СВЧ установка с коническим резонатором для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных Российский патент 2024 года по МПК C11B1/12 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в убойных цехах фермерских хозяйств для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных.

Отходы убоя животных, допущенные ветеринарной службой к переработке, используются в изготовлении кормов для животных. Указанные отходы включают в себя мягкие и вязкие отходы, в частности камеры желудков жвачных животных, как жиросодержащее некондиционное сырье. Из них вытапливают технический жир и шквару для корма животных. Для извлечения жира из мягкого жиросодержащего сырья необходимо разрушить белковую структуру, содержащую жир, перевести его из внутренней фазы во внеклеточную, свободную фазу и затем удалить во внешнюю среду. Для этих целей применяют конвективный метод (при непосредственном контакте сырья с горячей водой или острым паром) и кондуктивный метод (теплота подводится через стенку от глухого пара или горячей воды) подвода тепла [1, стр. 322]. К недостаткам аппарата относится большая продолжительность контакта сырья с высокотемпературным теплоносителем, что снижает качество жира и шквары.

При термообработке конфискатов, таких как желудки жвачных животных (рубец, сычуг, книжка, сетка) следует проводить их разварку и обеззараживание, а также нейтрализацию запаха.

Поэтому необходимо применить инновационный способ, с использованием энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) высокой напряженности электрического поля, достаточной для обеззараживания сырья (более 1,2 кВ/см). Для снижения энергетических затрат на термообработку следует провести воздействие ЭМПСВЧ на тонко измельченное сырье, полученное при многократных ударах его об острошероховатую поверхность из крупнозернистого абразивного материала, и истирании сжатием со сдвигом. Эти методы заложены в известный шелушильный постав [2, стр. 273], для зерна, где рабочие органы – два диска с вертикальной осью. Верхний диск неподвижен, а нижний диск вращается на вертикальном валу. Рабочая поверхность дисков выполнена из абразивного материала (корунда). В регулируемом зазоре между дисками зерно сжимается и в результате вращения нижнего диска происходит сдвиг оболочек, освобождающих ядро. Этот принцип заложен в СВЧ установке с коническим резонатором для термообработки в непрерывном режиме при измельчении жиросодержащих отходов убоя животных.

Техническая задача – разработать радиогерметичную установку для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных в коническом резонаторе с сверхвысокочастотным энергоподводом при измельчении методами многократными ударами об абразивную поверхность резонатора и стирании при сжатии со сдвигом.

Для достижения заявленного технического результата СВЧ установка с коническим резонатором для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных (фиг. 1-13) содержит в вертикально расположенном неферромагнитном коническом резонаторе, выполненном из неферромагнитного конуса без оснований, жестко установленного на неферромагнитный цилиндр, над отверстием равного диаметра по центру его верхнего неферромагнитного кольцевого основания, соосно расположенный электроприводной фторопластовый ротор на фторопластовом валу, при этом его электропривод, имеющий механизм изменения зазора между деками, расположен за пределом корпуса установки, при этом под неферромагнитным верхним кольцевым основанием неферромагнитного цилиндра жестко установлена верхняя керамическая кольцеобразная дека 7 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, причем электроприводной фторопластовый ротор представлен в виде фторопластовой конической перфорированной образующей с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, по периметру которой жестко прикреплена нижняя керамическая кольцеобразная перфорированная дека с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, установленная на диэлектрической раме, расположенной на фторопластовом валу, а под неферромагнитным перфорированным основанием неферромагнитного цилиндра жестко закреплен неферромагнитный конический накопитель с запредельным волноводом и шаровым краном в нем, а над выгрузным отверстием на периферии неферромагнитного перфорированного основания, установлена неферромагнитная приемная емкость с электроприводным неферромагнитным винтовым шнеком, при этом магнетроны с волноводами и вентиляторами размещены по периметру неферромагнитной конической образующей со сдвигом на 120 градусов, а неферромагнитная загрузочная емкость с неферромагнитной задвижкой и неферромагнитным электроприводным спиральным шнеком размещена на вершине неферромагнитной конической образующей.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых представлены схематическое (фиг. 1) и пространственное изображения:

СВЧ установки с коническим резонатором для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных, общий вид в разрезе, с позициями (фиг. 2);

- СВЧ установки с коническим резонатором для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных, общий вид в разрезе (фиг. 3);

- СВЧ установки с коническим резонатором для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных, общий вид, снизу (фиг. 4);

- неферромагнитной конической образующей 4 резонатора с внутренней острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью (фиг. 5);

- фторопластовой конической перфорированной образующей ротора с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью (фиг. 6);

- нижнего неферромагнитного перфорированного основания цилиндра, (фиг. 7);

- нижней керамической перфорированной кольцеобразной деки с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью (фиг. 8);

- верхней керамической кольцеобразной деки с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью (фиг. 9);

- диэлектрической рамы (фиг. 10).

- неферромагнитного конического накопителя с запредельным волноводом и с шаровым краном (фиг. 11);

- неферромагнитной загрузочной емкости с задвижкой (фиг. 12);

- фторопластового вала (фиг. 13).

СВЧ установка с коническим резонатором для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных (фиг. 1-8) содержит:

- неферромагнитную загрузочную емкость 1 с неферромагнитной задвижкой 2;

- неферромагнитный электроприводной спиральный шнек 3;

- неферромагнитную коническую образующую 4 с внутренней с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью;

- фторопластовую коническую перфорированную образующую 5 ротора с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью;

- неферромагнитный цилиндр с верхним неферромагнитным кольцевым основанием 6 и нижним неферромагнитным перфорированным основанием 10;

- верхнюю керамическую кольцеобразную деку 7 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью;

- нижнюю керамическую кольцеобразную перфорированную деку 8 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью;

- диэлектрическую раму 9 для монтажа нижней керамической кольцеобразной перфорированной деки 8 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью;

- неферромагнитное перфорированное основание 10;

- неферромагнитный конический накопитель 11;

- запредельный волновод 12 с шаровым краном;

- фторопластовый вал 13 для привода ротора, представленного фторопластовой конической перфорированной образующей 5 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью и нижней керамической кольцеобразной перфорированной декой 8 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью;

- неферромагнитную приемную емкость 14 с электроприводным неферромагнитным винтовым шнеком 15;

- магнетроны 16 с волноводами и вентиляторами.

СВЧ установка с коническим резонатором для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных (фиг. 1-13) содержит неферромагнитный конический резонатор. Он расположен вертикально, выполнен из неферромагнитного конуса 4 и неферромагнитного цилиндра с верхним неферромагнитным кольцевым основанием 6 и нижним неферромагнитным перфорированным основанием 10. Внутри неферромагнитного конического резонатора соосно расположен электроприводной фторопластовый ротор на фторопластовом валу 13. Электропривод, имеющий механизм изменения зазора между верхней керамической кольцеобразной декой 7 и нижней керамической кольцеобразной перфорированной декой 8, расположен за пределом корпуса установки. Под верхним неферромагнитным кольцевым основанием 6 жестко установлена верхняя керамическая кольцеобразная дека 7 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью.

Электроприводной фторопластовый ротор представлен в виде фторопластовой конической перфорированной образующей 5 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, по периметру которой жестко прикреплена нижняя керамическая кольцеобразная перфорированная дека 8 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, установленная на диэлектрической раме 9, расположенной на фторопластовом валу 13.

Фторопластовая коническая перфорированная образующая 5 покрыта острошероховатым крупнозернистым абразивным материалом. Под неферромагнитным перфорированным основанием 10 цилиндра жестко закреплен неферромагнитный конический накопитель 11 с запредельным волноводом 12 и шаровым краном в нем.

Верхнее неферромагнитное кольцевое основание 6 неферромагнитного цилиндра жестко закреплено по периметру неферромагнитной конической образующей 4 с внутренней острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, а под неферромагнитное перфорированное основание 10 цилиндра, где на периферии имеется выгрузное отверстие, установлена неферромагнитная приемная емкость 14 с неферромагнитным электроприводным винтовым шнеком 15. Магнетроны 16 с волноводами и вентиляторами размещены по периметру неферромагнитной конической образующей 4 со сдвигом на 120 градусов. Неферромагнитная загрузочная емкость 1 с неферромагнитной задвижкой 2 и с неферромагнитным электроприводным спиральным шнеком 3 размещена на вершине неферромагнитной конической образующей 4.

Технологический процесс термообработки, обеззараживания жиросодержащих отходов убоя животных в СВЧ установке с коническим резонатором происходит следующим способом.

Загрузить предварительно измельченные куски отходов убоя животных (рубец, сетка, книжка, сычуг и др.) в неферромагнитную загрузочную емкость 1 при закрытой неферромагнитной задвижке 2. Включить электропривод (указан фторопластовый вал 13) для вращения ротора с фторопластовой конической перфорированной образующей 5 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, состыкованной с нижней керамической кольцеобразной перфорированной декой 8 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью на диэлектрической раме 9. После чего вращается фторопластовый ротор.

Включить электропривод неферромагнитного спирального шнека 3, и открыть неферромагнитную задвижку 2 в неферромагнитной загрузочной емкости 1. Кусковое мясное сырье попадает на фторопластовую коническую перфорированную образующую 5 ротора с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью. Сырье начинает измельчаться за счет многократного удара об острошероховатые крупнозернистые абразивные поверхности неферромагнитной конической образующей 4 и фторопластовой конической перфорированной образующей 5. Между верхней керамической кольцеобразной декой 7 и нижней керамической кольцеобразной перфорированной декой 8 с острошероховатыми крупнозернистыми абразивными поверхностями, сырье тонко измельчается методом сжатия и сдвига.

Включить вентиляторы и магнетроны 16, после чего в неферромагнитном коническом резонаторе (4, 6, 10) возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты (2450 МГц, длина волны 12,24 см). В области расположения кольцеобразных керамических дек 7, 8 (конденсаторная часть резонатора) концентрируется электрическое поле высокой напряженности (1,2…4 кВ/см), что обеспечивает снижение бактериальной обсемененности сырья при тонком его измельчении сжатием и сдвигом. За счет токов поляризации тонкоизмельченное жиросодержащее сырье в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) нагревается до 85…95°С, жир вытапливается и стекает через неферромагнитное перфорированное основание 10 в неферромагнитную накопительную емкость 11 с запредельным волноводом 12, через которого можно слить, открывая шаровой кран. Шквара за счет центробежной силы при вращении ротора, сбрасывается к периферии, к боковой поверхности неферромагнитного цилиндра и через отверстие на неферромагнитном перфорированном основании 10 попадает неферромагнитную приемную емкость 14, откуда при помощи электроприводного неферромагнитного винтового шнека 15 удаляется. Электроприводной неферромагнитный винтовой шнек 15 ограничивает излучение через отверстие, предназначенное для выгрузки продукта (шквары).

Неферромагнитный электроприводной спиральный шнек 3 выполняет функции равномерной подачи кускового сырья в резонатор и ограничивает излучение, как замедляющая система при определенном соотношении длины витка спирали к ее шагу. [3].

Источники информации

1. Технологическое оборудование пищевых производств. Под редакцией Б.М. Азарова. – М.: ВО «Агропромиздат», 1988. − 463 с. (стр. 322).

2. Бутковский В.А., Мельников Е.М. Технология мукомольного крупяного и комбикормового производства. − М.: ВО Агропромиздат, 1989. – 464 с.

3. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение волн. 2012. − М.: URSS. 416 c. (стр. 99).

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в убойных цехах фермерских хозяйств. СВЧ установка содержит в вертикально расположенном неферромагнитном коническом резонаторе, выполненном из неферромагнитного конуса без оснований, жестко установленного на неферромагнитный цилиндр, над отверстием равного диаметра по центру его верхнего неферромагнитного кольцевого основания соосно расположенный электроприводной фторопластовый ротор на фторопластовом валу. Электропривод ротора, имеющий механизм изменения зазора между деками, расположен за пределами корпуса установки. Под неферромагнитным верхним кольцевым основанием неферромагнитного цилиндра жестко установлена верхняя керамическая кольцеобразная дека с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью. Электроприводной фторопластовый ротор представлен в виде фторопластовой конической перфорированной образующей с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, по периметру которой жестко прикреплена нижняя керамическая кольцеобразная перфорированная дека с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, установленная на диэлектрической раме, расположенной на фторопластовом валу. Под неферромагнитным перфорированным основанием неферромагнитного цилиндра жестко закреплен неферромагнитный конический накопитель с запредельным волноводом и шаровым краном в нем. Над выгрузным отверстием на периферии неферромагнитного перфорированного основания установлена неферромагнитная приемная емкость с электроприводным неферромагнитным винтовым шнеком. Магнетроны с волноводами и вентиляторами размещены по периметру неферромагнитной конической образующей со сдвигом на 120 градусов. Неферромагнитная загрузочная емкость с неферромагнитной задвижкой и неферромагнитным электроприводным спиральным шнеком размещена на вершине неферромагнитной конической образующей. Изобретение обеспечивает термообработку и обеззараживание жиросодержащих отходов убоя животных. 13 ил.

СВЧ установка с коническим резонатором для термообработки и обеззараживания в непрерывном режиме жиросодержащих отходов убоя животных,

содержащая в вертикально расположенном неферромагнитном коническом резонаторе, выполненном из неферромагнитного конуса без оснований, жестко установленного на неферромагнитный цилиндр, над отверстием равного диаметра по центру его верхнего неферромагнитного кольцевого основания

соосно расположенный электроприводной фторопластовый ротор на фторопластовом валу, при этом его электропривод, имеющий механизм изменения зазора между деками, расположен за пределом корпуса установки,

при этом под неферромагнитным верхним кольцевым основанием неферромагнитного цилиндра жестко установлена верхняя керамическая кольцеобразная дека 7 с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью,

причем электроприводной фторопластовый ротор представлен в виде фторопластовой конической перфорированной образующей с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, по периметру которой жестко прикреплена нижняя керамическая кольцеобразная перфорированная дека с острошероховатой крупнозернистой абразивной поверхностью, установленная на диэлектрической раме, расположенной на фторопластовом валу,

а под неферромагнитным перфорированным основанием неферромагнитного цилиндра жестко закреплен неферромагнитный конический накопитель с запредельным волноводом и шаровым краном в нем, а над выгрузным отверстием на периферии неферромагнитного перфорированного основания установлена неферромагнитная приемная емкость с электроприводным неферромагнитным винтовым шнеком,

при этом магнетроны с волноводами и вентиляторами размещены по периметру неферромагнитной конической образующей со сдвигом на 120 градусов, а неферромагнитная загрузочная емкость с неферромагнитной задвижкой и неферромагнитным электроприводным спиральным шнеком размещена на вершине неферромагнитной конической образующей.