57. Термическая обработка продуктов с использованием свч-энергии

СВЧ-нагрев позволяет значительно интенсифицировать технологические процессы пищевых производств, связанные с нагревом продукции, а также разработать новые их виды, особенно комбинируя СВЧ-нагрев с традиционными способами энергоподвода, такими как варка, сушка, стерилизация, пастеризация, размораживание, сублимация и ряд других. СВЧ-нагрев позволяет реализовать безотходные и энергосберегающие технологии в пищевой промышленности, значительно увеличить выпуск готовой продукции без больших капитальных затрат на строительство предприятий, улучшить санитарно-гигиенические условия труда.

Для разработки и эксплуатации установок СВЧ-нагрева необходимо обосновать параметры технологического процесса, иметь представление об электрофизических свойствах продуктов и основах расчёта процесса.

В настоящее время разработан целый ряд приборов для генерирования СВЧ-энергии, однако в промышленных масштабах наибольшее распространение получили магнетроны, которые наиболее полно удовлетворяют совокупности предъявляемых требований и при минимальных геометрических размерах обеспечивают мощность до десятков кВт. К настоящему времени разработаны магнетроны большой мощности, с значительным ресурсом и КПД, превышающим 75 %.

Принципиально СВЧ-аппарат состоит из следующих элементов: источника питания: преобразователя СВЧ-энергии; устройства для подачи СВЧ-энергии; устройства связи, передающего энергию к нагрузке (продукту); устройства, создающего равномерный характер распределения энергии при нагреве; собственно нагревательной камеры с транспортным устройством; системы СВЧ-ловушек и герметизирующих уплотнений, предотвращающих излучение в окружающую среду, а также системы управления с обратной связью между элементами.

Процессы термической обработки чрезвычайно разнообразны: варка, бланширование, размораживание, разогрев и т. д. В то же время все они не просто связаны с изменением температуры продукта. Каждый из этих процессов объединяет целую группу явлений, протекающих взаимосвязано, с разными скоростями и с различными конечными результатами.

Не всегда быстрое доведение продукта до температуры готовности при традиционных темпах нагрева даёт желаемый результат, так как при этом возникает необходимость учёта кинетики протекания химических реакций и физико-химических превращений (например, гидролиз коллагена при нагреве мясных продуктов). В большинстве случае эти трудности преодолимы за счёт рационального сочетания СВЧ-нагрева с другими видами подвода теплоты.

Ещё одним важным преимуществом СВЧ-нагрева является его равномерность.

Вообще при выборе метода нагрева, в том числе и СВЧ, следует руководствоваться не только экономическими соображениями, но и его специфическими особенностями, что в ряде случаев является решающим.

ПРОМЫШЛЕННАЯ СВЧ-ПЕЧЬ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

1 – ось; 2 – эксцентриковый механизм; 3 – стол вращающийся; 4 – стенки рабочей камеры; 5 – рабочая камера; 6 – крышка рабочей камеры; 7 – коромысло; 8 - шток; 9 - гидроцилиндр; 10 – диссектор; 11 – волновод; 12 - основание

В нижней части цилиндрической рабочей камеры установлен вращающийся стол с осью. Эксцентриковый механизм обеспечивает столу поступательное движение. Т.о. при работе СВЧ-печи стол с размещёнными на нём изделиями совершает вращательно-поступательное движение, благодаря которому обеспечивается высокая равномерность нагрева изделий. Диссектор предназначен для выравнивания распределения СВЧ-поля в рабочей камере. Крышка рабочей камеры открывается и закрывается посредством гидроцилиндра со штоком и коромыслом.

Ввод СВЧ-энегрии в рабочую камеру осуществляется через волновод, входное отверстие которого расположено в зоне размещения диссектора.

В нижней части цилиндрической рабочей камеры установлен вращающийся стол с осью. Эксцентриковый механизм обеспечивает столу поступательное движение. Т.о. при работе СВЧ-печи стол с размещёнными на нём изделиями совершает вращательно-поступательное движение, благодаря которому обеспечивается высокая равномерность нагрева изделий. Диссектор предназначен для выравнивания распределения СВЧ-поля в рабочей камере. Крышка рабочей камеры открывается и закрывается посредством гидроцилиндра со штоком и коромыслом. Ввод СВЧ-энегрии в рабочую камеру осуществляется через волновод, входное отверстие которого расположено в зоне размещения диссектора.