СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ МАСЛОПЛАВИТЕЛЬ
MICROWAVE OIL MELTER

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для обработки пищевых продуктов, и может быть использовано для плавления сливочного масла.
Известно, что аппаратная схема производства топленого масла включает плавитель. Топленое масло представляет собой молочный жир, получаемый в результате тепловой обработки сливочного и сборного топленого масла. Обычно подбирают масло одного сорта и загружают его в плавитель. Подачу пара и загрузку масла регулируют так, чтобы обеспечивалась непрерывная работа, а температура расплавленного масла была 60…70°С. Жировой продукт из плавителя направляют в трубчатый пастеризатор, где его нагревают до 90…95°С и выдерживают 2…4 ч в промежуточных ваннах для отстоя. При переработке масла с выраженными пороками вкуса и запаха продукт промывают, орошая его водой при температуре 85°С в количестве 10…25% от массы жира [1].
Для получения топленого масла применяют плавители различных конструкций. Известны темперирующие емкости типа МТ, предназначенные для тепловой обработки пищевых продуктов (жир, масло) [2]. Она состоит из внутренней ванны, заключенной в водяную рубашку. На верхней части внутренней ванны располагается трубная решетка нагрева (регистр), внутри которой пропускается пар или горячая вода. Плавление продукта осуществляется на трубной решетке.
Известна жиротопка, марки АРЖ-МИ, представляющая собой двустенный сосуд, укомплектованный электрическими тэнами и циркуляционным насосом [3]. Она предназначена для растапливания блоков жира, сливочного масла и т.д.
Наиболее близким аналогом является плавитель цилиндрический МП-0,3, предназначенный для растопления сливочного масла и д.р. Он представляет собой двустенный сосуд, под внутренней ванной размещены электрические тэны, укомплектован роторным насосом ОРА-2 для полива путем циркуляции растопленного жира [4].
Технический результат заключается в повышении качества растопленного масла и ускорения процесса.
Указанный технический результат достигается тем, что сверхвысокочастотный маслоплавитель содержит рабочую емкость, внутри которой по периферии расположены перфорированные резонаторные камеры, над которыми в горизонтальной плоскости установлено сито с нагревательными элементами, занимающее все поперечное сечение емкости, при этом резонаторные камеры вворачиваются в соответствующие диэлектрические пластины, жестко закрепленные к внутренней поверхности рабочей емкости в тех областях, где имеются отверстия для излучателей от СВЧ генераторных блоков, установленных с внешней стороны рабочей емкости, содержащей загрузочную крышку, причем между нижним и верхним основанием емкости установлен циркуляционные трубопровод, содержащий насос и вентиль.
На чертежах изображены СВЧ-маслоплавитель и его отдельные узлы.
На фиг.1 изображена схема СВЧ-маслоплавителя (пространственное изображение): 1 - рабочая емкость, 2 - СВЧ-генераторы, 3 - источник СВЧ энергии - магнетрон, 4 - перфорированные резонаторные камеры, 5 - диэлектрическая пластина-крышка резонатора с резьбой, 6 - трубопровод для перекачивания продукта в емкость, 7 - циркуляционный насос, 8 - трубопровод для выкачивания продукта с рабочей емкости, 9 - вентиль для слива топленого масла, 10 - топленое масло, 11 - частично расплавленное сливочное масло, 12 - сито с нагревательным элементом, 13 - сливочное масло - исходное сырье, 14 - крышка СВЧ-маслоплавителя.
На фиг.2 изображен общий вид СВЧ-маслоплавителя (пространственное изображение): 1 - рабочая емкость, 2 - СВЧ-генераторы, 6 - трубопровод для перекачивания продукта в емкость, 7 - циркуляционный насос, 8 - трубопровод для выкачивания продукта с рабочей емкости, 14 - крышка СВЧ-маслоплавителя.
На фиг.3 изображен общий вид СВЧ-маслоплавителя без крышки (пространственное изображение): 1 - рабочая емкость, 2 - СВЧ-генераторы, 4 - перфорированные резонаторные камеры, 6 - трубопровод для перекачивания продукта в емкость, 7 - циркуляционный насос.
На фиг.4 изображен перфорированный резонатор (пространственное изображение).
На фиг.5 изображена рабочая емкость (пространственное изображение)
На фиг.6 приведен реальный СВЧ-маслоплавитель.
Сверхвысокочастотный маслоплавитель периодического действия представлен на фиг.1-6. Рабочим резервуаром для плавления сливочного масла служит емкость 1. Внешняя поверхность емкости окружена СВЧ генераторными блоками 2, содержащими источники СВЧ энергии - магнетрон 3. Для направления СВЧ энергии от магнетрона в резонаторную камеру имеется отверстие на поверхности емкости. Внутри рабочей емкости расположены соответствующие объемные перфорированные резонаторы 4 (фиг.3, 4). Каждый резонатор 4 соединен с соответствующим электронным блоком СВЧ-генератора через диэлектрическую пластину 5, имеющую резьбу для вворачивания камеры. Резонаторные камеры можно выворачивать за счет резьбы на диэлектрической пластине 5. Диэлектрическая пластина 5 жестко закреплена к электронному блоку СВЧ-генератора и служит крышкой резонатора и закрывает отверстие, имеющееся на поверхности емкости. На верхней части рабочей емкости имеется патрубок, соединенный с трубопроводом 6, предназначенным для циркуляции растопленного масла с помощью насоса 7 с целью полива исходного сырья 14. Этот трубопровод содержит вентиль 7 для слива готовой продукции. Нижнее основание рабочей емкости 1 содержит патрубок, соединенный с трубопроводом 8 и вентилем 9 для выкачивания готовой продукции (топленого масла) 10. В резонаторную камеру 4 через перфорацию стекает частично расплавленное с помощью нагревательного элемента 12 сливочное масло 11. Исходное сырье - сливочное масло 13 загружается через крышку 14 СВЧ-маслоплавителя и попадает на сито с нагревательными элементами 12.
Процесс плавления сливочного масла происходит следующим образом. В рабочую емкость 1 через крышку 14 загружают подготовленное сырье 13. Емкость заполняют сырьем на 50% от общего ее геометрического объема. Одновременно подают напряжение на нагревательные элементы 12. Включают СВЧ-генераторы 2, при этом в объемных резонаторных камерах 4 образуется электромагнитное поле сверхвысокой частоты. Источником СВЧ энергии является магнетрон 3. Частично расплавленное с помощью нагревательных элементов сырье 11 стекает через сито 12 и попадает в перфорированную резонаторную камеру 4, где за счет токов поляризации сырье эндогенно нагревается, растапливается и стекает на нижнюю часть рабочей емкости 1. При этом из резонаторной камеры 4 растопленная продукция не вытекает за пределы рабочей емкости 1, так как отверстие в ней закрыто с помощью диэлектрической пластины 5. Пластина содержит резьбу для вворачивания резонаторной камеры 4 и служит ее крышкой. Частично растопленное сливочное масло 11, попадая на внешнюю поверхность перфорированной резонаторной камеры 4, дополнительно нагревается эндогенно за счет краевых эффектов электрического поля. Размер отверстий (перфораций) обоснован так, что позволяет стекать внутрь резонаторной камеры с достаточной эффективностью частично растопленное сырье (за счет нагревательных элементов и краевого эффекта электрического поля) и уровень потока излучений через отверстия не нарушает работы соседних СВЧ-генераторов, а лишь обеспечивает дополнительный эндогенный нагрев сырья, находящегося на поверхности камеры. Объем резонаторной камеры намного меньше, чем объем СВЧ микроволновых печей (0,5…2 литра), что обеспечивает высокую напряженность электрического поля при определенном уровне потока излучений внутри резонаторной камеры. Только такая высокая напряженность (2…14 кВ/см) позволит уничтожить бактериальную микрофлору в продукте. После накопления определенного объема растопленного масла 10 на нижнем основании рабочей емкости 1 необходимо включить насос 7 для циркуляции топленого масла по трубопроводам 8 и 6 с целью полива исходного сырья 13 в рабочей емкости 1. После окончания вытопки сливочного масла 13 готовое топленое масло 10 сливается через вентиль 9. Насос 7 обеспечивает турбулентный режим и механическую обработку сырья. За счет эндогенного нагрева масла-сырца до 80…85°С в перфорированных резонаторных камерах 4 их механической обработки в процессе перекачивания топленого масла с помощью насоса масло растапливается. Качество продукции при этом намного лучше, чем при базовом варианте. Далее топленое масло из плавителя направляют в пастеризатор. Такой способ вытопки масла позволяет исключить из аппаратурной схемы производства топленого масла пастеризатор или уменьшить температурный напор в пастеризаторе, далее продукцию направляют в ванну-отстойник и в маслоохладитель.
Источники информации
1. Бредихин С.А., Юрин В.Н. Техника и технология производства, сливочного масла и сыра. - М.: Колос, 2007. - 319 с.
2. http://www.protemol.ru/equipment/detail.php?ELEMENT_ID=463
3. http://a-jirot_ARJ_MI.htm
4. http://www.promspravka.ru/catalog/D/K/29/5/53/1/12/210/butter_889.html?1=0