Сушка СВЧ

Представляемая установка предназначена для обработки различных сыпучих продуктов с помощью энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот (СВЧ). Например, для нагрева и/или сушки, улучшения микробиологического состава, повышения всхожести и энергии прорастания зерна и семян сельскохозяйственных культур, для дезинсекции и сушки круп, макаронных изделий, сухофруктов и т.п. Установка может быть использована в сельском хозяйстве, пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Отличительным достоинством представляемой установки является обеспечение равномерности поглощенной дозы по всему объему продукта и прецизионная точность поддержания параметров режима его электромагнитной обработки. Высокая производительность сочетается с простотой конструкции, малым уровнем потребляемой мощности и минимальной занимаемой площадью. Основу устройства составляет рабочая камера прямоугольной формы, на которой закреплены два СВЧ магнетрона, соединенных с рабочей камерой через подводящие волноводы. Рабочая камера размещена на неподвижном основании (раме) с возможностью качания вокруг горизонтальной оси. В рабочей камере расположены поэтажно три встречно-наклонные полки из радиопрозрачного материала. При сообщении рабочей камере качающегося движения вокруг оси вращения, происходит перемещение обрабатываемого сыпучего материала, мелкие объекты которого скатываются или скользят по наклонной качающейся поверхности под действием силы гравитации. На краю верхней грани рабочей камеры расположен узел загрузки, а на противоположном конце нижней грани – узел разгрузки, предотвращающие излучение СВЧ энергии во внешнюю среду. В торцевых стенках камеры имеются перфорированные окна для осуществления вентиляции и дверцы для оперативного доступа внутрь. В нижней части неподвижного основания расположены блок питания магнетронов и блок управления двигателем привода механизма качания рабочей камеры. Режимы обработки материалов (жесткость воздействия в кВт/кг и удельная поглощенная доза в кДж/кг) могут варьироваться в широких пределах за счет независимого выбора уровня микроволновой мощности, амплитуды и частоты качания рабочей камеры. В частности, режимы сушки семян устанавливают дифференцированно по каждой культуре, в зависимости от влажности, в строгом соответствии с рекомендациями, обеспечивающими сохранение всхожести. Оптимальные режимы сушки исключают растрескивание семян, их сморщивание, позволяют ускорить послеуборочное дозревание зерна, уничтожить вредителей и повысить стойкость семян к неблагоприятным условиям хранения. Известно, что при сушке любого продукта традиционными тепловыми способами, в первую очередь просыхают наружные слои. На поверхности вскоре образуется подсохшая корка, которая препятствует прониканию тепла внутрь и выходу испаренной влаги наружу. Чем ближе влажность продукта к требуемой равновесной (обычно это 10 ÷ 15%), – тем сложнее и продолжительнее становится процесс сушки. При внешнем нагреве градиент температуры между внутренними слоями продукта всегда направлен внутрь и термодиффузия тормозит сушку. Так например, макаронные изделия довольно быстро просушиваются от исходных 35% влажности до примерно 20%, но дальнейший процесс сушки, во избежание растрескивания их поверхности, должен проводиться при очень малой интенсивности влагоотдачи, что вызывает значительный рост длительности и энергозатратности процесса, а также требуемых производственных мощностей и площадей. Главное отличие микроволнового обезвоживания от традиционных способов сушки заключается именно в «объемности» нагрева: тепло проникает в продукт не с поверхности, а образуется сразу во всем объеме нагреваемого материала. При этом влага как бы выдавливается на поверхность, откуда ее легко можно снять потоком теплого воздуха, микроволновая энергия практически не расходуется на испарение влаги. Микроволновая сушка обладает еще и тем преимуществом, что у нее отсутствует передача тепла от нагревателя или теплоносителя, источником тепла является сам продукт. Равномерность сушки, в частности, препятствует образованию остаточных напряжений в структуре теста, обусловленных неравномерностью усадки при сушке макаронных изделий. Установка УМОС-02 может применяться для сушки самых разнообразных сыпучих продуктов: зерно, крупа, сухофрукты, некоторые специи, сушеные грибы и т.п., а также для микроволнового воздействия на них с целью, например, инактивации микроорганизмов и дезинсекции. Есть хорошие перспективы использования микроволнового воздействия в селекции и семеноводстве. Интересные результаты дает, например, предпосевная микроволновая обработка семян зернобобовых культур для повышения их всхожести и энергии прорастания. Технические характеристики установки: Производительность (при влажности 12÷16 %) до 300 кг/час Установленная мощность 3 кВт/час Электропитание 380/220 В, 50Гц Расход воды 2 л/мин Занимаемая площадь 4 м² Габариты (ДШВ) 1200х1000х1500 мм Для сравнения: 1. Полуавтоматическая макаронная линия МАКИЗ-02-100 (лотковая). Производительность (влажность 14-16 %) 100 кг/час Установленная мощность 60 кВт/час Минимальная занимаемая площадь 100 м² Обслуживание 2 чел. Расход воды 4 л/мин Габариты в сборе 8500х1300х1860 мм 2. Конвейерная сушилка С-109-04. Производительность (влажность 14-16 %) 200 кг/час Средняя потребляемая мощность 42 кВт Температурный режим 70÷110оС Габариты 6400х1300х1500 мм. Таким образом, предлагаемая установка может обеспечить значительный экономический эффект: во-первых, за счет сокращения производственных площадей и многомиллионных капитальных затрат на традиционное конвейерное сушильное оборудование. Простота использования микроволнового оборудования позволяет существенно сократить и удешевить технологический процесс сушки, что, в свою очередь, снижает себестоимость готового продукта. Во-вторых, рациональное использование энергии только на нагрев самого материала обеспечивает весьма существенную экономию энергоресурсов при высокой производительности. В-третьих, для работы с установкой практически не требуется отдельный обслуживающий персонал, достаточно одного человека, который будет периодически контролировать ход процесса. В-четвертых, высокая равномерность микроволнового воздействия, широкие пределы регулирования и точность поддержания параметров технологического процесса при очень бережном обращении с сыпучим материалом обеспечивают повышение качества продукции, в особенности, при производстве макарон. В-пятых, микроволновое воздействие, будучи само по себе экологически чистым, проникая на всю глубину обрабатываемого материала, повышает его экологическую чистоту за счет полной дезинсекции, инактивации микроорганизмов и, при некоторых условиях, стерилизации продукта.