нем технологическими отверстиями, крышку, СВЧ-излучатели, камеру, гофрированную емкость для продукта, патрубок для подключения вакуумной системы, систему вакуумирования, элементы крепления, поворотную платформу.
Предлагаемая установка для вакуумной сушки позволяет увеличить интенсивность процессов вспенивания и сушки жидких продуктов, повысить равномерность распределения СВЧ-энергии по объему жидкого продукта, повысить производительность.
Недостатком прототипа является то, что установка периодического действия, что приводит к сложности конструкции и снижению производительности.
Технической задачей полезной модели является создание энергоэффективной микроволновой вакуум выпарной установки непрерывного действия.
Поставленная задача решается тем, что микроволновая вакуум выпарная установка непрерывного действия, содержащая цилиндрический корпус с крышками, СВЧ-излучатель и радиопрозрачную камеру, снабженная системой вакуумирования, корпус выполнен из радионепроницаемого металла, в нижней крышке выполнены патрубок для непрерывной подачи сырья и патрубок непрерывной выгрузки готового продукта.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является:
- повышение производительности и качества обработки.
- снижение металлоемкости упрощение конструкции. Общими с прототипом признаками являются:
- цилиндрический корпус с крышками,
- СВЧ-излучатель,
- радиопрозрачная камеру, снабженная системой вакуумирования.
Отличительными существенными признаками, характеризующими полезную модель, являются:
- корпус из радионепроницаемого металла;
- патрубок для непрерывной подачи сырья и непрерывной выгрузки готового продукта;
На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, где:
1 - цилиндрический корпус;
2 - шпилька;
3 - верхняя крышка;
4 - нижняя крышка;
5 - технологическое отверстие;
6 - СВЧ-излучатель;
7 - радиопрозрачная камера;
8 - патрубок;
9 - патрубок для непрерывной подачи сырья;
10 - патрубок для выгрузки готового продукта;
11 - система вакуумирования.
Устройство представляет собой цилиндрический корпус (1) изготовленный из радионепроницаемого металла. С торцевых частей корпуса посредством шпилек (2) присоединены верхняя (3) и нижняя (4) крышки. В корпусе имеется технологическое отверстие (5) для магнетрона (6). В корпусе находится радиопрозрачная камера (7), выполненная из фторопласта. Верхняя крышка оборудована патрубком (8) для подключения системы вакуумирования (11) и выхода вторичного пара. В нижней крышке имеется патрубок для непрерывной подачи сырья (9) и непрерывной выгрузки готового продукта (10). Патрубок для непрерывной подачи сырья (9) заведен внутрь камеры (7) и расположен на уровне технологического отверстия (5), что обеспечивает более равномерный нагрев сырья.
Представленная совокупность отличительных существенных признаков приводит к достижению цели полезной модели.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы из радиопрозрачной камеры 7 откачивают воздух через патрубок 8, используя систему вакуумирования 11. Сырье непрерывно подается через патрубок 9 нижней крышки 4. Поле сверхвысокой частоты, создаваемое СВЧ-излучателем 6, проникает внутрь корпуса 1 через технологическое отверстие 5 и инициирует процесс выпаривания. Выполнение камеры 7 из фторопласта обеспечивает максимально быстрый нагрев сырья, так как фторопласт обладает низким коэффициентом поглощения СВЧ-волн. Готовый продукт выводится через патрубок для выгрузки 10. Создание вакуума системой вакуумирования 11 снижает температуру испарения воды из сырья и непрерывно отводит ее в количестве испарившейся из продукта влаги через патрубок 8.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить производительность, упростить конструкцию.