ВАКУУМНАЯ КАМЕРА ДЛЯ МИКРОВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
VACUUM CHAMBER FOR MICROWAVE TREATMENT OF DIELECTRIC MATERIALS

Изобретение относится к области вакуумно-микроволновой техники и может быть применено для микроволновой обработки, например, нагрева диэлектрических материалов в условиях вакуума, в частности пищевых продуктов.
Известны устройства для нагрева диэлектрических материалов в условиях вакуума, например, патент РФ №808073. Устройство содержит вакуумную камеру с загрузочным и разгрузочным патрубками, транспортирующий орган и установленный в нижней части камеры нагревательный элемент. Однако подобное устройство позволяет обрабатывать только текучие материалы в тонком слое и не может быть использовано для большей части пищевых продуктов.
Известно также устройство, содержащее вакуумную камеру и приспособление для подвода и отвода теплоносителя (патент РФ №856413), которое также нельзя применить для нагревания большей части пищевых продуктов из-за сложности конструкции и поверхностного способа передачи тепла.
Известна вакуумная камера для электронно-лучевой обработки с системой вакуумных насосов, выполненная с наружной и внутренней вакуумно-плотными оболочками, ребрами жесткости и межоболочковой полостью (прототип - журнал «Автоматическая сварка» №6 за 2001 г., с.50-52. Назаренко O.K., Нестеренков В.М., Непорожний Ю.В. Конструирование и электронно-лучевая сварка вакуумных камер). Однако конструкция не позволяет нагревать влажные пищевые продукты из-за отсутствия системы передачи тепла объемного характера, например, микроволнового, что обеспечило бы обработку за более короткие сроки практически всех влажных пищевых продуктов с различными целями, например: выпаривание, высушивание, вспенивание (сыров и др.).
В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача разработки устройства, обеспечивающего одновременную вакуумную и микроволновую обработку пищевой продукции, что позволит обрабатывать практически все влажные пищевые продукты с различными целями, например: выпаривание, высушивание, вспенивание (сыров и др.) за более короткие сроки.
Поставленная задача решается тем, что вакуумная камера для микроволновой обработки диэлектрических материалов содержит рабочую камеру, состоящую из наружной и внутренней оболочек, размещенных одна в другой с образованием полости между ними, и систему вакууммирования, содержащую вакуумный насос, с возможностью подключения к пространству внутренней оболочки, в которой согласно изобретению рабочая камера дополнительно снабжена неподвижным блоком с системой управления, при этом неподвижный блок выполнен в виде корпуса, оснащенного рабочим столом, соединенным с системой вакууммирования, смонтированной внутри корпуса и дополненной узлом для сбора и отвода конденсата, кроме того, корпус снабжен системой перемещения рабочей камеры относительно рабочего стола, а рабочая камера снабжена источником СВЧ-энергии и смотровым окном, вмонтированным в стенку наружной и внутренней оболочек, при этом внутренняя оболочка рабочей камеры и рабочий стол изготовлены из диэлектрических вакуум-плотных материалов, а наружная оболочка - из диэлектрического материала.
Отличие предлагаемого изобретения от прототипа состоит в том, что рабочая камера дополнительно снабжена неподвижным блоком с системой управления, при этом неподвижный блок выполнен в виде корпуса, оснащенного рабочим столом, соединенным с системой вакууммирования, смонтированной внутри корпуса и дополненной узлом для сбора и отвода конденсата, кроме того, корпус снабжен системой перемещения рабочей камеры относительно рабочего стола, а рабочая камера снабжена источником СВЧ-энергии и смотровым окном, вмонтированным в стенку наружной и внутренней оболочек, при этом внутренняя оболочка рабочей камеры и рабочий стол изготовлены из диэлектрических вакуум-плотных материалов, а наружная оболочка - из диэлектрического материала.
Снабжение рабочей камеры неподвижным блоком и системой ее перемещения относительно рабочего стола позволит загружать продукцию, используя механизированное приспособление педального (напольного) типа для закрывания камеры. При этом открывание камеры будет происходить автоматически после окончания заданного времени обработки. Выполнение оболочек рабочей камеры и рабочего стола из диэлектрических материалов позволит применить вакуумную камеру для одновременной микроволновой обработки продукции.
На фигуре 1 изображена принципиальная схема вакуумной камеры для микроволновой обработки диэлектрических материалов; на фиг.2 - главный вид вакуумной камеры для микроволновой обработки диэлектрических материалов (а), вид сверху (б) и вид со стороны оператора (в); на фиг.3 - вид со стороны оператора при открытой рабочей камере.
Устройство содержит рабочую камеру 1 (фиг.1), состоящую из наружной 2 и внутренней 3 оболочек, неподвижный блок 4 с системой управления 5 (фиг.3). Неподвижный блок выполнен в виде корпуса 6, оснащенного рабочим столом 7, соединенным с системой вакууммирования, содержащей вакуумный насос 8 и узел для сбора и отвода конденсата, в частности, представляющий собой конденсатор 9 и холодильную машину 10. Система перемещения рабочей камеры 1 относительно рабочего стола 7 включает, например, пневмо (гидро) - цилиндр 11 со штоком 12 и направляющие 13 (фиг.2, 3). Рабочая камера снабжена источником СВЧ-энергии 14 и смотровым окном 15, вмонтированным в стенку наружной и внутренней оболочек. Для механизированного закрывания камеры может применяться приспособлением 16 педального типа.
Устройство работает следующим образом.
При поднятой в крайнее верхнее положение рабочей камере 1 на рабочий стол 7 укладывают продукцию, например заготовку сырного бутерброда, и камеру закрывают с помощью педального приспособления 16. Посредством системы управления 5 задают параметры обработки и включают источник СВЧ-энергии 14 и вакуумный насос 8 с холодильной машиной 10. Испаряющиеся из продукта пары влаги конденсируются в конденсаторе 9, теплообменная поверхность которого охлаждается посредством холодильной машины 10. После окончания времени обработки, система управления 5 отключает источник СВЧ-энергии 14, вакуумный насос 8 и холодильную машину 10, а система перемещения (позиции 11, 12, 13) автоматически поднимает рабочую камеру 1. Обработанный продукт извлекают из рабочей камеры, конденсат сливают и цикл повторяют.
Система управления позволяет осуществлять работу устройства в трех режимах:
- микроволновая обработка;
- вакуумная обработка;
- микроволновая + вакуумная обработка.
Таким образом, предлагаемое устройство "Камера для микроволновой обработки диэлектрических материалов" обеспечивает как раздельное выполнение микроволновой и вакуумной обработки, так и одновременное выполнение процесса СВЧ-нагрева и вакуумной обработки и претендует на обладание повышенными потребительскими свойствами по сравнению с СВЧ-печами и вакуумными камерами для обработки пищевых продуктов.