УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и пищевой промышленности, в частности к технике обеззараживания сыпучих продуктов.
Известно устройство для обеззараживания сыпучих продуктов, содержащее узел загрузки, источник ультрафиолетового излучения (УФИ), средство для транспортирования обрабатываемого продукта и узел выгрузки. Источник излучения выполнен в виде импульсной газоразрядной лампы, подключенной к блоку питания (Патент на изобретение №2279806, публ. 20.11.2005 г.).
Недостатком этого устройства является неравномерность обеззараживания продукта по толщине слоя.
Известно устройство для обеззараживания сыпучих пищевых продуктов, представляющее собой вращающийся барабан, узел загрузки источник ультрафиолетового излучения, средство для транспортировки обрабатываемого продукта, узел выгрузки. Внутренняя поверхность барабана, установленная в неподвижном корпусе, снабжена спиралевидно-расположенными лопастями, способными изменять угол наклона. Узел загрузки снабжен шнеком. (Патент на изобретение №2537500, публ. 03.08.2012 г.).
Недостатком вышеуказанного устройства является то, что источники УФИ не обеспечивает полное обеззараживание сыпучих продуктов.
Известна СВЧ-установка для сушки и микроволновой обработки сыпучих материалов. Многофункциональная конвейерная СВЧ-установка включает несущую камеру, бункер с дозирующим устройством, конвейер, состоящий из ведущего и ведомого барабанов и сетки с тефлоновым покрытием, две и более рабочие камеры, разделенные на зоны СВЧ-нагрева, отлежки и охлаждения, систему вытяжки, устройство для выравнивания высоты материала, систему равномерного распределения агента сушки, состоящую из воздуховодов, входного диффузора, корпуса, направляющих, двух рядов выходных конфузоров с прямоугольными регулируемыми отверстиями, расположенные друг под другом под углом 90 град, и напорный вентилятор, датчики температуры и влажности, мотор-редуктор, устройство регулировки сетки конвейера, волновые ловушки, выгрузной канал, блок управления (Патент на ПМ №139803, публ. 18.03.2013 г.).
Недостатком данной установки является ее сложность.
Известна микроволновая вакуумная установка для сушки пищевых продуктов и не пищевых материалов, которая включает корпус со встроенной камерой. Внутрь камеры имеется контейнер с продуктом. Перемешивание продукта происходит за счет вращения контейнера. Микроволновая энергия подается от магнетронов, расположенных на торцах цилиндрической камеры. Для эффективной конденсации паров предусмотрены внешние охлаждающие «рубашки». Сбор сконденсировавшегося дистиллята осуществляется в специальных емкостях, расположенных внизу установки. Охлаждение магнетронов обеспечивает внешний радиальный вентилятор. Управление процессом сушки осуществляется с помощью микропроцессора. Эта установка может использоваться для обеззараживания продуктов за счет использования микроволновой энергии (патент на ПМ №15622, публ. 27.10.2000 г.).
Недостатком данной установки является низкая производительность установки из-за невозможности использовать установку для обеззараживания продукта в типовой таре, отсутствие возможности создания избыточного давления на этапе нагрева, что отрицательно сказывается на энергетической эффективности, ограничивает верхний предел по температуре обработки и ухудшает эффективность охлаждения из-за испарения части воды на стадии нагрева.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в повышении производительности установки, расширение температурного диапазона обработки, улучшении качества и стабильности обеззараживания продуктов за счет совершенствования ее узлов.
Технический результат достигается за счет того, что в установке для обеззараживания сыпучих продуктов, содержащей герметичную камеру с вращающимся внутри ее контейнером, люком загрузки-выгрузки продуктов, систему магнетронных генераторов со щелевыми антеннами, систему напуска чистого воздуха, вакуумный насос, компрессор, вентилятор и систему управления, камера выполнена в виде несимметричной семигранной призмы с двумя цилиндрическими валами, обеспечивающими вращение контейнера, причем один - ведущий, выполнен с силиконовым покрытием, другой - ведомый. Одна из торцевых крышек приварена к призматической оболочке. На этой крышке расположены патрубки для подсоединения электромагнитных клапанов откачки и нагнетания воздуха, напуска чистого воздуха. Через другую крышку (люк) проводится загрузка-выгрузка продукции в контейнер. Для герметизации камеры в местах подключения магнетронов используются герметизирующие фторопластовые колпачки, покрывающие антенны магнетронов. Камера установлена на каркасе, выполненном из металлических труб. Контейнер снабжен обручами с силиконовыми жгутами, причем обручи имеют эллиптическую форму. Контейнер выполнен радиопрозрачным в виде полипропиленового каркаса, обтянутым полипропиленовой сеткой.
Камера выполнена в виде несимметричной семигранной призмы для уменьшения интерференционных максимумов и минимумов в распределении напряженности электрического поля, что способствует улучшению однородности нагрева.
Эллиптическая форма обручей, расположенных на контейнере, обеспечивает осевое перемещение продукта, что улучшает однородность обеззараживания продуктов.
Крышка загрузки имеет две прокладки: внутреннюю -графитовую с металлическим армированием для исключения излучения микроволнового излучения наружу, внешнюю - силиконовую для надежной герметизации.
Силиконовое покрытие ведущего вала камеры увеличивает степень сцепления с обручами контейнера и обеспечивает надежность вращения.
На фиг. 1 представлена установка для обеззараживания сыпучих продуктов. Она состоит из каркаса 1, установленного на несущей стойке. Каркас содержит семигранную камеру 2 с люком 3. Для вращения контейнера 5 в нижней части камеры 2 установлены два вала 4, один из которых - ведущий, а другой - ведомый. Внутри камеры 2 вращается контейнер 5 с силиконовыми обручами 6 на его поверхности. На внешней поверхности семигранной камеры выполнены волноводы, с установленными на них магнетронными блоками 8. На внутренней поверхности выполнена щелевая система возбуждения 7. Магнетронные блоки снабжены трансформаторами и платой управления 8. Магнетроны 14 снабжены герметизирующими колпачками. Клапаны откачки, напуска и нагнетания воздуха 9, бактерицидный циркулятор воздуха 10 и микробиологический фильтр 11 расположены на «глухой» торцевой крышке. Вентилятор 12 проводит нагнетание охлаждающего воздуха внутрь кожуха 13. В установку включается также компрессор для увеличения давления в камере на стадии нагрева продукта.
Установка работает следующим образом. В контейнер 2 через узел загрузки загружается типовой крафт мешок. Далее дверь закрывается, включается компрессор для нагнетания воздуха, и на продукт воздействует микроволновое излучение при давлении в камере 1,5-2 бар. Выбор такого давления обеспечивает температуру 110-120°C, что является предельной для сухих продуктов. После нагрева продукта и выдержки продукта при заданной температуре, включается вакуумный насос и проводится вакууммирование камеры до давления 5-50 мбар, что обеспечивает быстрое охлаждение продукта, подсушку продукта и дополнительное уничтожение бактерий. Избыточное давления в камере создается безмаслянным компрессором (на фиг. 1 - не показан), воздух от которого поступает через микробиологический фильтр 11. Система управления выполняется на программируемом логическом контроллере (ПЛК). Основной режим работы - автоматический (исключение - загрузка и выгрузка продукта). Отладка режимов обработки для конкретного продукта проводится с использованием температурных регистраторов, помещаемых внутрь крафт-мешка с продуктом. Анализ температурной «истории», записанной регистратором, и сравнение ее с результатами микробиологических и органолептических исследований продукта позволяют выработать оптимальный режим обработки. При штатной функционировании ПЛК обеспечивает поддержание найденного оптимального режима.
Все перечисленные операции происходят одновременно с вращением контейнера, где происходит перемешивание продукта. Микроволновая энергия генерируется типовыми магнетронами 14. Они расположены на волноводах, приваренных по широкой стенке к призматической камере. На плоскости соприкосновения волноводов и камеры выполнены щелевые антенны, обеспечивающие хорошее согласование магнетронов и камеры. Наличие большого количества щелей дополнительно улучшает однородность нагрева.
Данная установка может применяться как в сельском хозяйстве, так и в пищевой промышленности для обеззараживания сыпучих продуктов, а также для любой тепловой обработки.