Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

электричество. Из-за низкого фактора потерь стенок камеры очень небольшая доля энергии в них затухает.

Энергия отражается стенками камеры, которые остаются хо­ лодными. Практически все пищевые продукты с электрической точки зрения являются диэлектрическими материалами с по­ терями, поэтому продукты, помещаемые в рабочую камеру, пог­ лощая СВЧ-энергию, быстро и эффективно нагреваются.

Нагревательные СВЧ-установки подразделяют на установки периодического и непрерывного действия.

В установках периодического действия используют в основ­ ном резонаторные камеры прямоугольной и цилиндрической фор­ мы. В качестве примера СВЧ-установок малой мощности, исполь­ зуемых при обработке кулинарных изделий, приведены печи

Рабочая камера печей представляет собой замкнутый объем, в котором возбуждается СВЧ-электромагнитное поле. Ввод энер­ гии в камеру осуществляется непосредственно антенной коакси­ ального вывода энергии магнетрона, которая входит в камеру снизу и закрыта предохранительным колпаком. Лицевая часть рабочей камеры закрыта откидывающейся вниз дверью.

409

В установках непрерывного действия применяются рабочие камеры проходного типа. Эти установки обладают следующими преимуществами перед СВЧ-шкафами: обеспечивают большую производительность; генератор работает непрерывно в номиналь­ ном режиме, что удлиняет срок службы магнетрона, который не подвергается частым включениям и выключениям; перемещение продукта способствует равномерному нагреву; секционность компоновки (разное количество секций — разная производи­ тельность) позволяет устанавливать их в поточных линиях раз­ личной производительности. '.-aw

Рабочие камеры проходного типа применяются трех видов: в форме объемного резонатора; волновода или полости, связан­ ной с параболическими излучателями, щелевыми волноводами.

В установках (рис. 180, а) продукт нагревается стоячими вол­ нами при его передвижении в резонаторной камере. Энергия в

Рис. 180. Типы СВЧ-установок:

410

резонатор вводится через волновод. Для предотвращения выхо­ да СВЧ-энергии в открытое пространство у отверстия на входе и выходе продукта устроены фильтры. Существенный недостаток камер такой конструкции заключается в том, что в объеме резо­ натора устанавливаются стоячие электромагнитные волны, ко­ торые приводят к неравномерному по площади нагреву про­ дукта.

Вволноводных рабочих камерах продукт можно нагревать

вполе бегущей волны, что способствует более равномерному на­ греву (рис. 180, б). Изделия, подлежащие нагреву, пропускают­ ся по пластмассовой трубке через область максимальной элек­ трической напряженности электромагнитного поля, распростра­ няющегося перпендикулярно к оси волновода.

На рис. 180, в представлена схема СВЧ-установки непрерыв­ ного действия с параболическими излучателями, в которых воз­ буждается бегущая волна. Из излучателя она падает на кон­ вейерную ленту, перемещающую в рабочей камере нагреваемый продукт. Если под излучателем нет продукта, энергия погло­ щается оконечной водяной нагрузкой. На входе в установку и выходе из нее предусмотрены фильтры, препятствующие рас­ пространение СВЧ-энергии в открытое пространство. В рассмат­ риваемой установке смонтированы пять параболических излу­ чателей, каждый из которых питается от отдельного магнетрона. При передвижении продукта от одного излучателя к другому температурное поле в продукте выравнивается в результате теп­ лопроводности. К недостаткам установок такого типа следует отнести снижение к. п. д. в результате поглощения части энергии водяной нагрузкой в случае, если продукт располагается диск­ ретно на транспортерной ленте. Попытки устранить этот недоста­ ток путем отключения магнетрона на период, когда продукт не находится под излучателем, приводят к усложнению схемы и сокращению срока службы магнетронов вследствие частых вклю­ чений и выключений.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОИ ЭНЕРГИИ В РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ

Сушка

Для сушильных установок непрерывного дей­ ствия наиболее подходящим является нагрев в поле бегущей волны. Резонаторный способ наиболее подходит для аппаратов периодического действия. В сушилках с бегущей волной изме­ нение величины затухания прямо связано с температурой и влаж­ ностью продукта. В свою очередь поглощаемая материалом мощ­ ность пропорциональна содержанию влаги в материале. Для

411

СВЧ-сушилок с нагревом в поле бегущей волны очень важна определить мощность, длину и к. п. д. процесса.

Н. Хннэн [113] приводит следующую методику ориентировочного! расчета СВЧ-сушилок.

Исходные параметры: поглощенная мощность D (Вт/м3), скорость из-

менения температуры сП* (град/с) и глубина проникновения А электро- dt

контактной энергии в материал с комплексной диэлектрической проницаемостью'е, на которой мощность при частоте \ уменьшится в 2 раза.

(прямоток), ами„ =0 (амни — минимально достижимая постоянная затуха­ ния,т. е. постоянная затухания линии с полностью высушенным продук­ том).

При перемещении материала на расстояние dz — vdt мощность dp, рассеянная в материале, привела к испарению некоторого количества влаги и соответственно к некоторому уменьшению постоянной затухания как.

412