УСТАНОВКА ДЛЯ СВЧ-НАГРЕВА ДВИЖУЩИХСЯ ИЗДЕЛИЙ КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
PLANT FOR MICROWAVE HEATING OF MOVING ITEMS OF ROUND CROSS-SECTION

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам нагрева СВЧ, и может быть использовано для варки колбасных изделий малого диаметра, например сосисок, сарделек и т.д. Применение СВЧ-нагрева движущихся изделий позволяет существенно увеличить производительность установок, улучшить качество продукции, исключая разрыв оболочки.
Известна установка для диатермической обработки измельченного сырья, содержащая СВЧ-генератор [1], позволяющая варить фарш в рассыпном состоянии, без формования в оболочку.
Известен СВЧ-нагреватель для термообработки сосисочного фарша [2]. Установка позволяет равномерно варить сосисочный фарш, находящийся в кварцевой трубке, при использовании диафрагмированного волновода.
При варке изделия в оболочке в электромагнитном поле сверхвысокой частоты за счет эндогенного нагрева внутри оболочки повышается давление, причем градиент температуры и давления направлены от центра к периферии, поэтому оболочка колбасных изделий лопается. Для устранения этого недостатка предназначено изобретение.
Технический результат заключается в увеличении производительности установки для варки сосисок и сарделек за счет использования энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Техническую новизну установки представляет  резонаторная камера, обеспечивающая равномерный нагрев фарша в оболочке круглого сечения в циклическом режиме.  Такой режим обеспечивает выравнивание давления и температуры внутри оболочки, в противном случае оболочка разрушается.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для СВЧ-нагрева движущихся изделий круглого поперечного сечения содержит объемные резонаторы СВЧ-генератора, через каждый из них  проложен радиопрозрачный трубопровод. На эти радиопрозрачные трубопроводы надеты кольца из ферромагнитного материала, шириной больше чем расстояние между кольцами. Между объемными резонаторами установлен теплообменник. Для этого на  трубопровод намотан водопроводный шланг, а поверх него надет экранирующий трубопровод, поэтому он выполняет функции охладителя и экрана. Этот трубопровод теплообменника является продолжением радиопрозрачного трубопровода, он может быть и из неферромагнитного материала. Радиопрозрачный трубопровод, находящийся в первом объемном резонаторе, содержит входной патрубок для направления продукта в трубопровод. За последним объемным  резонатором установлен барабан, собранный из втулок и дисков, вращающийся с помощью мотора-редуктора через цепную передачу. На барабан зацеплена диэлектрическая нитка, конец которой связан с изделием, для его протаскивания через трубопровод.
На фиг. 1-5 изображены установка для СВЧ-нагрева движущихся изделий круглого поперечного сечения и ее отдельные узлы, при этом
на фиг. 1 - схема установки для СВЧ-нагрева движущихся изделий круглого поперечного сечения (сосисок и сарделек), где 1 - СВЧ-генераторы; 2 - резонаторные камеры; 3 - излучатель от магнетрона; 4 - экранирующий трубопровод; 5 - гибкий водопроводный шланг; 6 - радиопрозрачный трубопровод; 7 - экранные кольца; 8 - диэлектрическая нить для направления сырья; 9 - барабан; 10 - цепная передача; 11 - мотор-редуктор; 12 - направляющий патрубок; 13 - сырье (сардельки); 14 - тара для сырья;
на фиг. 2 - реальный монтаж отдельных узлов установки (СВЧ-генераторов, барабана, радиопрозрачной трубы, мотор-редуктора);
на фиг. 3- реальный монтаж отдельных узлов установки (СВЧ-генераторов, барабана, теплообменника, мотор-редуктора);
на фиг 4 - реальный монтаж барабана;
на фиг. 5 - готовая установка для СВЧ-нагрева сосисок и сарделек.
Установка для поточной варки сосисок и сарделек эндогенным нагревом состоит (фиг. 1) из СВЧ-генераторов 1, расположенных на монтажном столе так, что между ними имеется расстояние, чуть большее, чем длина объемной резонаторной камеры 2. Источником СВЧ-энергии является магнетрон  с излучателем 3.  Между резонаторными камерами 2 имеется узел. Он состоит из экранирующего трубопровода 4, водопроводного гибкого шланга5, намотанного на трубопровод 6 из радиопрозрачного материала.  Поверх радиопрозрачного трубопровода 6,  находящегося в резонаторной камере, надеты экранные кольца 7. Диэлектрическая нить 8, предназначенная для направления сырья, пропущена через радиопрозрачный трубопровод 6 и соединена с барабаном 9. Барабан приводится в движение через цепную передачу 10 с помощью мотор-редуктора 11. На радиопрозрачный трубопровод 6, расположенный между генераторными блоками 1, намотан гибкий водопроводный шланг 5, а поверх него расположен экранирующий трубопровод 4. Радиопрозрачный трубопровод 6 проложен сквозь резонаторные камеры 2 и вначале содержит патрубок 12 для направления сырья 13 из тары 14.
Процесс варки сырья происходит следующим образом.
Продукт 13 вначале зацепляется за диэлектрическую нить 8, конец которой закреплен на барабане 9. Включаем мотор-редуктор 10,11 и генераторы 1 на определенную мощность. Продукт попадает через направляющий патрубок 12 в радиопрозрачный трубопровод 6. По мере передвижения через радиопрозрачный трубопровод 6, находящийся в резонаторной камере 2, продукт 13 нагревается в циклическом режиме. Такой режим осуществляется из-за имеющихся на поверхности радиопрозрачной трубы 6 экранных  колец 7, а также за счет имеющейся охлаждающей системы между резонаторами 2. Ширина колец 7 равна четверти длины волны (12,24/4 = 3,08 см), а расстояние между ними - чуть меньше их ширины. Такое расположение экранных колец 7 обеспечивает скважность (отношение продолжительности эндогенного нагрева к сумме продолжительностей нагрева и паузы) процесса больше 0,5. При такой скважности исключается разрыв оболочки сарделек, то есть во время паузы  (продукт находится под экранными кольцами) происходит выравнивание давления, температуры по всему сечению продукта,  нагретого за счет электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Такое поле генерируется за счет излучателя 3 от магнетрона.  Излучение через отверстия, образовавшиеся в резонаторной камере 2, экранированы с помощью экранного трубопровода 4. Сырье 13 находится в таре 14. Готовые изделия наматываются на барабан 9.
Скорость нагрева сырья в первой резонаторной камере 2 гораздо выше, чем во второй. Между камерами 2 продукт 4 охлаждается, так как в этом промежутке за счет охлаждающей жидкости, протекающей через гибкий водопроводный шланг 5, охлаждается трубопровод 5, и внутри оболочки сарделек происходит выравнивание давления и температуры по сечению продукта. Во второй резонаторной камере 2 сосиски 13 повторно нагреваются  и сваренный продукт наматывается на  барабан 9. Скорость варки сырья зависит от дозы воздействия, то есть мощности СВЧ-генераторов и продолжительности пребывания сырья в рабочей камере.
Источники информации
1. Патент № 2409915. Установка для диатермической обработки измельченного сырья. Бюл. № 2 от 20.01. 2011.
2. Пчельников Ю.Н., Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких частот. - М.: Радио и связь, 1981. - 96 с.