ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ-ПЛАВИТЕЛЬ ЖИРОСЫРЬЯ НЕПРЕРЫВНО-ПОТОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ С СВЧ-ЭНЕРГОПОДВОДОМ В ТОРОИДАЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР Российский патент 2024 года по МПК C11B1/12 B02C19/20 

Изобретение относится к перерабатывающей мясной промышленности и может быть использовано в цехах по переработке жиросодержащего мясного сырья.

В настоящее время для того, чтобы извлечь жир из жиросырья, его измельчают и проводят термообработку острым паром. Для этого существуют комбинированные установки различной конструкции, такие как волчки-варильники, рушители-плавители, измельчители-плавители, где предусмотрено совмещение процессов измельчения и термообработки [1, стр. 334]. При этом энергетические затраты и расход острого пара достаточно высокие. Например, измельчитель-плавитель марки АВЖ-245 работает при энергетических затратах 0,015 кВт⋅ч/кг, расходе пара на 1 т сырья - 100 кг [1, стр. 338].

Прототипом является центробежный измельчитель-плавитель АВЖ, предназначенный для обработки всех видов мягкого жирового сырья [1, стр. 336]. В нем совмещены процессы измельчения жиросырья в центробежном поле и нагрева острым паром. Лопасти на поверхности барабана выталкивают жиромассу в патрубок. В установке не происходит отделение жира и шквары, поэтому жиромассу отправляют на дальнейшую обработку, а это дополнительные технические средства и следовательно, дополнительные эксплуатационные затраты.

Интенсифицировать процесс вытопки жира из жиросырья, не превышая температуру выше 120° с сохранением потребительских свойств продукта, возможно за счет сверхвысокочастотного энергоподвода в рабочую камеру. Для интенсификации процесса извлечения жира из жиросырья существуют сверхвысокочастотные установки [2-6] периодического действия.

Если процессы измельчения и плавления происходят в непрерывном режиме, то продолжительность плавления жира из предварительно измельченного жиросырья до размеров меньше, чем две глубины проникновения волны (2-3 см), при воздействии электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП-СВЧ) (частота 2450 МГЦ, длина волны 12,24 см) на много уменьшается.

Поэтому техническим результатом изобретения является - сохранение потребительских свойств вытопленного жира и шквары из измельченного жиросырья путем совмещения процессов измельчения жиросырья в центробежном поле и термообработки в электромагнитном поле сверхвысокой частоты.

Для достижения заявленного технического результата измельчитель-плавитель жиросырья непрерывно-поточного действия с СВЧ-энергоподводом в тороидальный резонатор содержит тороидальный неферромагнитный резонатор, выполненный как перфорированный цилиндрический электроприводной барабан без верхнего основания, расположенный в цилиндре с перфорированным неферромагнитным нижним основанием, и верхним сплошным основанием, куда прикреплены вдоль образующей барабана неподвижные ножи, причем на диэлектрическом валу перфорированного барабана внутри его поярусно расположены вращающиеся ножи, а над перфорированным неферромагнитным нижним основанием неферромагнитного цилиндра, на вал прикреплены диэлектрические лопасти, на уровне которых на боковой поверхности цилиндра вырезано выгрузное окно, а электропривод расположен вне измельчителя-плавителя, а под перфорированным неферромагнитным нижним основанием цилиндра прикреплено наклонное неферромагнитное основание со сливным патрубком и шаровым краном, причем на верхнем сплошном основании цилиндра над барабаном установлена неферромагнитная загрузочная емкость с электроприводным дозатором в виде рифленых неферромагнитных валиков, при этом излучатели через волноводы от магнетронов воздушного охлаждения, расположенные со сдвигом на 120 градусов на боковой поверхности цилиндра, направлены в конденсаторную часть тороидального резонатора, зазор между обечайкой перфорированного цилиндрического электроприводного барабана и верхним сплошным основанием неферромагнитного цилиндра не более четверти длины волны.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

- пространственное изображение измельчителя-плавителя жиросырья непрерывно-поточного действия с СВЧ-энергоподводом в тороидальный резонатор (общий вид в разрезе с позициями) (фиг. 1);

- поперечный разрез измельчителя-плавителя жиросырья непрерывно-поточного действия с СВЧ-энергоподводом в тороидальный резонатор (фиг. 2);

- цилиндрический корпус измельчителя-плавителя с наклонным нижним основанием и отверстием для загрузочной емкости (фиг. 3);

- пространственное изображение перфорированного цилиндрического электроприводного барабана (фиг. 4);

- пространственное изображение перфорированного неферромагнитного нижнего основания тороидального резонатора (фиг. 5);

- пространственное изображение электроприводного дозатора с рифлеными валиками (фиг. 6);

- пространственное изображение вращающихся ножей и диэлектрических лопастей на диэлектрическом валу (фиг. 7);

- пространственное расположение неподвижных ножей (фиг. 8).

Плавитель жирового сырья с СВЧ-энергоподводом содержит (фиг. 1-8):

- загрузочную емкость 1;

- электроприводной дозатор с рифлеными валиками 2;

- верхнее сплошное основание 3 плавителя;

- перфорированный цилиндрический электроприводной барабан 4;

- ножи неподвижные 5;

- ножи вращающиеся 6;

- неферромагнитный цилиндр 7;

- магнетроны воздушного охлаждения 8 с волноводами;

- окно для выгрузки шквары 9;

- лопасти диэлектрические 10;

- наклонное неферромагнитное основание 11 плавителя;

- перфорированное неферромагнитное нижнее основание 12 цилиндра 7;

- сливной патрубок с шаровым краном 13;

- конденсаторную часть 14 тороидального резонатора 15;

- тороидальный неферромагнитный резонатор 15;

- диэлектрический вал 16.

Измельчитель-плавитель жиросырья непрерывно-поточного действия с СВЧ-энергоподводом в тороидальный резонатор 15 (фиг. 1-8) выполнен как перфорированный цилиндрический электроприводной барабан 4 без верхнего основания, расположенный в неферромагнитном цилиндре 7 с перфорированным неферромагнитным нижним основанием 12, и верхним сплошным основанием 3, куда прикреплены вдоль образующей перфорированного цилиндрического электроприводного барабана 4 неподвижные ножи 5. Перфорированный цилиндрический электроприводной барабан закреплен на диэлектрическом валу, который свою очередь одним концом закреплен через подшипники, расположенные на верхнем сплошном основании 3 плавителя, а другим концом - через подшипники, расположенные на поверхности наклонного неферромагнитного основания 11 плавителя. Электродвигатель расположен с наружной стороны плавителя.

На диэлектрическом валу 16, внутри перфорированного цилиндрического электроприводного барабана 4 поярусно расположены вращающиеся ножи 6. Над перфорированным неферромагнитным нижним основанием 12 неферромагнитного цилиндра 7, на диэлектрический вал 16 прикреплены диэлектрические лопасти 10. На уровне этих лопастей на боковой поверхности цилиндра 7 имеется выгрузное окно 9. Под перфорированным неферромагнитным нижним основанием 12 цилиндра 7 прикреплено под наклоном перфорированное неферромагнитное основание 11. Оно содержит сливной патрубок и шаровой кран 13. На верхнем сплошном основании 3 цилиндра 7, над перфорированным цилиндрическим электроприводным барабаном 4 установлена неферромагнитная загрузочная емкость 1 с электроприводным дозатором в виде рифленых неферромагнитных валиков 2. Излучатели через волноводы от магнетронов 8 воздушного охлаждения, расположенных со сдвигом на 120 градусов на боковой поверхности цилиндра 7, направлены в конденсаторную часть 14 тороидального резонатора 15. Зазор между обечайкой перфорированного неферромагнитного электроприводного барабана 4 и верхним сплошным основанием 3 неферромагнитного цилиндра 7 не более четверти длины волны.

Технологический процесс измельчения и плавления жиросырья происходит следующим образом.

Засыпать в загрузочную емкость 1 жиросырье. Включить электропривод перфорированного цилиндрического электроприводного барабана 4, вместе с которым начинают вращаться ножи 6 и диэлектрические лопасти 10. Далее включить электропривод дозатора 2 для вращения неферромагнитных рифленых валиков, которые подают дозированно и предварительно измельченное сырье, в перфорированный цилиндрический электроприводной барабан 4. В неферромагнитном цилиндре 3, 7, 12 вращается перфорированный неферромагнитный электроприводной барабан 4. Вместе с барабаном перемещаются вращающиеся ножи 6. Куски жиросырья попадают на вращающиеся ножи и частично измельчаются. Измельченные куски центробежными силами прижимаются к обечайке барабана 4 и продавливаются через отверстия перфорации. Неподвижные ножи 5, установленные внутри перфорированного цилиндрического электроприводного барабана 4, срезают частицы, которые выбрасываются в тороидальную часть резонатора через отверстия перфорации, далее в конденсаторную часть 14 резонатора, после чего, следует включить магнетроны 8. В тороидальном резонаторе возбуждается ЭМПСВЧ, за счет токов поляризации мелко измельченное жиросырье начинает плавиться, жир стекает через перфорацию неферромагнитного нижнего основания 12 резонатора, далее через патрубок с шаровым краном 13 сливается. А шквара с помощью вращающихся диэлектрических лопастей удаляется через выгрузное отверстие 9.

Продолжительность обработки жиросырья определяется продолжительностью его измельчения через дозатор и через перфорированный резонатор с помощью подвижных и неподвижных ножей, плавления жира в тороидальном резонаторе воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты и выдержки при высокой напряженности электрического в конденсаторной части резонатора для уничтожения патогенной микрофлоры при данной температуре.

Расплавленный жир в накопительной емкости между перфорированным неферромагнитным нижним основанием резонатора 12 и наклонным неферромагнитным нижним основанием 11 плавителя подвергается дополнительному воздействию ЭМПСВЧ, так как здесь возбуждается ЭМПСВЧ за счет излучения через перфорацию резонатора. В этом объеме происходит повторное использование мощности излучений через перфорацию резонатора. Наличие дополнительного конденсаторного объема создает условия для рекуперации электромагнитной мощности, излучаемой системой первичных источников - магнетронов.

Кратковременность обработки (тонкое измельчение, плавление) сохраняет потребительские свойства жира и шквары при сниженных эксплуатационных затратах.

Список источников

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

2. Патент №2581224 РФ, МПК С11В 1/12. Центробежная установка для термообработки жиросодержащего сырья в электромагнитном поле сверхвысокой частоты / Михайлова О.В., Белова М.В., Ершова И.Г.; заявитель и патентообладатель МАЛИ (RU). - №2014150840/20; заявл. 17.12.2014. Бюл. №11 от 20.04.2016. - 11 с.

3. Патент №2600697 РФ, МПК С11В 13/00. Сверхвысокочастотная установка для плавления жира / Белова М.В., Ершова И.Г., Михайлова О.В.; заявитель и патентообладатель АНОВО «АТУ» (RU). - №2015117451; заявл. 28.04.2015. Бюл. №30 от 03.10.2016. - 12 с.

4. Патент №2505355 РФ, МПК C11B 1/12. Сверхвысокочастотная установка для выделения расплавленного жира из жиросодержащего сырья / Новикова Г.В., Белова М.В., Михайлова О.В., Ершова И.Г.; заявитель и патентообладатель АНОВО «АТУ» (RU). - №2015138179/13; заявл. 2.08.2015. Бюл. №35 от 20.12.2016. - 10 с.

5. Патент №2591126 РФ, МПК C11B 1/12. Установка для вытопки жира в электромагнитном поле сверхвысокой частоты / Новикова Г.В., Селиванов И.М., Белова М.В., Белов А.А., Ершова И.Г., Михайлова О.В.; заявитель и патентообладатель АНОВО «АТУ» (RU). - №2015116255; заявл. 25.04.2015. Бюл. №19 от 10.07.2016. - 13 с.

6. Патент №2667751 РФ, МПК С11В 3/04; СВЧ установка со сферическими резонаторами для термообработки жиросодержащего сырья. / Новикова Г.В., Жданкин Г.В., Самоделкин А.Г., Шойкин А.С.; заявитель и патентообладатель НГСХА (RU). - №2016150317; заявл. 20.12.2016. Бюл. №18 от 21.06.2018. 15 с.

Изобретение относится к перерабатывающей мясной промышленности и может быть использовано в цехах по переработке жиросодержащего мясного сырья. Измельчитель-плавитель жиросырья непрерывно-поточного действия с СВЧ-энергоподводом в тороидальный резонатор, характеризующийся тем, что содержит тороидальный неферромагнитный резонатор, выполненный как перфорированный цилиндрический электроприводной барабан без верхнего основания, расположенный в цилиндре с перфорированным неферромагнитным нижним основанием и верхним сплошным основанием, куда прикреплены вдоль образующей барабана неподвижные ножи, причем на диэлектрическом валу перфорированного цилиндрического электроприводного барабана внутри его поярусно расположены вращающиеся ножи, а над перфорированным нижним основанием неферромагнитного цилиндра, на вал прикреплены диэлектрические лопасти, на уровне которых на боковой поверхности цилиндра вырезано выгрузное окно, а электропривод расположен вне измельчителя-плавителя, а под перфорированным неферромагнитным нижним основанием цилиндра прикреплено наклонное неферромагнитное основание со сливным патрубком и шаровым краном, причем на верхнем сплошном основании цилиндра над барабаном установлена неферромагнитная загрузочная емкость с электроприводным дозатором в виде рифленых неферромагнитных валиков, при этом излучатели через волноводы от магнетронов воздушного охлаждения, расположенные со сдвигом на 120 градусов на боковой поверхности неферромагнитного цилиндра, направлены в конденсаторную часть тороидального резонатора, зазор между обечайкой перфорированного цилиндрического электроприводного барабана и верхним сплошным основанием неферромагнитного цилиндра - не более четверти длины волны. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс вытопки жира из жиросырья, не превышая температуру выше 120° с сохранением потребительских свойств продукта, за счет сверхвысокочастотного энергоподвода в рабочую камеру. 8 ил.

Измельчитель-плавитель жиросырья непрерывно-поточного действия с СВЧ-энергоподводом в тороидальный резонатор, характеризующийся тем, что

содержит тороидальный неферромагнитный резонатор, выполненный как перфорированный цилиндрический электроприводной барабан без верхнего основания, расположенный в цилиндре с перфорированным неферромагнитным нижним основанием и верхним сплошным основанием, куда прикреплены вдоль образующей барабана неподвижные ножи,

причем на диэлектрическом валу перфорированного цилиндрического электроприводного барабана внутри его поярусно расположены вращающиеся ножи, а над перфорированным нижним основанием неферромагнитного цилиндра, на вал прикреплены диэлектрические лопасти, на уровне которых на боковой поверхности цилиндра вырезано выгрузное окно, а электропривод расположен вне измельчителя-плавителя,

а под перфорированным неферромагнитным нижним основанием цилиндра прикреплено наклонное неферромагнитное основание со сливным патрубком и шаровым краном,

причем на верхнем сплошном основании цилиндра над барабаном установлена неферромагнитная загрузочная емкость с электроприводным дозатором в виде рифленых неферромагнитных валиков,

при этом излучатели через волноводы от магнетронов воздушного охлаждения, расположенные со сдвигом на 120 градусов на боковой поверхности неферромагнитного цилиндра, направлены в конденсаторную часть тороидального резонатора,

зазор между обечайкой перфорированного цилиндрического электроприводного барабана и верхним сплошным основанием неферромагнитного цилиндра - не более четверти длины волны.