Пристрій для сушіння овочів, фруктів, ягід

Пристрій для сушіння овочів, фруктів, ягід, що містить рупорний перехід, основний хвилевід, виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда, з'єднаний з вхідним та вихідним прямокутними хвилеводами, крізь які протягнута конвеєрна стрічка, камеру піддування гарячим повітрям, камеру витягання водяної пари, який відрізняється тим, що розмір вертикальних стінок основного хвилеводу є рівним розміру широкої стінки прямокутного хвилеводу, який забезпечує збудження хвилі тіль C2 2 (19) 1 3 єрна стрічка виконана з поліетилену, армованого льняним полотном. Передбачена вентиляція робочої зони. Така конструкція має невелику ефективність із-за ряду суттєвих недоліків. Конвеєрна стрічка вводиться в порожнину робочої камери, що має форму прямокутного хвилеводу збільшеного перетину, через широкі щілини, які практично повністю перерізають верхню та нижню (широкі) стінки хвилеводу. Ці щілини являють собою значні неоднорідності в хвилеводі, що викликають відбиття від них та роблять неможливим режим бігучої хвили. Непогодження хвилеводу в перетинах з щілинами викликає, по-перше, перевантаження в роботі джерела НВЧ енергії, подруге, нерівномірний нагрів продукту. Нерівномірний нагрів продукту виникає також із-за того, що звернена до джерела НВЧ енергії сторона продукту на конвеєрній стрічці нагрівається сильніше тильної (зверненої до навантаження). Хоч конвеєрна стрічка перетинає поздовжню вісь хвилеводу під гострим кутом (а не упоперек), що збільшує протяжність зони нагріву продукту, проте не уся НВЧ енергія, яка підводиться, поглинається продуктом, значна частина її витрачається у водяному навантаженні, що знижує ККД печі. Крім того, висока щільність ще не поглиненої НВЧ енергії припадає на вхідну широку щілину (ширина її більше товщини конвеєрної стрічки з шаром продукту), що приводить до складності створення ефективного затвору за допомогою позамежного хвилеводу для випромінювання НВЧ енергії назовні. Конвеєрна стрічка з продуктом пересікає електричне поле від мінімуму до мінімуму, лише незначна частина продукту на конвеєрної стрічці знаходиться в полі високої інтенсивності, що також знижує ефективність роботи печі. Ця піч малоефективна для сушіння продуктів, які мають високу початкову вологість, бо для нагріву продукту використовує тільки НВЧ енергію, хоч теоретично і експериментально доведено, що кращі результати дає сушіння при комбінації конвективної та мікрохвилевої технологій [Низкоинтенсивные СВЧ-технологии (проблемы и реализации)/ Под ред. Г.А. Морозова и Ю.Е. Седельникова. - М.: "Радиотехника", 2003, с.18]. Найбільш близькою за сукупністю суттєвих ознак до запропонованого винаходу є НВЧ піч для сушіння казеїну-сирцю (патент України №22036А, МПК A23J 1/22,A23J 3/00, бюл. №2,30.041998), яка містить випромінювач електромагнітних хвиль, перетворювач хвиль, рупорний перехід, основний хвилевід, виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда зі щілинами у вузьких стінках для проходження конвеєрної стрічки, що призначена для подачі казеїну-сирцю, з'єднаного з вхідним та вихідним прямокутними хвилеводами, через котрі протягнута конвеєрна стрічка, елемент, що навантажується, для поглинання залишкових електромагнітних хвиль, камеру піддування гарячим повітрям, що розташована під нижніми широкими стінками основного, вхідного та вихідного хвилеводів і з'єднана з ними круглими отворами, відстань між якими значно більше їх діаметра, ка 95542 4 меру витягання водяної пари, що розташована над верхньою широкою стінкою основного, вхідного та вихідного хвилеводів і зв'язана з ними круглими отворами, відстань між якими значно більше їх діаметра. Зазначена піч, яка взята як прототип, хоч і використовує для сушіння продукту вплив на нього комбінації електромагнітної енергії хвилі НВЧ діапазону та теплової енергії гарячого повітря, але має недоліки, які роблять її малопридатною для безперервного сушіння продукту на конвеєрі. В цій печі використовується хвиля типу Нm0 для квазірівномірного розподілу НВЧ енергії на більшій частині поперечного перетину основного хвилеводу. Силові лінії електромагнітного поля такої хвилі розташовані перпендикулярно шару продукту і взаємодія електричного поля хвилі з продуктом буде значною, якщо товщина шару продукту буде порівняна з розміром вузької (вертикальної) стінки основного хвилеводу. Таку товщину шару продукту в прототипі забезпечити неможливо, бо в такому разі вхідний та вихідний хвилеводи будуть не позамежними, а випромінюючими. Для тонкого шару продукту хвиля типа Нm0 при зазначеному збудженні малоефективна. Конвеєрна стрічка з продуктом вводиться в порожнину основного хвилеводу через широкі щілини в вузьких стінках. Такі щілини є випромінюючими і являють собою значні неоднорідності в хвилеводі, що викликають відбиття, які небажані для роботи джерела НВЧ енергії, а електромагнітна енергія хвилі, що надходить на продукт, зменшується. Зона взаємодії електромагнітної хвилі з продуктом, яка обмежена шириною конвеєрної стрічки і шириною основного хвилеводу, хоч і збільшується за рахунок посування стрічки навкіс до поздовжньої осі основного хвилеводу, недостатня для повного поглинання продуктом НВЧ енергії, значна частина якої марно витрачається в елементі, що навантажується. В печі-прототипі гаряче повітря для нагріву продукту подається в зону сушіння так, що заповнює некорисно всю порожнину основного хвилеводу, обтікає продукт на конвеєрній стрічці з боків та видаляється разом з парою системою витягання. При цьому теплова енергія гарячого повітря для нагріву продукту використовується лише частково. Технічною задачею винаходу для запропонованого пристрою є підвищення ефективності (енергозбереження) процесу сушіння овочів, фруктів, ягід та якості готової продукції шляхом максимального використання можливостей впливу на продукт електромагнітного поля НВЧ діапазону, конвективної передачі теплової енергії продукту нагрітим повітрям та видалення вологи, що випаровується, повітряним потоком. Ця задача вирішується наступним чином. В пристрої для сушіння овочів, фруктів, ягід, що містить рупорний перехід, основний хвилевід, виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда, з'єднаний з вхідним та вихідним прямокутними хвилеводами, крізь які протягнута конвеєрна стрічка, камеру піддування гарячим повітрям, камеру 5 витягання водяної пари, згідно винаходу, розмір вертикальних стінок основного хвилеводу є рівним розміру широкої стінки прямокутного хвилеводу, який забезпечує збудження хвилі тільки типу Н10 на робочій частоті, а розмір горизонтальних стінок є в декілька разів більше (не більше 10) розміру вузької стінки прямокутного хвилеводу з хвилею типу Н10, торці основного хвилеводу закриті фланцями з встановленими в них вхідним та вихідним прямокутними хвилеводами, позамежними для хвилі типу Н10 в основному хвилеводі на робочій частоті, рупорні переходи Е-типу встановлені у прямокутні отвори в вертикальних стінках основного хвилеводу з розмірами розкриву рупорного переходу, розмір вертикальної стінки якого рівний розміру вертикальної стінки основного хвилеводу, причому рупорні переходи встановлені попарно на протилежних вертикальних стінках основного хвилеводу так, щоб поздовжня вісь рупорного переходу була паралельна горизонтальним стінкам основного хвилеводу та нахилена під гострим кутом до його поздовжній осі, сітчаста конвеєрна стрічка з матеріалу з малими діелектричними утратами знаходиться всередині основного хвилеводу паралельно його поздовжній осі, камеру піддування гарячим повітрям виконують у вигляді паралелепіпеда з радіопрозорого матеріалу з системою отворів в верхній стінці та розташовують всередині основного хвилеводу так, що конвеєрна стрічка ковзає по верхній стінці камери піддування, повітря в камеру піддування подають по патрубку позамежного перетину для хвилі типу Н10 через торцевий фланець основного хвилеводу, крім того додатково вводять теплообмінник для передачі частини залишкової теплової енергії водяної пари з камери витягання повітря, яке надходить в камеру піддування. На фіг. 1 приведено аксонометричне зображення пристрою, який пропонується. Пристрій для сушіння овочів, фруктів, ягід містить основний хвилевід 1, виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда, вхідний 2 та вихідний 3 прямокутні хвилеводи, крізь які протягнута конвеєрна стрічка 4 з продуктом (на фігурі не показаний), рупорні переходи 5, через які в основний хвилевід 1 вводять НВЧ енергію, камеру піддування гарячим повітрям 6, розташовану всередині основного хвилеводу 1 під конвеєрною стрічкою 4, камеру витягання водяної пари 7, теплообмінник (на фігурі не показаний). 95542 6 Принцип дії пристрою наступний. В основний хвилевід 1 прямокутного перетину, торці якого закриті фланцями, крізь встановлені в них вхідний 2 та вихідний 3 прямокутні хвилеводи, позамежні для хвилі типу Н10, яку збуджують в основному хвилеводі 1 (силові лінії електричного поля паралельні горизонтальним стінкам основного хвилеводу 1, інтенсивність розподілена за синусоїдальним законом) подають сітчасту конвеєрну стрічку 4 з продуктом, яка рухається паралельно поздовжній осі основного хвилеводу 1. Електромагнітне поле в основному хвилеводі 1 збуджують генераторами (на фігурі не показані) через рупорні переходи 5, які встановлюють попарно на протилежних вертикальних стінках основного хвилеводу 1 поблизу його - середини. Таке взаємне розташування конвеєрної стрічки 4 та рупорних переходів 5 дозволяє вибрати довжину основного хвилеводу 1, а, отже, довжину зони взаємодії електромагнітного поля з продуктом такою, щоб забезпечити повне поглинання електромагнітної енергії, яку вводять в основний хвилевод 1 через рупорні переходи 5. З'єднання рупорного переходу 5 з основним хвилеводом 1 таке, що їх осі перехрещуються під гострим кутом, дозволяє збільшити зону взаємодії електромагнітної хвилі з продуктом уздовж конвеєрної стрічки4, а опромінювання продукту НВЧ енергією через рупорні переходи 5 з двох сторін конвеєрної стрічки 4 дозволяє отримати рівномірний нагрів шару продукту в поперечному перетині. Ефективне використання теплової енергії гарячого повітря для сушіння продукту у пропонованому пристрої полягає в продувці сітчастої конвеєрної стрічки 4 з продуктом крізь отвори в верхній стінці камери піддування 6. Сітчаста структура конвеєрної стрічки 4 для цього є принциповою. Проходження гарячого повітря під тиском крізь продукт приводить його в стан псевдозрідженого шару, коли теплова енергія повітря повніше передається структурі продукту і краще видаляється волога у вигляді пари. Пароповітряну суміш виводять із зони сушіння через камеру витягання. Для більш повного використання теплової енергії нагрітого повітря пароповітряну суміш з камери витягання подають у теплообмінник (рекуператор, на фігурі не показаний), в якому частина залишкової теплової енергії нагрітої пароповітряної суміші передається повітрю, яке далі нагрівають до необхідної температури перед подачею в камеру піддування. 7 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 95542 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601