СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО ЖИРА ИЗ ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
MICROWAVE INSTALLATION FOR EXTRACTION OF MELTED FAT FROM FAT CONTAINING RAW MATERIAL

Предлагаемое изобретение относится к технологическому оборудованию предприятий мясной промышленности и предназначено для расплавления и выделения жира из жиросодержащего сырья.
Для выделения расплавленного жира из измельченной кости или шквары и для очистки жира от твердых примесей имеются центрифуги, в которых суспензии разделяются в поле центробежных сил. Например, известна центрифуга ПРЦ - непрерывно действующая вертикальная фильтрующая [1, стр. 377].
Недостатки. Для расплавления жира используют горячую воду, температурой не менее 90°С, а полученную жироводяную эмульсию следует еще раз перерабатывать.
Технологической задачей изобретения является интенсификация процесса извлечения жира из жиросодержащего сырья и улучшение качества жира и шквары.
Технический результат достигается тем, что сверхвысокочастотная установка для выделения расплавленного жира из жиросодержащего сырья характеризуется тем, что на монтажной стойке установлен цилиндрический экранирующий корпус с наклонным основанием, с крышкой, и патрубком для отвода жира, внутри корпуса соосно расположен цилиндрический перфорированный ротор, в полом вале которого установлен вал цилиндрического барабана из неферромагнитного материала, причем барабан расположен соосно внутри ротора и выполняет функцию объемного резонатора, а в кольцевом пространстве между ротором и барабаном установлен шнек с внешней навивкой к барабану, при этом диаметр перфорации нижней части стенки барабана больше, чем диаметр перфорации стенки ротора, причем крышка содержит накопительный карман по периферии, загрузочную емкость по центру и патрубок для выгрузки, по диаметру больше, чем диаметр цилиндра экранирующего корпуса, при этом в накопительном кармане расположены скребки, закрепленные к ротору, при этом по центральной оси барабана установлен конусообразный ограничитель излучений, выполненный из неферромагнитного материала с возможностью передвижения по высоте для регулирования ширины загрузочного кольцевого зазора, причем сверхвысокочастотные генераторные блоки установлены над барабаном по периферии.
На фиг. 1 приведено схематическое изображение сверхвысокочастотной установки для выделения расплавленного жира из жиросодержащего сырья (вид спереди): 1 - экранирующий корпус в виде цилиндра; 2 - перфорированный цилиндрический ротор; 3 - цилиндрический барабан; 4 - шнек; 5 - крышка экранирующего корпуса; 6 - СВЧ генераторный блок с излучателем от магнетрона; 7 - загрузочная емкость; 8 - конусный ограничитель излучения; 9 - скребки; 10 - патрубок для выгрузки продукта; 11 - вал барабана и шнека; 12 - полый вал ротора; 13 - монтажная стойка.
На фиг. 2 приведено схематическое изображение сверхвысокочастотной установки для выделения расплавленного жира из жиросодержащего сырья (разрез А-А):1 - цилиндрический экранирующий корпус; 2 - перфорированный цилиндрический ротор; 3 - цилиндрический барабан; 4 - шнек; 5 - крышка экранирующего корпуса; 6 - СВЧ генераторный блок с излучателем от магнетрона; 7 - загрузочная емкость; 8 - конусный ограничитель излучения; 9 - скребки; 10 - патрубок для выгрузки продукта; 11 - вал барабана и шнека; 12 - полый вал ротора; 13 - монтажная стойка.
Сверхвысокочастотная установка для выделения расплавленного жира из жиросодержащего сырья (фиг. 1, фиг. 2) содержит:
- цилиндрический экранирующий корпус 1,
- перфорированный цилиндрический ротор 2,
- цилиндрический барабан 3 и шнек 4,
- крышку экранирующего корпуса 5,
- СВЧ генераторный блок 6 с излучателем от магнетрона,
- загрузочную емкость 7,
- конусный ограничитель излучения 8,
- скребки 9,
- патрубок для выгрузки продукта 10,
- вал шнека 11,
- полый вал ротора 12,
- монтажную стойку 13.
Сверхвысокочастотная установка для выделения расплавленного жира из жиросодержащего сырья предназначена для обезжиривания измельченной кости. Установка содержит перфорированный цилиндрический ротор 2 со сплошным дном. Он закреплен на полом валу 12, установленном на шариковых подшипниках. В перфорированный цилиндрический ротор 2 соосно установлен цилиндрический барабан 3 и шнек 4 с внешней навивкой. Цилиндрический барабан 3 закрыт днищем, а нижняя часть его образующей перфорирована. Вал 11 барабана 3 и шнека 4 установлен в полом валу ротора 12 и закреплен в шариковых подшипниках. Перфорированный цилиндрический ротор 2 вращается внутри экранирующего корпуса 1, закрепленного на монтажных стойках 13. На них же установлен электродвигатель, от которого приводятся во вращение цилиндрический ротор 2, барабан 3 и шнек 4. Частота вращения ротора 2, барабана 3 и шнека 4 разные (передаточные числа передач разные). Барабан 3 и шнек 4 вращаются в одну сторону. Диаметр перфорации образующей ротора 2 меньше, чем диаметр перфорации нижней части образующей барабана 3.
В центре крышки 5 экранирующегося корпуса 1 находится загрузочная емкость 7, выполненная в виде усеченного конуса, без оснований. Внутри загрузочной емкости 7 соосно расположен ограничитель излучения 8, который выполнен в виде конуса с открытым основанием. Причем зазор между основанием конуса 8 и основанием барабана 3 меньше чем четверть длины волны. Между основанием загрузочной емкости 7 и образующей конусообразного ограничителя излучений 8 имеется кольцевое пространство, ширина зазора которого меньше, чем четверть длины волны. Через этот зазор измельченное сырье попадает в барабан 3. Над барабаном 3 по периметру кольцевого пространства (между загрузочной емкостью 7 и образующей барабана 3) установлены сверхвысокочастотные генераторы 6. Они закреплены под экранирующей крышкой 5 на монтажной раме. Причем излучатели от магнетрона направлены в сторону барабана 3. Барабан выполняет функцию резонаторной камеры, поэтому он изготовлен из неферромагнитного материала. На верхней части цилиндрического экранирующего корпуса 1 имеется патрубок для выгрузки шквары, костной муки. Цилиндрическая крышка экранирующего корпуса 5 по диаметру больше, чем диаметр цилиндрического экранирующего корпуса 1, за счет чего и образован накопительный канал, где перемещаются скребки 9 в процессе вращения ротора 2. Основание цилиндрического экранирующего корпуса 1 выполнено под наклоном для стекания вытопленного жира к патрубку 14 для отвода жира. Элементы узла закрепления валов 11 и 12 закрыты внутри конусообразного ограничителя излучений 8.
Технологический процесс выделения расплавленного жира из жиросодержащего измельченного сырья происходит следующим образом. Включают электродвигатель для привода ротора 2, барабана 3 и шнека 4. Сырье, (например измельченная жиросодержащая кость) непрерывно загружают в цилиндрический перфорированный барабан 3 (в резонаторную камеру) через кольцевой зазор, образованный между основанием загрузочной емкости 7 и образующей конусообразного ограничителя излучений 8. Включают сверхвысокочастотные генераторы 6. Сырье, попадая в резонаторную камеру 3, где создано электромагнитное поле сверхвысокой частоты, эндогенно нагревается, жир расплавляется. За счет центробежной силы расплавленный жир и частицы шквары определенного размера выдавливаются через перфорацию барабана 3 и отбрасываются на перфорированные стенки ротора 2. Вытопленный жир через перфорацию ротора 2 попадает в корпус 1 и за счет его наклонного основания жир стекает к патрубку 14, отводится через него. Шквара, прижатая к перфорированной поверхности ротора 2, перемещается вверх витками шнека 4, сбрасывается в цилиндрический карман экранирующего корпуса 1 и оттуда скребками 9 подается к патрубку для выгрузки 10.
Загрязнение окружающей среды радиоволнами через загрузочную емкость 7 ограничено, так как кольцевой зазор, образованный за счет конусообразного ограничителя излучений 8, составляет менее чем четверть длины волны. Этот ограничитель 8, выполненный из неферромагнитного материала, исключает также попадание отраженных лучей в излучатель соседнего СВЧ генератора 6.
Количество СВЧ генераторов зависит от необходимой производительности установки. Исходными данными служат объем перерабатываемого жиросодержащего сырья, его начальная и конечная жирность и влажность, температура, выход и допустимое остаточное содержание жира в шкваре. Данную сверхвысокочастотную установку целесообразно применять при массовой доле жира в сырье 6…25%. При массовой доле жира более 25% эффективнее обработка на центрифугах, а если менее 6%, то необходимо использовать экстракцию растворителями. Измельченное жиросодержащее сырье, поступающее в СВЧ установку, состоит из мелких частиц. Вязкость жира зависит от температуры сырья.
2
Интенсивность процесса выделения жира из сырья характеризуется критерием Фруда (фактор разделения) Fr=ω·R/g,
2
где R - радиус ротора, м; g - ускорение свободного падения, м/с, ω - угловая скорость вращения ротора, рад/с.
Равновесная жирность уменьшается при повышении температуры нагрева сырья до 85…90°С, а при дальнейшем росте температуры происходит упрочнение тканей, и выделение жира уменьшается. Неоднозначно влияние влажности сырья на величину равновесной жирности. Вода имеет более прочную энергию связи. Влажность не должна превышать 9…10% для говяжьей и 6…7% для свиной шквары, так как при больших значениях из-за разжижения измельченного сырья уменьшается выход жира при прочих равных условиях.
При обеспечении высокой напряженности электрического поля СВЧ (1…10 кВ/см) продукт (смесь жира со шкварой) полностью обеззараживается, а качество продукта остается высокой. Подача исходного жиросодержащего сырья через кольцевой зазор загрузочной емкости 7 регулируется изменением высоты посадки конусообразного ограничителя излучений 8. Мощность СВЧ генераторов 6, частота вращения барабана 3, шнека 4 и ротора 2 также регулируются.
Источники информации
1. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть 1. Оборудование для убоя и первичной обработки. - М.: Колос, 2001. - С.377…378.