СВЧ установка для отделения меда от вытапливаемого воскового сырья в резонаторах непрерывного действия
MICROWAVE UNIT FOR SEPARATION OF HONEY FROM HEATED WAX MATERIAL IN RESONATORS OF CONTINUOUS ACTION

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для отделения меда и вытопки воска из пчелиного воскового сырья (забрус, обрезки, зачистка) в пасечных условиях.
Известно, что при ведении пчеловодства в условиях пасеки накапливается восковое сырье (выбракованные соты, забрус и т.п.). Исследования показывают, что пчелиное восковое сырье, собранное в пасечных условиях содержит в среднем воска 22-30%, мервы 3-5% и 66-75% меда.
В условиях пасеки, восковое сырье перерабатывают в паровых воскотопках, разных конструкций. Принцип действия их основан на вытопке воска за счет пара и отделении мервы фильтрованием или прессованием. Но собранное восковое сырье содержит достаточно много меда, а в воскотопке отделить мед от воска не удается.
Известна СВЧ установка для вытопки пасечного воска [1]. Она содержит цилиндрический экранный корпус с входным и выходным патрубками. Внутри корпуса коаксиально установлен перфорированный цилиндрический резонатор в виде барабана, вращающегося в вертикальной плоскости. Одно основание барабана выполнено из диэлектрического материала и служит дверью, где предусмотрено отверстие для измельчающего механизма волчка. Недостаток - установка не позволяет разделить мед и вытопленный воск.
Поэтому разрабатывается сверхвысокочастотная установка для отделения меда от вытапливаемого воскового сырья в резонаторах непрерывного действия.
Предлагаемая технология переработки воскового сырья, содержащего достаточное количество меда, предусматривает отделение меда от общей массы и вытопку обеззараженного пчелиного воска в процессе воздействия ЭМПСВЧ.
В настоящее время в условиях пасеки для выполнения этих операций применяют отдельные устройства. Для термообработки пасечного воскового сырья применяют воскопрессы, высокотемпературные воскотопки (ВВТ-1П «Мелисса»), центрифуги-воскотопки (ПВЦС-1М) и т.п. При этом качество вытопленной продукции зависит от множества факторов, в том числе от температуры и продолжительности обработки. С учетом требований, предъявляемых к технологии переработки воскового сырья, разработана СВЧ установка для отделения меда от вытапливаемого воска в резонаторах непрерывного действия.
Из-за того, что кристаллизованный мед начинает плавиться при температуре 40-45°С, а пчелиный воск плавится при температуре 62-70°С, в одном резонаторе осуществить эти процессы сложно. Поэтому технической задачей является разработка установки, обеспечивающей вытопку пчелиного воска после отделения меда от воскового сырья воздействием ЭМПСВЧ соответствующей дозы для воска и меда.
Технический результат достигается тем, что СВЧ установка для отделения меда от вытапливаемого воскового сырья в резонаторах непрерывного действия содержит
неферромагнитный сферический резонатор, плотно прилегающий к поверхности горизонтально расположенного неферромагнитного тороидального резонатора по малому периметру, имеющий на месте стыка общие выгрузные отверстия диаметром менее четверти длины воны, ниже которых внутри сферического резонатора расположен диэлектрический перфорированный диск на диэлектрическом валу, вращающийся от электродвигателя,
причем на обеих поверхностях расположены магнетроны с пространственным сдвигом на 120 градусов и с излучателями направленными внутрь,
при этом под нижней перфорированной поверхностью тороидального резонатора установлена неферромагнитная накопительная емкость, содержащая сливной патрубок с заслонкой,
причем наверху сферического резонатора установлена приемная емкость, содержащая рифленые неферромагнитные валки, а на дне предусмотрен запредельный волновод с шаровым краном.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено схематическое изображение СВЧ установки для отделения меда от вытапливаемого воскового сырья в резонаторах непрерывного действия;
на фиг. 2 приведено пространственное изображение СВЧ установки для отделения меда от вытапливаемого воскового сырья в резонаторах непрерывного действия;
СВЧ установка для отделения меда от вытапливаемого воскового сырья в резонаторах непрерывного действия содержит:
приемную емкость 1;
рифленые неферромагнитные валки 2, вращающиеся от электродвигателя;
крепежный элемент 3 из неферромагнитного материала; магнетроны 4 с излучателями направленными внутрь неферромагнитного сферического резонатора 5;
диэлектрический перфорированный диск 6;
магнетроны 8 с излучателями направленными внутрь неферромагнитного тороидального резонатора 7;
перфорированное основание неферромагнитного тороидального резонатора 9;
накопительная емкость 10 из неферромагнитного материала;
сливной патрубок 11 с заслонкой из неферромагнитного материала;
запредельный волновод 12 с шаровым краном;
диэлектрический вал электродвигателя 13;
выгрузные отверстия 14, диаметром менее четверти длины волны.
СВЧ установка для отделения меда от вытапливаемого воскового сырья в резонаторах непрерывного действия (фиг. 1, фиг. 2) состоит из неферромагнитного сферического резонатора 5, плотно прилегающего к поверхности горизонтально расположенного неферромагнитного тороидального резонатора 7 по малому периметру. На месте стыка сферического и тороидального резонаторов имеются выгрузные отверстия 14, диаметром менее четверти длины волны (длина волны 12,24 см). Ниже от этих отверстий 14 внутри неферромагнитного сферического резонатора 5 расположен диэлектрический перфорированный диск 6 на диэлектрическом валу, вращающийся от электродвигателя 13. На сферическом 5 и тороидальном 7 резонаторах расположены магнетроны 4, 8 с пространственным сдвигом на 120 градусов и направленными внутрь с излучателями. Основание неферромагнитного тороидального резонатора 7 перфорировано 9. Под нижней перфорированной поверхностью 9 тороидального резонатора 7 установлена неферромагнитная накопительная емкость 10, содержащая сливной патрубок 11 с заслонкой.
Наверху неферромагнитного сферического резонатора 5 установлена приемная емкость 1 с помощью неферромагнитного крепежного элемента 3, содержащая рифленые неферромагнитные валки 2, а на дне сферического резонатора предусмотрен запредельный волновод 12 с шаровым краном.
Технологический процесс отделения меда от вытапливаемого воскового сырья в резонаторах непрерывного действия происходит следующим образом.
Закрыть шаровой кран на запредельном волноводе 12 и заслонку на сливном патрубке 11. Включить электродвигатель 13 для привода диэлектрического перфорированного диска 6 и электродвигатель для вращения рифленых неферромагнитных валков 2.
Пчелиным восковым сырьем загрузить приемную емкость 1, которая закреплена с помощью крепежного элемента 3. Восковое сырье с помощью неферромагнитных рифленых валков дозируется на диэлектрический перфорированный вращающийся диск 6. После чего включить сверхвысокочастотные генераторы 4, каждый из которых возбуждает электромагнитное поле сверхвысокой частоты (12,24 см, 2450 МГц). Восковое сырье нагревается избирательно за счет токов поляризации, в соответствии электрофизическими параметрами компонентов (меда и воска). Напряженности электрического поля от каждого генератора интерферируются. Для отделения меда от воскового сырья необходимо увеличить текучесть за счет диэлектрического нагрева до 40°С. Если нагреть мед выше 40-45°С, в нем разрушаются ферменты и витамины, так как у меда начинает меняться структура - становится более текучей и темней. Мед обладает бактерицидными свойствами, что позволяет хранить его достаточно долго, но при температуре 45°С начинается процесс разрушения ферментов, и как следствие его бактерицидное действие снижается, уменьшается лечебная ценность.
Поэтому в неферромагнитном сферическом резонаторе под воздействием ЭМПСВЧ мед следует нагревать не более 40°С, повышая его текучесть, что позволяет отделить его при вращении диэлектрического перфорированного диска 6 и слить через запредельный волновод 12. Так как воск начинает плавиться только при температуре 63,5-63,7°С, поэтому за счет центробежной силы выбрасывается через выгрузные отверстия 14 в неферромагнитный тороидальный резонатор 7, где при соответствующей дозе воздействия ЭМПСВЧ вытапливается и вытекает через нижнюю перфорированную часть 9 тороидального резонатора 7 в накопительную емкость 10. Далее оттуда можно слить через сливной патрубок 11 при открытии заслонки.
Производительность установки зависит от количества СВЧ генераторов, от состояния исходного пчелиного воскового сырья.
Источник информации:
1. Патент №2529701 РФ, МПК А01К 59/06; СВЧ установка для вытопки пасечного воска // Новикова Г.В., Максимов Е.Г., Белова М.В., Сергеева Е.Ю.; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). - №2013120582; заявл. 06.05.2013. Бюл. 27 от 27.09.2014. - 8 с.