СВЧ УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ МУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
UHF INSTALLATION FOR BAKED PRODUCTS THERMAL TREATMENT

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, в частности хлебопекарной, и может быть использовано для производства мучных изделий типа сушек, хлебных палочек, баранок и т. п.
Известен способ производства бараночных изделий с использованием СВЧ энергии (патент 2422018 от 27.06.2011 г., бюл. № 18) [1]. Способ предусматривает расстойку тестовых заготовок в электромагнитном поле СВЧ диапазона, мощностью 250…500 Вт в течение 10…40 с.
По предлагаемой схеме производства бараночных изделий тестовые заготовки после формовки направляют на восстановление и формирование пористой структуры путем обработки в СВЧ-установке, находящейся в ошпарочной камере. Недостатком данного способа является то, что при нахождении СВЧ  генератора во влажной среде резко ухудшается надежность его эксплуатации. Вторым недостатком является то, что тестовые заготовки подвергаются тепловой обработке только за счет краевого эффекта электромагнитных излучений (ЭМИ), так как транспортер не движется через резонаторную камеру. Максимальный поток мощности ЭМИ сконцентрирован в резонаторной камере, следовательно, КПД термической обработки тестовых заготовок в прототипе очень низкий, а это значит, что энергетические затраты на термообработку достаточно высокие.
Технической задачей изобретения является разработка установки с использованием СВЧ энергии, обеспечивающей интенсификацию процесса термообработки тестовых заготовок для создания пористой структуры в процессе расстойки и улучшения качества мучных изделий при сниженных энергетических затратах.
Указанный технический результат достигается тем, что  СВЧ установка для термообработки мучных изделий содержит внутри экранного цилиндрического корпуса ротор, расположенный в горизонтальной плоскости,  на всей боковой поверхности которого установлены полуцилиндрические резонаторные камеры с диэлектрическими люльками, причем над верхней половиной ротора установлены генераторные блоки с излучателями,  содержащие жестко закрепленные полуцилиндрические резонаторные камеры, при этом излучатели направлены  со стороны  их боковой поверхности,  а при вращении ротора за счет мотор-редуктора полуцилиндрические резонаторные камеры образуют цилиндрические резонаторные камеры, причем между первым и вторым генераторными блоками имеются экранирующие перегородки, внутри которых установлена система подачи пара, а между последующими генераторными блоками установлены лампы-гриль, а на боковой поверхности цилиндрического экранного корпуса с противоположной стороны имеются отверстия для монтажа подающего и приемного транспортеров.
На чертежах изображены СВЧ установка для термообработки мучных изделий и ее отдельные узлы.
На фиг. 1 изображена схема СВЧ установки для термообработки мучных изделий (вид спереди, при открытом основании экранного корпуса):  1 - цилиндрический экранный корпус, 2 - генераторный блок, 3 - магнетрон с излучателем, 4 - система подачи острого пара, 5 - экранные перегородки, 6 - ротор, 7 - верхние полуцилиндрические резонаторные камеры, 8 - нижние полуцилиндрические резонаторные камеры, 9 - лампы-гриль, 10 - диэлектрические люльки,  11 - основания цилиндрического экранного корпуса,  12 -  мотор-редуктор, 13 - готовые изделия,  14 - приемный транспортер, 15 - подающий  транспортер.
На фиг. 2 изображена схема СВЧ установки для термообработки мучных изделий (вид сбоку, при открытой боковой поверхности цилиндрического экранного корпуса): 1 -  цилиндрический экранный корпус, 2 - генераторный блок, 3 - магнетрон с излучателем, 7 - верхние полуцилиндрические резонаторные камеры,  8  -  нижние полуцилиндрические резонаторные камеры, 11 -  основания цилиндрического экранного корпуса, 12 -  мотор-редуктор,  13 - готовое изделие.
СВЧ установка для термообработки мучных изделий (фиг. 1, фиг. 2) содержит следующие элементы: цилиндрический экранный корпус 1,  генераторный блок 2 с магнетроном 3, систему подачи острого пара 4, изолированную  экранными перегородками 5,  ротор 6, резонаторные камеры из двух полуцилиндров 7 и 8, лампы-гриль 9, диэлектрические люльки 10.
Внутри цилиндрического экранного корпуса 1, расположены генераторные блоки 2 с магнетроном 3. Цилиндрический экранный корпус 1 расположен так, что  его ось находится параллельно горизонтальной плоскости.  Между двумя генераторными блоками 2 имеются перегородки 5, ограждающие систему  обеспечения подачи острого пара  4 для ошпарки тестовой заготовки.  Под каждый генераторный блок жестко закреплены  верхние полуцилиндрические резонаторные камеры 7 так, что излучатель 3 направлен  со стороны боковой поверхности  в внутрь полуцилиндра.  Внутри экранного корпуса 1  концентрически расположен ротор 6, на боковой поверхности которого  установлены  нижние полуцилиндрические резонаторные камеры 8.  Между остальными генераторами блоками 2 расположены лампы-гриль  9.  Внутри каждой нижней полуцилиндрической резонаторной  камеры 8 установлены диэлектрические люльки. 10. Каждое основание цилиндрического экранного корпуса 11 собрано  из полукруга и прямоугольной плоскости на монтажном каркасе, обеспечивающем  опору. Ротор 6 вращается за счет мотора-редуктора 12. Подача тестовых заготовок  в диэлектрические люльки осуществляется с помощью подающего транспортера 15, а прием готовых мучных изделий - с помощью приемного транспортера 14.
Процесс термообработки тестовых заготовок осуществляется следующим образом. С помощью мотора-редуктора 12 включают  ротор 6. Далее включают подающий транспортер 15.  После формования тестовые заготовки  с помощью подающего транспортера поступают в диэлектрические люльки 10.   Одновременно включают СВЧ генераторы 2 с магнетроном 3 и систему подачи острого пара 4. Тестовые заготовки,  находящиеся в диэлектрических люльках 10, при вращении ротора 6 попадают в цилиндрическую резонаторную камеру 7 и 8, где подвергаются воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ), эндогенно нагреваются, происходит восстановление и формирование пористой структуры, т.е. расстойка. В результате воздействия ЭМПСВЧ происходит интенсивное испарение воды, что приводит к образованию равномерной пористости по всему объему тестовых заготовок.
Далее в процессе вращения ротора 6 тестовые заготовки,  находящиеся под системой подачи пара 4, подвергаются ошпарке насыщенным водяным паром низкого давления. Внутри тестовых заготовок и наиболее полно на поверхности в процессе ошпарки происходит денатурация белковых веществ и клейстеризация крахмала. Денатурация белков закрепляет в конце ошпарки достигнутый объем  заготовки, клейстеризация крахмала на поверхности обеспечивает  (при выпечке) блестящую, ровную и интенсивно окрашенную поверхность. Бродильная микрофлора теста при эндогенном нагреве  определенной напряженности (выше 1 кВ/см) погибает. Далее,  после ошпарки тестовые заготовки опять попадают в резонаторную камеру, где осуществляется эндогенный нагрев более высокой скоростью (удельная мощность генератора выше, чем у первого генератора) и  частичная выпечка мучных изделий без пара, так как в процессе ошпарки заготовки уже  достаточно увлажнились. Присутствие пара в процессе выпечки лишает изделия глянца.
Далее, выходя за пределы резонаторной камеры (ЭМПСВЧ),  давление и температура по объему продукта выравниваются, а также происходит экзогенный нагрев за счет лампы-гриль 9, способствующий дальнейшему выпеканию. Для увеличения производительности установки предусмотрено чередование нескольких генераторных блоков  с грилем 9. Готовые мучные изделия 13 выгружаются на приемный транспортер 14 и выводятся за пределы установки. Хрупкость и набухаемость изделий зависит от режима выпечки. Выпечка при высокой температуре и значительное обезвоживание изделий обеспечивают рыхлую структуру и высокую их набухаемость. Изделия, выпекаемые длительное время при низкой эндогенной температуре, получаются плотными и плохо набухают в воде. Производительность установки  регулируется  мощностью СВЧ генераторов с учетом необходимой дозы воздействия электромагнитных излучений сверхвысокочастотного диапазона. Такая установка позволяет снизить удельные энергетические затраты на процесс расстойки и выпечки мучных изделий.  Скорость эндогенного нагрева, удельную мощность  СВЧ генератора следует оптимизировать в зависимости от вида мучного изделия.
Библиографический список
1. Способ производства бараночных изделий с использованием СВЧ энергии. Патент 2422018 от 27.06.2011 г., бюл. № 18.