Свч-сушилка сухарного хлеба

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 718775 А Ы 2 1/025, 3/26, Н 05 зрю А ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Институт прикладной физики АН МССР(57) Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использованопри производстве сухарей из хлебопродуктов. Целью изобретения является .повышение производительности за счет неравномерного нагрева продукта и формирования в нем градиента давления. Устройство состоит иэ СВЧ-генератора 1, передающей линии-волновода 2, апликатора-волновода 3, содержащего участок 4 с прямоугольным волноводом постоянного сечения и конечный участок с двумя симметрично расходящимися короткозамкнутыми частями 5 с убывающими сечениями. Продукт 9 по транспортеру 8 поступает в аппликатор 3. Поступающая сквозь щель 7 СВЧ-энергия на участке 4 разогревает продукт до 100 С и выше, после чего в расходящихся частях 5 конечного участка аппликатора 3 происходит выдавливание влаги из центральной части продукта на его периферию, 6 ил.5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве сухарей из хлебопродуктов.Известны сушилки сухарного хлеба при радиационно-конвективном способе энергоподвода.Обезвоживание хлебопродуктов в таких сушилках является длительным процессом, требующим больших энергозатрат.Известно также удаление части влаги из материала при электроконтактном энерго- подводе, Устройство представляет собой два плоских электрода, между которыми находится тесто. При пропускании тока промышленной частоты происходит выделение тепла во всем обьеме продукта, В процессе выпечки происходит удаление части влаги . до влажности не ниже 45, дальнейшее удаление невозможно из-за резкого роста электрического сопротивления хлебопродукта;В хлебе остается значительное количество свободной влаги (около 25), которую в дальнейшем удаляют в традиционных су шилках, что значительное удлиняет процесс сушки.Известна также СВЧ-сушилка в поле бегущей волны, содержащей СВЧ-генератор, аппликатор в виде регулярного прямоугольного полновода со щелью в широкой стенке.Однако влага из материала удаляется в основном за счет фазового перехода "жидкость-пар", Вместе с тем выпаривание всей свободной влаги из продукта с высоким влагосодержанием экономически не выгодно из-за отсутствия совершенных генераторов,Цель изобретения - повышение производительности за счет неравномерного нагрева продукта и формирования в нем градиента давления.Поставленная цель достигается тем, что аппликатор состоит из двух сопряженных участков, конечный из которых состоит из двух симметрично расходящихся частей с убывающими сечениями, разделенных пассивной зоной, отношение длины участка с постоянным сечением к длине частей с переменными сечениями равно 0,25-0,4, угол между участками переменного сечения равен 10 -10 град.Выполнение аппликатора в виде волновой линии, состоящей из участка с постоянным сечением, переходящего в две сопряженные симметрично расходящиеся части с убывающими сечениями,. разделенные пассивной зоной, позволяет осуществить неравномерный прогрев образца, при котором первоначально прогреваются центральные слои материала, а затем его периферийные участки. Такой неравномерный нагрев позволяет формировать в образце градиент давления, под действием которого выдавливается часть свободной влаги беэ фазового перехода, что существенно повышает эффективность использования СВЧ- энергии. Время удаления свободной влаги иэ центральной части продукта составляет 20-30 от общей продолжительности обезвоживания материала, следовательно, длина участка волновода с постоянным сечением должна составлять 25-40 от длины конечного участка с сечениями убывающими,Перемещение активной зоны на конечном участке аппликатора-волновода обеспечивается за счет симметрично расходящихся под углом конечных частей аппликатора. Величина этого угла зависит от времени удаления связанной влаги и определяется соотношением р = згсТя, где1 - наибольший размер обрабатываемогопродукта, 1 2 - длина симметрично расходящихся короткозамкнутцх частей волноводааппликатора, Размеры сушилки заданной производительности Ь определяются временем подвода энергии к данному продукту,Величина подводимой энергии должна бытьдостаточной для достижения среднего влагосодержания продукта 257 ь, Мощность СВЧ-генератора можно опеделить из уравнения баланса энергии0 = С (1 кн)бпр + К " 2 Фlбп ргде С - удельная теплоемкость продукта, Дж/кг К;ск, 1 н - конечная и начальная температуры продукта, С;К - коэффициент, учитывающий долю влаги, удаляемую без фазового перехода;2- скрытая теплота фазового перехода; Ю - влажность продукта, кг/кг;Опр - производительность сушилки, кг/с.Сравнена предлагаемого устройства с известным показывает, что оно отличается выполнением аппликатора в виде волновода с двумя сопряженными участками, конечный из которых состоит из двух расходящихся частей с убывающими сечениями, разделенными пассивной зоной,Сравнение заявляемого решения с прототипом и с другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить признаки, отличающие заявляемоедальнейшем поодвижении хлебопродукта 40 на конечный участок 5, где область вэаимодействия смещается от центра к периферии. за счет двух симметрично расходящихся частей 5 с убывающими переменными сечениями, происходит удаление свободной и 45 части связанной влаги из периферийных участков. Уменьшение размеров узкой стенки позволяет компенсировать убыль мощности СВЧ-поля за счет уменьшения обьема устройство от прототипа, что соответствует критерию "существенные отличия".На фиг.1 показана конструкция СВЧ-сушилки в поле бегущей волны; на фиг.2 - тоже, вид сбоку; на фиг.3 - разрез А-А на фиг,2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг,5 и 6- схемы распределения напряженности СВЧ-поля на участке аа и бб соответственно.СВЧ-сушилка состоит иэ СВЧ-генератора 1, передающей линии-волновода 2, аппликатора-волновода 3, содержащего участок 4 с прямоугольным волноводом постоянного сечения и конечный участок сдвумя симметрично расходящимися короткозамкнутыми частями 5 с убывающими сечениями, разделенными пассивной зоной 6, щель 7 в широкой стенке аппликатора 3, транспортера 8, на котором находитсяобрабатываемый продукт 9 и защита 10.етС ВЧ-излучения.СВЧ-сушилка работает следующим образом.Свежеиспеченный хлеб (влажностью45-60) 9 по транспортеру 8 поступает ваппликатор 3 со стороны участка 4 постоям- ного сечения, сверхвысокочастотное поле, генерируемое источником 1, распространяется по волноводу 2 в аппликатор 3 на участок 4, где происходит взаимодействие хлебопродукта с СВЧ-полем, ра меры активной зоны не превышают 25 от характерного размера обрабатываемого продукта, в результате чего в центральнОЙ области происходит разогрев продукта до температуры свыше 100 С и формируется . градиент общего давления, под действием которого часть влаги выдавливается иэ хлебопродукта без фазового перехода. При 102030 35 активной зоны в продукте, Скорость транспортера подбирается такой, что время обработки хлебопродукта не превышает 3 мин, причем отношение времени обработки на участке 4 постоянного сечения к общей продолжительности сушки сухарного хлеба составляет 0,2-0,32, а отношение длины участка 4 с постоянным сечением к длине частей 5 убывающего сечения равно 0,25- 0,4. Для предотвращения механического разрушения продукта возможно применение упругого каркаса.П р и м е р, Свежеиспеченный хлеб 9 влажностью 45-60;( при температуре не ниже 80 С поступает на транспортер 8 со скоростью 4 м в 1 мин в аппликатор 3 размером 12 м со стороны участка 4 постоянного сечения размером 4 м, где взаимодействует с СВЧ-полем, генерируемым источником 1. Размеры участка 4 волновода равны 90 х 45 мм . В результате в центральной области происходит разогрев продукта до температуры свыше 100 С в области максимальной напряженности СВЧ-поля (фиг.5), при этом происходит выдавливание части влаги из центральных областей к периферии.за счет избыточного давления без фазового перехода, при дальнейшем продвижении хлебопродукта на участок 5 длиной 8 м (фиг,4) область взаимодействия смещается от центра к периферии за счет симметрично расходящихся частей србывающим сечением от 90 х 22 до 90 х 10 мм . Распределение поля показано на фиг,6, в этом случае происходит удаление свободной и части связанной влаги,Формула изобретения СВЧ-сушилка сухарного хлеба, содержащая СВЧ-генератор, передающую линию, волновод-аппликатор с щелью, транспортер, защиту от СВЧ-излучения, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности за счет неравномерного нагрева продукта и формирования в нем градиента давления, волновод-аппликатор имеет два сопряженных участка, конечный из которых состоит из двух симметрично расходящихся частей с убывающими сечениями.1718775 Составитель В.ЧельцоТехред М.Моргентал рректор Т.Ма Редакт роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,Заказ 709 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5