СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНАЯ УСТАНОВКА С КОНИЧЕСКИМ РЕЗОНАТОРОМ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ТЕРМООБРАБОТКИ МЯСНЫХ ОТХОДОВ
MICROWAVE DEVICE WITH CONICAL RESONATOR FOR DEHYDRATION AND THERMAL TREATMENT OF MEAT WASTES

Предлагаемое изобретение относится к сверхвысокочастотной технике и может быть использовано для обезвоживания и термообработки непищевых отходов, полученных при переработке скота, птицы, кроликов и др. животных. Отходы от переработки животных всех видов включают: непищевую обрезь, субпродукты, кровь и т.п.
Известна коллоидная мельница для тонкого измельчения частицы эмульсии между твердыми коническими поверхностями ротора и статора [1, стр. 229]. При этом создается однородная структура, не содержащая частицы, различающиеся по составу и свойствам. Недостатки: данная установка не обеспечивает обезвоживание измельченного сырья и термообработку твердой фракции сырья.
Известно, что конические резонаторы по сравнению с цилиндрическим резонатором исключают вырождение паразитных типов колебаний, что позволяет достичь высоких значений собственной добротности. Соответствующим выбором угла при вершине конуса можно сформировать электромагнитное поле, сконцентрированное в основном в центральной области ситового резонатора. Постоянное распространение волны уменьшается, в случае удаления от центра резонатора. Вблизи тех сечений, для которых выполняются критические условия, образуются поверхности, где наблюдается практически полное отражение волн [2].
Задачей изобретения является разработка радиогерметичной установки, обеспечивающей совмещение процессов обезвоживания измельченных мясных отходов, тонкого измельчения и термообработки твердой фракции. Решение поставленной задачи позволяет получить вареную и обеззараженную продукцию из непищевых мясных отходов, для использования в виде белковой добавки животным.
Технический результат достигается тем, что сверхвысокочастотная установка с коническим резонатором для обезвоживания и термообработки мясных отходов содержит внутри вертикально расположенного конического экранирующего корпуса, соосно установленный ситовый резонатор, выполненный в виде усеченного конуса без оснований, и диэлектрический ротор в виде усеченного конуса, покрытый мелкозернистым абразивным материалом, причем нижнее основание конического экранирующего корпуса содержит патрубки для выгрузки и слива в виде запредельных волноводов, а к открытому верхнему основанию ситового резонатора, диаметром меньшим, чем его критическое сечение пристыкован приемный патрубок в виде запредельного волновода, промежуток между боковыми поверхностями диэлектрического ротора и ситового резонатора не более чем две глубины проникновения волны, а сливной патрубок расположен между экранирующим корпусом и ситовым резонатором, при этом магнетроны установлены по периметру боковой поверхности экранирующего корпуса, со сдвигом на 120 градусов в области нижнего основания ситового резонатора так, что излучатели направлены внутрь резонатора.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено схематическое изображение сверхвысокочастотной установки; на фиг. 2 - пространственное изображение сверхвысокочастотной установки в разрезе; на фиг. 3 - общий вид, установки.
Предлагаемая сверхвысокочастотная установка позволяет осуществить совмещение процессов обезвоживания измельченных мясных отходов, тонкого измельчения твердой фракции и термообработки в одной рабочей камере.
Сверхвысокочастотная установка с коническим резонатором для обезвоживания и термообработки мясных отходов содержит: конический экранирующий корпус 1, на котором размещены магнетроны 2; ситовый резонатор 3 в виде усеченного конуса; вал 5 с диэлектрическим ротором 4 в виде усеченного конуса, покрытого мелкозернистым абразивным материалом; выгрузной патрубок для готовой продукции 6; патрубок для слива жидкой фракции 7, приемный патрубок для сырья 8 (фиг. 1, 2, 3).
Для тонкого измельчения сырья, в рабочей камере предусмотрен диэлектрический ротор 4 в виде усеченного конуса, покрытый мелкозернистым абразивным материалом. Он расположен вертикально и соосно в коническом экранирующем корпусе 1. Вал 5 ротора 4 пропущен через нижнее основание конического экранирующего корпуса 1. Между коническим экранирующим корпусом 1 и диэлектрическим ротором 4 расположен ситовый резонатор 3, выполненный также в виде усеченного конуса. Диаметр верхнего открытого основания ситового резонатора 3 меньше, чем диаметр его критического сечения, который не должен превышать половины длины волны. За критическим сечением отсутствуют волны, они отражаются в обратном направлении, т.е. внутрь резонатора. Диаметр критического сечения регулируется углом наклона образующей ситового резонатора. К открытому верхнему основанию ситового резонатора 3 пристыкован запредельный волновод 8, как патрубок для подачи измельченных мясных отходов в него. Промежуток между боковыми поверхностями диэлектрического ротора 4 и ситового резонатора 3 не более двух величин глубины проникновения волны в мясное сырье. Магнетроны расположены по периметру боковой поверхности экранирующего корпуса 1, со сдвигом на 120 градусов так, что излучатели направлены в ситовый резонатор 3. Они расположены в области максимального диаметра ситового резонатора 3, т.е. в области большого основания резонатора. На нижнем основании экранирующего корпуса 1 имеются патрубки для выгрузки 6 вареного продукта и слива 7 жидкой фракции, выполненные в виде запредельных волноводов.
Технологический процесс обезвоживания, тонкого измельчения и термообработки твердой фракции в установке происходит следующим образом. Закрыть выгрузной патрубок 6, включить электродвигатель вала 5 диэлектрического ротора 4 в виде усеченного конуса, открыть приемный патрубок 8 для подачи измельченного сырья. Измельченное мясное сырье попадает через приемный патрубок 8 (запредельный волновод) и открытое верхнее основание ситового резонатора в кольцевое пространство между ситовым резонатором 3 и диэлектрическим ротором 4. Включить все сверхвысокочастотные генераторы 2. В процессе вращения диэлектрического ротора, за счет центробежной силы, сырье ударяется о ситовый резонатор 3, происходит обезвоживание сырья, а твердая фракция измельчается за счет удара и истирания об абразивную поверхность диэлектрического ротора 4, и варится в электромагнитном поле сверхвысокой частоты. Из-за тонкого слоя сырья, процесс термообработки твердой фракции в непрерывном режиме ускоряется, и готовая продукция выгружается через патрубок 6. Жидкая фракция удаляется через патрубок 7. Радиогерметичность установки при непрерывном режиме работы достигается за счет применения запредельных волноводов для подачи сырья 8, слива жидкой фракции 7 и выгрузки готовой продукции 6.
Источники информации:
1. Плаксин, Ю.М. Процессы и аппараты пищевых производств / Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Ларин. - М.: колос, 2008. - 760 с.
2. Дробахин, О.О. Резонансные свойства аксиально-симметричных микроволновых резонаторов с коническими элементами / О.О. Дробахин, П.И. Заболотный, Е.Н. Привалов // Радиофизика и радиоастрономия, 2009, Т. 1, №4, - С. 433-441.