СВЧ-установка для термообработки некондиционных куриных яиц
MICROWAVE UNIT FOR THERMAL TREATMENT OF DEFECTIVE CHICKEN EGGS

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке некондиционных яиц для производства кормовых добавок.
Известно, что по производству яйца Россия занимает шестое место в мире. При этом объем перерабатываемого яйца планируют увеличить с 13% до 25%. В США эта цифра достигает 40%. Для того чтобы быть конкурентоспособными производители яиц используют все возможные меры по уменьшению себестоимости продукции без ухудшения ее качества. Используют технологию глубокой переработки, включающую: выдержку 7 дней, мойку скорлупы яиц; освобождение от скорлупы; гомогенизацию, пастеризацию (при производстве меланжа) или сушку (при производстве яичного порошка) [1].
Доля загрязненного пищевого яйца может достигать до 20% от общего количества поступающих на переработку яиц [2]. Использование яйцемоечных машин приводит к быстрой порче яиц при хранении, в результате чего снижается стоимость яйца и доходность его производства. Применение базового дорогостоящего оборудования не позволит снизить себестоимость переработанных некондиционных яиц, к тому же растет объем поступления яичных продуктов из-за рубежа.
При использовании предлагаемой СВЧ установки для термообработки некондиционных яиц нет смысла внедрять глубокую переработку на фермерских хозяйствах, производительность которых меньше 300 млн. яиц в год.
Дешевая микроволновая технология термообработки некондиционных яиц (мелкие, с насечками, грязью, кровяное кольцо) позволяет минимизировать убытки путем эффективной реализации продукта при производстве кормовых добавок.
Известен способ и механизированные устройства для варки яиц [3, 4]. В них используются транспортирующие яйца устройства, что увеличивает энергетические затраты на технологический процесс термообработки, и установки работают в периодическом режиме.
Технической задачей изобретения является разработка СВЧ установки, обеспечивающей снижение удельных энергетических затрат на процесс термообработки и обеззараживания некондиционных яиц в непрерывном режиме для производства кормовых добавок
Технический результат достигается тем, что на монтажной стойке вертикально установлен усеченный биконус, вдоль которого внутри находится неферромагнитная пластина, разделяющая его объем на камеру резонаторную и камеру паузы и обеспечивающая скважность процесса менее 0,5,
при этом вдоль внутренней боковой поверхности усеченного биконуса проложена диэлектрическая труба, уложенная в виде конической спирали, диаметром больше, чем размер яиц, и ее концы выведены за пределы малых оснований усеченного биконуса со стороны камеры паузы,
причем неферромагнитная пластина, выполненная по форме осевого сечения биконуса, по периметру имеет отверстия диаметром, равным диаметру запредельных волноводов, надетых на диэлектрическую трубу со стороны камеры паузы,
при этом на боковую поверхность усеченного биконуса установлены магнетроны СВЧ генераторов так, что излучатели направлены в резонаторную камеру, а на боковой поверхности камеры паузы имеется люк со смотровым окном на трубе.
На фиг. 1 приведено пространственное изображение СВЧ установки для термообработки некондиционных куриных яиц (в разрезе): 1 - биконус усеченный неферромагнитный; 2 - магнетроны от СВЧ генераторов; 3 - труба диэлектрическая, уложенная в виде биконической спирали; 4 - люк со смотровым окном на трубе; 5 - камера паузы; 7 - пластина неферромагнитная; 6 - камера резонаторная; 8 - монтажная стойка; 9 - запредельные волноводы.
На фиг. 2 приведено пространственное изображение биконуса усеченного (в разрезе) с диэлектрической трубой в виде биконической спирали.
На фиг. 3 приведено пространственное изображение усеченного биконуса (в разрезе) с расположением неферромагнитной пластины, разделяющей его на камеры резонаторную и паузы.
На фиг. 4 приведено пространственное изображение пластины неферромагнитной в биконусе усеченном.
На фиг. 5 приведено пространственное изображение трубы диэлектрической.
Установка содержит усеченный биконус неферромагнитный 1; магнетроны 2 от СВЧ генераторов; трубу 3 диэлектрическую, уложенную в виде биконической спирали; люк 4 со смотровым окном на трубе 3; камеру паузы 5; резонаторную камеру 6; неферромагнитную пластину 7; монтажную стойку 8; запредельные волноводы 9.
На монтажной стойке 8 вертикально установлен усеченный неферромагнитный биконус 1. Внутри усеченного биконуса 1 находится неферромагнитная пластина 7. Она разделяет объем усеченного биконуса на две камеры: резонаторную камеру 5 и камеру паузы 6. Неферромагнитная пластина 7 выполнена по форме осевого сечения усеченного биконуса 1. По периметру пластины 7 имеются отверстия диаметром, равным диаметру запредельных волноводов 9. Запредельные волноводы 9 (отрезок трубы из неферромагнитного материала, длиной согласованной с диаметром и частотой электромагнитного поля) надеты на диэлектрическую трубу 3 со стороны камеры паузы 5 и пристыкованы к неферромагнитной пластине 7. От расположения неферромагнитной пластины 7 относительно осевого сечения усеченного биконуса 1 зависит скважность технологического процесса, т. е. отношение продолжительности нагрева яиц к продолжительности цикла (сумма продолжительности нагрева и паузы).
Вдоль внутренней боковой поверхности усеченного биконуса 1 проложена диэлектрическая труба 3, уложенная в виде биконической спирали. Диаметр трубы 3 больше, чем размер яиц, и ее концы выведены за пределы малых оснований усеченного биконуса 1 со стороны камеры паузы 5.
На боковую поверхность усеченного биконуса установлены магнетроны 2 СВЧ генераторов так, что излучатели направлены в резонаторную камеру 6, а со стороны камеры паузы 5 на боковой поверхности усеченного биконуса имеется люк 4 со смотровым окном на трубе 3.
Технологический процесс происходит следующим образом.
Включить транспортер для подачи яиц в диэлектрическую трубу 3, для этого начало трубы выведено через верхнее малое основание усеченного биконуса 1 со стороны камеры паузы 5. Далее включить сверхвысокочастотные генераторы, магнетроны 2 которых расположены на боковой поверхности усеченного биконуса, а излучатели направлены в резонаторную камеру 6. Тогда в резонаторной камере 6, образованной между боковой поверхностью усеченного биконуса 1 и неферромагнитной пластиной 7 возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ). Яйца, направленные в диэлектрическую трубу 3, уложенную в виде биконической спирали, катятся в ней вокруг своей оси, и перемещаются в ней, описывая траекторию биконической спирали. Когда яйца находятся в резонаторной камере 6, они подвергаются воздействию ЭМПСВЧ, а когда они находятся в камере паузы 5, то воздействию ЭМПСВЧ не подвергаются. В это время температура и давление в компонентах яйца выравниваются. Запредельный волновод 9 ограничивает излучение через отверстия, имеющиеся по периметру неферромагнитной пластины 7. Такое многократное пребывание яиц в резонаторной камере 1 и камере паузы с чередованием обеспечит термообработку без разрушения скорлупы, если скважность технологического процесса не превышает 0,5. Поэтому неферромагнитную пластину 7 следует установить так, чтобы объем резонаторной камеры 6 был меньше объема камеры паузы 5. Кратность воздействия ЭМПСВЧ зависит от количества витков трубы, уложенной в виде биконической спирали. Угол наклона и диаметр витка влияют на продолжительность воздействия ЭМПСВЧ. Для технического осмотра имеется люк 4, открывая его, можно увидеть через смотровое окно на диэлектрической трубе 3 передвижение яиц. Сваренные обеззараженные некондиционные яйца следует охладить, упаковать, транспортировать в комбикормовый цех для использования в виде белковой добавки животным.
Известно, что в биконическом резонаторе [5] вблизи вершин образуются поверхности (критическое сечение), где наблюдается полное отражение электромагнитных волн, и излучение от открытых вершин уменьшается. Поэтому диаметры малых оснований усеченного биконуса следует выбрать с учетом критического сечения (, где  - высота биконуса).
Из-за отсутствия транспортирующего механизма и использования одного вентилятора для охлаждения нескольких магнетронов, удельные энергетические затраты уменьшаются по сравнению существующими яйцеварками [3, 4].
Источники информации
1. studydoc.ru>doc/2751450/ispol._zovanie-…
2. Арсеньева М., Смиренская Ю., Глубокие сомнения / Агротехника и технологии // URL: https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/15129/ (дата обращения 26.11.2018)
3. Патент № 2361496 РФ, МПК A47J 29/00. Способ и механизированное устройство для варки яиц / Новикова Г.В., Кириллов Н.К., Егоров Г.И., Гуськов Ю.В - №2006139783/12, заявл. 13.11.2006. от 20.05.2008. - 11 с.
4. Патент № 2336008 РФ, МПК A47J 29/06. Механизированная микроволновая яйцеварка / Новикова Г.В., Кириллов Н.К., Егоров Г.И., Гуськов Ю.В. - №2006139784; заявл. 13.11.2006. Бюл. № 29 от 20.10.2008. - 11 с.
5. Дробахин, О.О. Резонансные свойства микроволновых резонаторов в виде сферического сектора. / О.О. Дробахин, П.И. Заболотный, Е.Н. Привалов // Радиоэлектроника. Информатика. Управление, 2009, № 2(21). - С. 11-16.