Результат интеллектуальной деятельности: СВЧ-МАСЛОПЛАВИТЕЛЬ НЕПРЕРЫВНО-ПОТОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ С ЭЛЛИПСОИДНЫМ РЕЗОНАТОРОМ

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к установкам для обработки пищевых продуктов, и может быть использовано для термообработки сливочного и топленого масла в условиях фермерских хозяйств.

Известно, что для термообработки жиросодержащего сырья применяют аппараты непрерывного действия, содержащие нагревательные элементы и шнековые, барабанные, роторные механизмы, совмещающие термообработку, измельчение и перемешивание сырья [1, стр. 323].

Наиболее близким аналогом является плавитель марки МП-0,3. Он предназначен для растапливания сливочного масла и представляет собой двустенный сосуд, под внутренней ванной размещены электрические нагреватели, укомплектован роторным насосом ОРА-2 для полива путем циркуляции растопленного жира [2].

Изобретение относится к оборудованию для производства топленого масла, в частности для растапливания сливочного масла в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (2450 МГц, 12,24 см).

Известен сверхвысокочастотный маслоплавитель [3]. Он содержит рабочую емкость, внутри которой по периферии расположены перфорированные цилиндрические резонаторы. Над ними установлено сито и нагревательные элементы. Генераторные блоки установлены с внешней стороны рабочей емкости. Между нижним и верхним основанием емкости установлен трубопровод, осуществляющий циркуляцию топленого масла с помощью насоса. В данной конструкции из-за длительности процесса термообработки ухудшается качество продукции.

Интенсифицировать процесс плавления масла можно, если повысить дозу воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ), измельчить сырье в соответствии с глубиной проникновения волны (1,5-1,8 см). При этом необходимо обеспечить напряженность электрического поля, достаточной для снижения бактериальной обсемененности сырья до допустимой 500 тыс. КОЕ/г. Причем повышение температуры выше 120°С нежелательно, так как это приводит к ухудшению качества конечной продукции.

Технический результат заключается в ускорении процесса термообработки масла за счет обеспечения концентрации энергии электромагнитного поля путем использования керамических зеркал в неферромагнитном резонаторе с криволинейной поверхностью (эллипсоидном резонаторе) при непрерывном режиме работы СВЧ маслоплавителя.

Технический результат достигается тем, что СВЧ маслоплавитель непрерывно-поточного действия с эллипсоидным резонатором содержит неферромагнитный резонатор в виде сплюснутого эллипсоида вращения с большой осью направленной вертикально, внутри его соосно установлен диэлектрический лопастной ротор так, что его диэлектрический вал совпадает с малой осью эллипсоида вращения, а электродвигатель расположен вне неферромагнитного резонатора,

Причем на верхней поверхности неферромагнитного эллипсоидного резонатора установлен неферромагнитный шлюзовой затвор, а вместо нижней поверхности установлена мелкоячеистая неферромагнитная сетка, под которой расположена неферромагнитная приемная емкость со сливным патрубком, содержащим шаровой кран,

при этом магнетроны воздушного охлаждения установлены со сдвигом на 120 градусов по большому периметру неферромагнитного эллипсоидного резонатора так, что излучатели направлены через волноводы внутрь,

к внутренней поверхности с двух сторон соосно с малой осью эллипсоидного резонатора установлены керамические зеркала.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:

фиг. 1 - схематическое изображение СВЧ маслоплавителя непрерывно-поточного действия с неферромагнитным эллипсоидным резонатором;

фиг. 2 - пространственное изображение СВЧ маслоплавителя непрерывно-поточного действия с неферромагнитным эллипсоидным резонатором, общий вид с позициями;

фиг. 3 - пространственное изображение СВЧ маслоплавителя непрерывно-поточного действия с неферромагнитным эллипсоидным резонатором, общий вид в разрезе;

фиг. 4 - пространственное изображение неферромагнитного эллипсоидного резонатора;

фиг. 5 - пространственное изображение диэлектрического ротора;

фиг. 6 - пространственное изображение керамического зеркала.

СВЧ маслоплавитель непрерывно-поточного действия с эллипсоидным резонатором содержит (фиг. 1-5) содержит:

неферромагнитный шлюзовой затвор 1;

неферромагнитный эллипсоидный резонатор 2;

диэлектрический лопастной ротор 3;

магнетроны 4 воздушного охлаждения с волноводами;

мелкоячеистая неферромагнитная сетка 5;

неферромагнитная приемная емкость 6;

неферромагнитный сливной патрубок с шаровым краном 7;

электропривод ротора 8;

керамические зеркала 9.

СВЧ маслоплавитель непрерывно-поточного действия с эллипсоидным резонатором (фиг. 1-5) СВЧ маслоплавитель непрерывно-поточного действия с эллипсоидным резонатором содержит неферромагнитный резонатор 2 в виде сплюснутого эллипсоида вращения с большой осью направленной вертикально.

Внутри неферромагнитного эллипсоидного резонатора 2 соосно установлен диэлектрический лопастной ротор 3. Его диэлектрический вал совпадает с малой осью эллипсоида вращения. Диэлектрический ротор 3 вращается от электропривода 8, расположенного вне неферромагнитного эллипсоидного резонатора 2. К верхней поверхности неферромагнитного эллипсоидного резонатора 2 установлен неферромагнитный шлюзовой затвор 1. Вместо нижней поверхности резонатора установлена мелкоячеистая неферромагнитная сетка 5, под которой расположена неферромагнитная приемная емкость 6 со сливным патрубком, содержащим шаровой кран 7. Магнетроны 4 воздушного охлаждения установлены со сдвигом на 120 градусов по большому периметру неферромагнитного эллипсоидного резонатора так, что излучатели направлены через волноводы внутрь.

К внутренней поверхности с двух сторон соосно с малой осью неферромагнитного эллипсоидного резонатора установлены керамические зеркала 9.

Технологический процесс происходит следующим образом. Загрузить в неферромагнитный шлюзовой дозатор 1 сырье, например сливочное масло для получения топленого масла; топленое масло с просроченным сроком хранения для перетапливания. Включить электропривод 8 лопастного ротора 3, после чего включить электропривод неферромагнитного шлюзового дозатора 1. Как только сырье дозированно начинает попадать в неферромагнитный эллипсоидный резонатор 2 с помощью лопастного ротора, включить сверхвысокочастотные генераторы (магнетроны 4 с охлаждающими вентиляторами). После чего в неферромагнитном эллипсоидном резонаторе 2 возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты, происходит диэлектрический нагрев сырья в процессе его перемешивания и измельчения за счет диэлектрического лопастного ротора 3. Сырье плавиться, и обеззараживается, так как напряженность электрического поля, за счет концентрации с помощью керамических зеркал 9, достаточно высокая (более 1 кВ/см). Вытопленное масло просачивается через неферромагнитную мелкоячеистую сетку 5, одновременно позволяющая ограничить мощность потока электромагнитных излучений. Топленое масло накапливается в неферромагнитной приемной емкости 6, где имеется сливной патрубок (запредельный волновод) с шаровым краном.

СВЧ маслоплавитель позволяет ускорить процесс вытопки сырья и сохранить продуктовые показатели топленого масла. Керамические зеркала обладают малыми радиационными потерями при диэлектрической проницаемости (5,2). Керамика обладает малыми тепловыми потерями, так как тангенс угла диэлектрических потерь всего 3⋅10^-3. Падающие и отраженные волны фокусируются в определенных местах, в зависимости от расположения СВЧ излучателей и вогнутости зеркал. Суммарный коэффициент поглощения энергии достигает максимального значения в тех зонах резонаторов, где падающий, отраженный и боковой потоки энергии соизмеримы [4].

Источники информации:

1. Ивашов, В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть 1. Оборудование для убоя и первичной обработки. - М.: Колос, 2001. - 552 с.

2. Бредихин С.А., Юрин В.Н. Техника и технология производства, сливочного масла и сыра. - М.: Колос, 2007. - 319 с.

3. Патент №2469514 РФ, МПК Н05В 6/64. Сверхвысокочастотный маслоплавитель / Новикова Г.В., Александрова Г.А., Белова М.В., Белов А.А.; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). №2011128533/10 от 08.07. 2011. Бюл. №34. 10.12.2012. - 10 с.

4. Стрекалов А.В., Стрекалов Ю.А. Электромагнитные поля и воны. - М.: РИОР: ИНФРА-М, 2014. - 375 с.