Микроволновая установка с тороидальным резонатором для термообработки масло-сырья
MICROWAVE INSTALLATION WITH TOROIDAL RESONATOR FOR HEAT TREATMENT OF OIL-RAW MATERIAL

Предполагаемое изобретение относится к перерабатывающей промышленности и может быть использовано для обеззараживания и термообработки масло-сырья в электромагнитном поле сверхвысокой частоты при производстве топленого масла, в том числе для топления сливочного масла с просроченным сроком хранения.
Сырье, используемое для производства топленого масла, должно быть натуральным, не прогорклым, без посторонних привкусов и запахов, механических примесей и включений. Принятое и отсортированное масло-сырье, если оно сразу не идет на производство, подвергается промежуточной обработке, т.е. медленному нагреванию до 28-32°С при перемешивании. После достижения продуктом однородной консистенции его хранят до перетопки при температуре не выше 6°С, не более 15 суток. Не переработанное масло-сырье не подлежит долговременному хранению и должно быть переработано в течение 2-3 дней [1].
Расплав масло-сырья осуществляют в резервуаре-плавильщике [1]. Перед загрузкой масла-сырья наливают питьевую воду в количестве 15% от массы перетапливаемого сырья и нагревают его до температуры 50-60°С. Затем в подогретую воду загружают масло-сырье и подогревают при перемешивании массы. Температуру расплава масло-сырья доводят до 70-90°С и выдерживают при этой температуре 2-4 ч. Либо расплав масла-сырья насосом подают в пастеризатор, где нагревают в пределах 95-110°С. Такая обработка обеспечивает полный распад жирорастворимых ферментов и почти не вызывает окислительных процессов, а следовательно порчи продукта, но при этом эксплуатационные затраты достаточно высокие.
Имеется сверхвысокочастотный маслоплавитель, патент №2469514 РФ [2]. Этот маслоплавитель содержит перекачивающий насос для топленого масла, рабочую емкость с крышкой, внутри которой по периферии расположены перфорированные цилиндрические резонаторы. Обеспечить критическую напряженность электрического поля, при которой в десятки раз снижается общее микробное число при использовании маломощных магнетронов с воздушным охлаждением, не удается. Для этого надо либо уменьшить диаметр цилиндрического резонатора до половины длины волны, тогда производительность сильно уменьшится. Либо использовать магнетроны большой мощности с водяным охлаждением, что приводит к удорожанию установки.
Поэтому технической задачей изобретения является разработка микроволновой установки для термообработки и обеззараживания масло-сырья преимущественно с просроченным сроком хранения.
Технический результат достигается тем, что микроволновая установка с тороидальным резонатором для термообработки сливочного масла характеризуется тем,
что внутри вертикально расположенного цилиндрического экранирующего корпуса с крышкой соосно расположен тороидальный перфорированный резонатор так, что излучатели магнетронов от СВЧ генераторов, расположенных снаружи корпуса по периметру со сдвигом на 120 градусов, направлены внутрь,
причем под нижней перфорированной частью тороидального резонатора установлена неферромагнитная накопительная емкость с патрубком, соединенным через вентиль с насосом вязкой жидкости, куда присоединен гибкий шланг,
при этом над конденсаторной частью тороидального резонатора соосно установлена приемная емкость из неферромагнитного материала, внутри которого соосно расположен конусообразный ограничитель излучений так, что размер кольцевого промежутка между ними не более четверти длины волны, а диаметр и средний периметр тора равны кратной половине длины волны.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено схематическое изображение микроволновой установки с тороидальным резонатором для термообработки сливочного масла: 1 - цилиндрический экранирующий корпус; 2 - тороидальный перфорированный резонатор; 3 - магнетроны от СВЧ генератора; 4 - приемная емкость из неферромагнитного материала; 5 - конусообразный ограничитель излучений; 6 - крышка экранирующего корпуса; 7 - гибкий шланг; 8 - накопительная емкость из неферромагнитного материала; 9 - вентиль; 10 - насос для вязкой жидкости.
На фиг. 2 приведено пространственное изображение микроволновой установки с тороидальным резонатором для термообработки сливочного масла.
Микроволновая установка с тороидальным резонатором для термообработки сливочного масла (фиг. 1-2) включает: цилиндрический экранирующий корпус 1; тороидальный перфорированный резонатор 2; магнетроны 3 от СВЧ генератора; приемная емкость 4; конусообразный ограничитель излучений 5; крышку экранирующего корпуса 6; гибкий шланг 7; накопительную емкость 8; вентиль 9; насос для вязкой жидкости 10.
Микроволновая установка с тороидальным резонатором для термообработки масло-сырья содержит вертикально расположенный цилиндрический экранирующий корпус 1 с крышкой 6, внутри которого соосно расположен тороидальный перфорированный резонатор 2. Магнетроны 3 СВЧ генераторов, расположены снаружи цилиндра по периметру со сдвигом на 120 градусов. Излучатели магнетронов 3 направлены через экранирующий корпус 1 с помощью волновода внутрь тороидального резонатора 2. Нижняя часть тороидального резонатора 1 перфорирована. Живое сечение отверстий обеспечивает истечение гомогенизированного сырья при перекачивании с помощью насоса 10. Под нижней перфорированной частью тороидального резонатора установлена неферромагнитная накопительная емкость 8 с патрубком, соединенным через вентиль 9 с насосом вязкой жидкости 10. К насосу 10 присоединен гибкий шланг 7, другой конец которого направлен через имеющееся отверстие в крышке 6 экранирующего корпуса 1 в приемную емкость 4. Приемная емкость 4 из неферромагнитного материала установлена над конденсаторной частью тороидального резонатора 2 соосно. Внутри приемной емкости 4 вертикально расположен конусообразный ограничитель излучений 5 соосно. Размер кольцевого промежутка между ограничителем 5 и приемной емкостью 4 не более четверти длины волны. Диаметр и средний периметр тора равны кратной половине длины волны.
Технологический процесс термообработки и обеззараживания масло-сырья происходит следующим образом. Закрыть вентиль 9, открыть крышку 6 экранирующего корпуса 1, залить в приемную емкость 4 горячую питьевую воду (50-60°С) в количестве 10-15% от массы перетапливаемого сырья, загрузить масло-сырье. Далее закрепить конец шланга 7 в накопительную емкость, после чего закрыть крышку 6 и открыть вентиль. Включить СВЧ генераторы (магнетроны 3), после чего в тороидальном резонаторе 2 образуется электромагнитное поле сверхвысокой частоты, и масло-сырье начинает нагреваться. Включить насос 10, который начинает перекачивать вязкую массу через перфорированный тороидальный резонатор 2 и патрубок 9, соединенный с основанием накопительной емкости 8. Многократное перекачивание гомогенизированного масло-сырья через тороидальный резонатор 2 происходит до тех пор, пока температура топленого масла не достигнет 95-110°С. При этом в конденсаторной части напряженность электрического поля выше критической напряженности (1,5-2 кВ/см), что обеспечивает гарантированное снижение бактериальной об-семененности сырья до предельно допустимого уровня (ПДУ), если даже исходная обсемененность сырья достигает несколько миллионов колониеобразующих единиц в мл. Далее остановить насос 10, перебросить гибкий шланг 7 в емкость и включить вновь насос для перекачивания топленого масла в емкость для дальнейшей очистки. Итак, установка позволяет повысить качество растопленного масла путем обеззараживания за счет высокой напряженности электрического поля.
Источник информации
1. Ивашов, В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности / В.И. Ивашов. - М.: Колос, 2001. - 552 с.
2. Патент №2469514 РФ, МПК Н05В 6/64. Сверхвысокочастотный маслоплавитель / Г.А. Александрова, М.В. Белова, Г.В. Новикова, А.А. Белов, заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). - №2011128533/10 от 08.07.2011. Бюл. №34. 10.12.2012. - 10 с.