Устройство для СВЧ-термообработки пищевых продуктов Советский патент 1992 года по МПК H05B6/04 

установленная на механизме поворота.

На верхней и нижней стенках камеры расположены первый и второй вводы энергии, подсоединенные соответственно к первому и второму выходным плечам делителя мощности.

Недостатком известного устройстве является тякже невысокая равномерность нагрева продуктов, так как уровни потоков мощности, распределе ные между верхним и нижним вводами энергии, являются постоянной величиной, на которую не влияет изменение электросЬизических параметров (5, tgS), зависящее от температуры, что приводит к неуправляемому распределению энергии в объекте. Кроме того, верхний ввод энергии обеспечивае возбуждение волн только одной поляризации, т.ес недостаточное количестве типов волн в камере. ,

-Цель изобретения л повышение равномерности нагрева путем автоматического перераспределения интенсивм ности СВЧ-воздействия

Указанная цель достигается тем, что в конструкции, содержащей камер, нагрева, расположенные на верхней и нижней стенках камеры излучатели, .подсоединенные к первому и второму выходным плечам делителя мощности, входное плечо которого подключено к выходу СВЧ-генератора,, платформу для размещения обрабатываемого продукта, установленную на механизме поворота, делитель мощности выполнен в виде направленного ответвителй выход основного канала и выход отраженной волны вспомогательного канале которого являются соответственно первым и вторым выходными плечами делителя мощности, выход падающей волны вспомогательного канала подсоединен к излучателю на верхней стемл ке йам ёры нагрева ортогонально первому выходному плечу, а во второе выходное плечо включен введенный измеритель отраженного сигнала, выход к6тТ5рого соединен с входом управле

ния механизма поворота платформы.

i

Ортогональность излучателя на верхней стенке камеры обеспечивает круговую поляризацию электромагнит- ной волны-, что спбсобствует более равномерному размораживанию продукта

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

5

0

-

5

о

5

5

0

5

0

Устройство содержит камеру 1 нагрева прямоугольной или кубической формы, вращающуюся от электродвигателя 2- диэлектрическую платформу 3 для размещения размораживаемых продуктов, например, двух расположенных рядом мясных блоков. На верхней и нижней стенках камеры (т.е. над платформой и под ней) укреплены излучатели k и 5, например симметричные рупорные, соединеннные с СВЧ-гене- ратором через направленный ответви- тель и создающие излучение, перпен- дикулярное поверхности размораживаемых блоков.

Выход основного канала 6 и выход отраженной волны 7 вспомогательного канала являются соответственно первым и вторым выходными плечами делителя мощности. Выход падающей волны 8 вспомогательного канала подсоединен к излучателю ортогонально первому выходному плечу. Во второе выходное плечо включен измеритель 9 отраженного сигнала, выход которого соединен с входом управления механизма вращения - электродвигателя 2. На верхней стенке камеры укреплено устройство 10 для принудительного охлаждения верхней поверхности блоков.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-волна or генератора через каналы 6 и 8 направленного ответвите- ля подводится к излучателю kf в котором создается излучение двух перпендикулярно поляризованных.волн, например к симметричному рупору, возбуждаемому через квадратный волновод,1 к перпендикулярным стенкам которого подсоединены выходные плечи ответви- 0теля. При приближении температуры Т- 0 из-за г резкого увеличения (б) воз никаёт отраженная волна от первого блока, При этом каждая из ее частей возвращается через рупор s в свое выходное плечо и далее волны направляются (суммируются) в плече 7, развязанном с плечом ввода СВЧ-энергии, откуда отраженная СВЧ-энергия направляется к излучателям 5 расположенным в нижней части камеры и облучающим нижнюю поверхность второго блока..

Как только отражение этой волны превышает допустимую величину, то платформа поворачивается на If и под облучение сверху попадает второй блок (если их два), а первый - под

7

облучение излучателем 5 отраженной мощностью нижней поверхности. При этом, если этот второй блок ранее не подвергался облучению сверху и не разогрет, то энергия автоматическ переключается на верхние облучатели.

Таким образом, до тех пор, пока первый блок не разогрелся снизу и сверху, переключение облучения на другие блоки не происходит.

Следует иметь в виду, что из-за затухания интенсивности волны, проникающей внутрь блока, максимальное значение температуры внутри блока находится вблизи поверхности, через которую волнд проникает в блок. При этом со стороны этой поверхности градиент изменения (6) резкий, если поверхность блока принудительно ох- лаждается, а внутрь блока градиент изменения (Ј.) гораздо меньший. Поэтому, если от этой поверхности блока волна отражается сильно, то проникая в блок.с другой стороны, волна из-за низкого внутреннего градиента (Ј) почти не отражается. На согласование этой волны оказывает также влияние

уменьшение ее длины

,

- ( где Ъ - ра- 30

бочая длина волны) внутри блока, в котором из-за разогрева постепенно с этой стороны возрастает Ј.

Таким образом, отраженная от резкого градиента (Е),,волна направляется в тот же блок, но с другой стороны, и поглощается в нем. Причем в ранее разогретую область волна попадает уже ослабленная, что обеспечивает мягкий режим разогрева этой области и остальной части блока, при этом может наблюдаться постепенный прогрев: волна разогрева как бы распространяется от первоначальной зоны в сторону поверхности блока. Как только эта волна достигнет поверхности, возрастание градиента (Б) приведет к росту отражения. Измеряющее это отражение устройство выдает команду на поворот платформы с блоками.

В принципе на платформе может быть ыбое количество блоков, соответст- , енно угол каждого поворота будет

360 п

авен

где rt - количество блоков.

не . . ски и.

17 82938

После разогрева всех олоков их поворот не приводит к снижению отраженной мощности, что позволяет выдать команду на завершение процес.

5 0 5

свч

0

5

0

5

0

5

са разогрева: отключение Р производство выгрузки-загрузки.

При достаточно тонких блоках, когда удовлетворительный прогрев первого блока достигается при -облучении только сверху, нижний излучатель направляет отраженное излучение сразу на следующий блок, осуществляя его разогрев, т.е. по мере роста отражения от первого блока. Эта часть мощности направляется на второй блок. Поворот осуществляется после роста отражения волны от нижних излучателей.

Таким образом, в предложенной конструкции повысится равномерность нагрева, т0е. разброс температуры по объему нагреваемого объекта уменьшится не менее, чем в два раза, что позволит увеличить допустимый темп нагрева и соответственно увеличить производительность оборудования 10%.

формула изобретения

Устройство для СВЧ-термообработки пищевых продуктов, содержащее камеру нагрева, на верхней и нижней стенках которой расположены излучатели, подсоединенные к первому и второму выходным плечам делителя мощности, входное плечо которого подключено к выходу СВЧ-генератора, платформу

jдля размещения нагреваемого-продукта, установленную на механизме поворота ,отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева , делитель мощности выполнен в

.виде направленного ответвителя, выход основного канала и выход отраженной волны вспомогательного канала которого являются соответственно первым и вторым выходными плечами дели теля мощности, выход падающей волны вспомогательного канала подсоединен

; к излучателю на верхней стенке камеры нагрева ортогонально первому выходному плечу, а во второе выходное плечо включен введенный измерителъ

отраженного сигнала, выход которого соединен с входом управления механизма, поворота платформы.

8

т

г

.. . s ; ... .. I AW;

- .

2

A

9

Vе