МНОГОРЕЗОНАТОРНАЯ СВЧ-УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗМОРАЖИВАНИЯ КОРОВЬЕГО МОЛОЗИВА В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ
MULTI-RESONATOR MICROWAVE INSTALLATION FOR DEFROSTING COW COLOSTRUM IN CONTINUOUS MODE

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на фермах для крупного рогатого скота при размораживании коровьего молозива для выпойки новорожденных телят.
3
Известно, что молозиво - это молоко, обогащенное иммуноглобулинами и достаточно низким содержанием лактозы. Новорожденные телята потребляют 30-50% молозива от общего количества, а остальное сырье следует замораживать. Замораживают молозиво плотностью 1,06-1,045 г/см и кислотностью 40-60 градусов Тернера. Перед заморозкой проверяют содержание иммуноглобулинов в молозиве с помощью колострометра, число которых должно быть больше 50 мг/мл.
Из-за высокого содержания иммуноглобулинов в молозиве, оно считается ценным биологическим продуктом. Коровье молозиво замораживают и хранят в полиэтиленовых бутылках. По мере необходимости размораживают в водяной бане в течение 60-90 мин в зависимости от объема тары и мощности трубчатого электронагревателя воды. Но обеспечить равномерный нагрев сырья, без нарушений структуры иммуноглобулинов, в имеющихся морозилках не удается. Доказано, что этот способ обеспечивает сохранность иммуноглобулинов, если процесс разморозки не превышает 20 мин и температура горячей воды не высокая, а другие показатели (белки, витамин «А», каротин) снижаются существенно [1]. В связи с этим предлагается микроволновая технология размораживания коровьего молозива, позволяющая резко сократить продолжительность разморозки и нагрева до 36-38°С.
Известна установка для вытопки жира в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (патент №2591126) [2]. Установка содержит шесть перфорированных сферических резонаторов, связанных друг с другом через отверстия в общей боковой стенке цилиндра. Измельченная жировая масса поступает в пространство между двумя дисками. Лопастной питатель обеспечивает центробежное поле в цилиндрической части резонаторной камеры. При этом частицы сырья направляются в сферические части резонаторы. Под воздействием ЭМПСВЧ происходит плавление жира, а шквара разрушается до мелких частиц и проходит через отверстия перфорации сфер. Расплавленная жировая масса поступает в накопительную емкость и насосом перекачивается через сливной патрубок. Использовать данную установку можно для разморозки коровьего молозива. Но высокая балансовая стоимость установки, из-за имеющегося алюминиевого экранирующего корпуса, а также отсутствие жесткого контроля температуры продукта из-за передвижения через все сферы, ограничивает применение в фермерских хозяйствах.
Задачей изобретения является разработка сверхвысокочастотной установки без экранирующего корпуса и со сферическими резонаторами с высокой собственной добротностью, обеспечивающими непрерывный равномерный нагрев дозированного объема сырья с соблюдением электромагнитной безопасности.
Технический результат достигается тем, что многорезонаторная СВЧ установка для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме содержит сферические резонаторы, собранные из двух полусфер, расположенные в горизонтальной плоскости на монтажной стойке, где на верхних полусферах с отверстиями, содержащими поворотные заслонки, установлены маломощные магнетроны с излучателями, направленными внутрь, охлаждаемые от одного вентилятора,
причем отверстия на верхних полусферах состыкованы с соответствующими отверстиями на дне приемной емкости, расположенной над сферическими резонаторами, при этом на крышке приемной емкости расположен приемный запредельный волновод, а на дне нижних полусфер имеются сливные запредельные волноводы с шаровым краном,
при этом в середине каждой сферы горизонтально расположены перфорированные фторопластовые диски, над которыми радиально установлены вращающиеся щетки с диэлектрической основой с металлическими ворсинками, а в диски углублены электрогазоразрядные лампы, вставленные в патрон от соответствующих источников килогерцовой частоты, расположенных с наружной стороны сферических резонаторов,
а на дне приемной емкости предусмотрена перемешивающая лопатка, вращающаяся от электродвигателя.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено схематическое изображение многорезонаторной СВЧ установки для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме;
на фиг. 2 приведено пространственное изображение многорезонаторной СВЧ установки для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме.
Многорезонаторная СВЧ установка для размораживания коровьего молозива в непрерывном режиме (фиг. 1, 2) состоит из:
приемной емкости 1; отверстий 2; поворотных заслонок 3; сферических резонаторов 4; магнетронов 5; щеток 6; фторопластовых перфорированных дисков 7; электрогазоразрядных ламп 8 с источником килогерцовой частоты; электродвигателя 9; запредельного волновода с шаровым краном 10 для слива продукта; монтажной стойки 11; запредельного волновода для приема сырья 12; перемешивающей лопатки 13.
Нами предлагается размораживать и нагревать коровье молозиво в сверхвысокочастотной установке со сферическими резонаторами, обладающими высокой собственной добротностью и обеспечивающими возбуждение равномерного электромагнитного поля, позволяющими размещать электрогазоразрядные лампы от генераторов надтональной частоты (22 кГц, 110 кГц) для ионизации и озонирования воздуха внутри их.
Предлагается обрабатывать измельченное коровье молозиво комплексным воздействием электрофизических факторов, таких как: электромагнитное поле сверхвысокой частоты и коронный разряд, обеспечивающий ионизацию воздуха и озонирование. Реализация комплексного воздействия электрофизических факторов на сырье в непрерывном режиме возможна в сверхвысокочастотной установке со сферическими резонаторами, содержащими фторопластовые диски и запредельные волноводы, обеспечивающие соблюдение электромагнитной безопасности. В процессе перемешивания сырья с помощью щеток, электрогазоразрядная лампа (заполненная аргоном или неоном), расположенная в объемном резонаторе, подключенная к источнику килогерцовой частоты, обеспечивает усиление коронного разряда и излучение бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей.
Технической задачей является разработка многогенераторной радиогерметичной установки непрерывного режима работы со сферическими резонаторами, обладающими высокой собственной добротностью, обеспечивающими возбуждение электромагнитного поля сверхвысокой частоты, содержащими электрогазоразрядные лампы, подключенные к источнику килогерцовой частоты и позволяющие ионизировать и озонировать воздух за счет коронного разряда. Установка обеспечивает комплексное воздействие электромагнитного поля сверхвысокой частоты, бактерицидного потока УФ лучей и озонированного воздуха на сырье.
Установка (фиг. 1, 2) содержит приемную емкость 1 с отверстиями 2 и поворотными заслонками 3. Под приемной емкостью находятся сферические резонаторы 4, собранные из двух полусфер, смонтированные на монтажном каркасе 11. Каждый сферический резонатор 4 имеет отверстие, состыкованное с соответствующим отверстием приемной емкости 1 с крышкой. На крышке имеется запредельный волновод 12 для подачи замороженного измельченного сырья. В приемной емкости 1 имеется перемешивающая лопатка 13, вращающаяся от электродвигателя 9. Внутри каждого резонатора по горизонтальной оси жестко установлен фторопластовый перфорированный диск 7. В углублениях фторопластовых дисков 7 расположены электрогазоразрядные лампы 8, запитанные от генераторов килогерцовой частоты, прикрепленных с наружной стороны сферических резонаторов 4. Над каждым жестко закрепленным фторопластовым диском 7 радиально установлена вращающаяся от электродвигателя 9 щетка 6 с диэлектрической основой и электропроводящими ворсинками. С наружной стороны сферических резонаторов 4 расположены магнетроны 5 с излучателями, направленными внутрь. Магнетроны 5 охлаждаются с помощью вентилятора. На дне каждой нижней полусферы имеется запредельный волновод с шаровым краном 10 для слива размороженного и нагретого коровьего молозива. В каждом отверстии 2 верхних полусферических резонаторов имеется поворотная заслонка 3, позволяющая дозировано подавать сырье в сферический резонатор 4.
Технологический процесс размораживания и нагрева коровьего молозива в непрерывном режиме в многорезонаторной установке происходит следующим образом. Закрыть отверстия 2 с помощью поворотных заслонок 3 в верхних полусферических резонаторах. Включить электродвигатель 9 для вращения перемешивающей мешалки 13 в приемной емкости 1 и щеток 6 в каждом сферическом резонаторе 4. Засыпать замороженное измельченное сырье в приемную емкость 1 через запредельный волновод в непрерывном режиме. Открыть отверстия 2 на верхних полусферах с помощью поворотных заслонок 3. Сырье через отверстия 2 дозировано попадает в соответствующие сферические резонаторы 4, где рассыпается на фторопластовых перфорированных дисках 7. Включить сверхвысокочастотные генераторы (5) и источники килогерцовой частоты (на фигурах не приведены, приведены только электрогазоразрядные лампы 8) (22 кГц или ПО кГц). В сферических резонаторах 4 возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты (2450 МГц), и загораются электрогазоразрядные лампы 8. При соприкосновении сырья с электропроводящими ворсинками щеток 6 возникает коронный разряд, обеспечивающий процессы ионизации и озонирования воздуха и излучение бактерицидного потока ультрафиолетовых (УФ) лучей. Мощность потока излучений электрогазоразрядных ламп 8 в электромагнитном поле усиливается.
3
Замороженное измельченное сырье подвергается комплексному воздействию электрофизических факторов, эндогенно нагреваясь, размораживается, и обеззараживается за счет озонированного воздуха и бактерицидного потока УФ лучей. Размороженное коровье молозиво стекает через перфорированный фторопластовый диск в нижнюю полусферу, где нагревается до температуры 36-38°С. Далее открыть шаровой кран на запредельном волноводе 10 на определенный расход (не закрывать до окончания обработки всего объема сырья в приемной емкости 1) и слить готовую продукцию в тару для выпойки телят. Продолжительность нахождения замороженного измельченного сырья в сферическом резонаторе, а, следовательно, продолжительность воздействия комплекса электрофизических факторов зависит от удельной мощности СВЧ генератора и мощности источника килогерцовой частоты. Продолжительность обработки можно регулировать шаровым краном на запредельном волноводе 10. Далее для проверки качества молозива, определяем плотность с помощью молозивомера (1,056 г/см) и количество иммуноглобулинов рефрактометром.
Источники информации:
1. korovainfo.ru>article/?ELEMENT_ID=2836.
2. Патент №2591126 РФ, МПК С11В 1/12. Установка для вытопки жира в электромагнитном поле сверхвысокой частоты / И.М. Селиванов, М.В. Белова, Г.В. Новикова; заявитель и патентообладатель АНОВО «АТУ» (RU). - №2015116255; заявл. 25.04.2015. Бюл. №19 от 10.07.2016. - 13 с