Спосіб сушіння казеїну-сирцю та нвч піч для його реалізації

Изобретение относится к молочной промышленности. Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ термообработки пищевых продуктов [1], включающий в себя воздействие на продукт электромагнитного поля СВЧ диапазона, что позволяет во много раз ускорить процесс термообработки по сравнению с традиционными способами. Это обусловлено объемным характером нагрева, нейтрализующим негативное влияние низкой теплопроводности продуктов. Однако, использование этого способа для сушки казеина не обеспечивает требуемых характеристик готового продукта вследствие того, что при объемном нагреве казеина-сырца из-за соединения выделяющейся связанной воды с казеином образуется клеящее вещество, приводящее к слипанию гранул и их "подгару". Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является СВЧ печь для получения гипсового вяжущего [2], содержащая основной волновод с нагрузочным элементом для поглощения остаточных волн СВЧ диапазона, входной и выходной запредельные волноводы, через которые протянута диэлектрическая конвейерная лента, предназначенная для подачи гипсового камня, преобразователь волн СВЧ, вход которого соединен с излучателем волн, а выход - с основным волноводом, при этом входной и выходной волноводы соединены с основным волноводом, который выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда со щелями в узких стенках для прохождения конвейерной ленты вдоль пространственной диагонали параллелепипеда. Однако распределение электромагнитного поля таково, что эта печь наиболее эффективна для сушки материалов, занимающих большой объем, а для казеина-сырца, который насыпается на конвейерную ленту тонким слоем, КПД такой печи оказывается недостаточным, в результате чего уменьшается производительность. В основу изобретения поставлена задача создания способа сушки казеина и СВЧ печи, в которой введение камеры подачи горячего воздуха в основной волновод и камеры вытяжки водяных паров из основного волновода и новых признаков технологического процесса сушки позволило бы увеличить производительность сушки казеина, а также удалить в процессе сушки казеина клеящие вещества, приводящие к подгару гранул и ухудшению качества сухого казеина. Такой технический результат может быть достигнут, если способ сушки казеина-сырца, заключающийся в термической обработке его путем облучения электромагнитным полем СВЧ диапазона, согласно изобретению, сопровождают обдувом горячим воздухом с температурой 90 - 100°C на протяжении всего времени обработки его электромагнитным полем. Для реализации данного способа в СВЧ печь, содержащую излучатель электромагнитных волн, преобразователь волн, рупорный переход, основной волновод, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда с широкими щелями в узких стенках для прохождения конвейерной ленты, предназначенной для подачи казеина-сырца, соединенного со входным и выходным прямоугольными волноводами, через которые протянута конвейерная лента, и нагрузочным элементом для поглощения остаточных электромагнитных волн, согласно изобретению, введены камера поддува горячим воздухом, размещенная под нижними широкими стенками основного волновода, входного и вы ходного волноводов и соединенная с ними отверстиями, и камера вытяжки водяных паров, размещенная над верхней широкой стенкой основного, входного и выходного волноводов, связанная с ними такими же отверстиями, расстояние между которыми значительно (в 10 раз) больше их поперечного размера. Другим отличительным признаком является то, что в СВЧ печи высота камер поддува горячим воздухом и вытяжки водяных паров значительно (в 10 раз) меньше длины волны в волноводе. Таким образом, обработка горячим воздухом с температурой 90 - 100°C путем введения в устройство камеры поддува горячим воздухом и камеры вытяжки водяных паров позволяет увеличить производительность сушки казеина в 3,5 раза по сравнению с известными ранее решениями, а также удалить в процессе сушки клеящие вещества, приводящие в подгару гранул казеина и ухудшению качества сухого казеина. На фиг.1 представлена в аксонометрии предлагаемая печь для сушки казеина; на фиг.2 - стр уктурная схема СВЧ печи; на фиг.3 - графическая зависимость электрической составляющей СВЧ электромагнитного поля в поперечном сечении основного волновода для одного из типов волн (H60), использованного в эксперименте. Разрабатываемая СВЧ печь для сушки казеина содержит излучатель 1 электромагнитных волн, преобразователь 2 волн, выход которого через рупорный переход 3 соединен со входом основного волновода 4, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда, с нагрузочным элементом 5 внутри для поглощения электромагнитной волны, не поглощенной казеином-сырцом, со щелями в узких стенках для прохождения конвейерной ленты 6, предназначенной для подачи казеина-сырца. Основной волновод 4 соединен со входным 7 и выходным 8 прямоугольными волноводами, через которые протянута конвейерная лента 6, выполненная из вискозной или капроновой сетки. Под нижней широкой стенкой основного волновода 4, входного 7 и выходного 8 волноводов размещена и связана с ними через отверстия камера 9 подачи горячего воздуха. Над верхней широкой стенкой основного 4, входного 7 и выходного 8 волноводов размещена и связана с ними отверстиями камера 10 вытяжки водяных паров из основного 4, входного 7 и выходного 8 волноводов. На устанавливаемом на входе камеры 9 воздуховоде (на фиг.1 не показан) размещен вентилятор 11, а на выходе камеры 10 - вентилятор 12. Принцип действия устройства следующий. Казеин-сырец по конвейерной ленте 6 поступает в основной волновод 4 через входной прямоугольный волновод 7. СВЧ энергия поступает в основной волновод 4 через рупорный переход 3 и преобразователь волн 2 с излучателя 1 электромагнитных волн, соединенного с СВЧ генератором (на фиг.1 не показан). Для обеспечения квазиравномерного распределения СВЧ энергии на большей части поперечного сечения основного волновода 4 (до 98% его ширины) служит уголковый преобразователь волн 2. Благодаря своей сложной форме он осуществляет преобразование волны Н 10, формируемой излучателем 1 электромагнитных волн в волн у Н mo (в эксперименте m = 6 и ширина линии, занятой СВЧ волной составляет 86% от ширины основного волновода 4), которая, проходя по основному волноводу 4, вступает во взаимодействие с казеином-сырцом, движущимся на. конвейерной ленте 6, образующей с направлением электромагнитной волны угол a порядка 7 - 25°. Камера поддува 9 и вытяжки 10 отбирают полезную энергию из основного 4, входного 7 и выходного 8 волноводов. Электромагнитные поля, создаваемые в них, приведут к искажению электромагнитных полей в указанных волноводах и возникновению неоднородностей в высушиваемом казеине. Для устранения этого явления были рассчитаны и выбраны соответствующий поперечный размер отверстия связи и расстояние между ними. Расчеты, проведенные на основе методик и формул, изложенных в (Фельдштейн А.Л. и др. Справочник по элементам волноводной техники. - М.: Сов. радио, 1967. - С.588 - 590) с учетом предлагаемой конструкции печи (фиг.1) привели к следующим результатам: поперечный размер отверстия связи должен удовлетворять условию d 1 (в эксперименте k = 6), то окончательно указанное условие записывается в виде d