Аппаратурное оформление процесса ИК нагрева пп

Отличительной особенностью радиационного подвода теплоты является прямолинейное распространение излучения. Поэтому при размещении излучателей в аппарате необходимо учитывать форму изделия и особенности технологического процесса.Двустороннее облучение продуктов наиболее применимо для обработки тонкослойных материалов прямоугольной формы. Продукт, обладающий большой проницаемостью в инфракрасной области, как правило, размещается на горизонтальной конвейерной ленте, изготовленной из металла. Нагреваясь, лента, в свою очередь, передаёт теплоту продукту. Целесообразно облучать изделия со всех сторон, если это допускает его форма. Наиболее предпочтительно излучение, направленное по нормали к поверхности обрабатываемого изделия. Расположение излучателей снизу, особенно при обработке мясопродуктов, является нецелесообразным, так как выделяющиеся бульон и жир загрязняют излучатель и отражатели.

1 – транспортирующее устройство, 2 – продукт; 3 - излучатель

Классификация

Расположение излучателей с четырёх сторон продукта под углом 45 °С приводит к увеличению потерь энергии за счёт отражения от поверхности, однако при значительной шероховатости продукта в результате многократных отражений величина этих потерь несколько снижается. При конструировании аппаратов особое внимание уделяют созданию равномерного лучистого потока по всей поверхности продукта, так как в противном случае неизбежны местные перегревы и ожоги. В некоторых случаях целесообразно использовать импульсное облучение, при котором этап обработки продукта излучением чередуется с его «отлёжкой». Этот способ позволяет снизить максимальную температуру продукта, что является важным при обработке термолабильных материалов. В наиболее общем случае ИК-аппарат состоит из камеры, транспортирующего органа, ИК-излучателей, систем вентиляции, управления и автоматики. На рис приведены конструктивные решения наиболее распространенных схем ИК-аппаратов для обработки твердых и жидкообразных пищ. Продуктов.

Особенностью приведенных конструкций является наличие всех элементов , входящих в ИК-аппарат.

При обработке ИК-излучением жидких продуктов конструкции аппаратов более просты , тк процее транспортирования осущ-ся течением самлй жидкости. Наиболее простой аппарат с односторонним облучением представляет собой наклонный открытый ребристый лоток, по которому тонким слоем движется продукт.

Компоновочные схемы ИК-аппаратов для обработки жидких продуктов

1 – ИЗЛУЧАТЕЛЬ; 2 – ПРОДУКТ; 3 – ПОВЕРХНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

СХЕМА КОМБИНИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

№56

СВЧ-нагрев позволяет значительно интенсифицировать технологические процессы пищевых производств, связанные с нагревом продукции, а также разработать новые их виды, особенно комбинируя СВЧ-нагрев с традиционными способами энергоподвода, такими как варка, сушка, стерилизация, пастеризация, размораживание, сублимация и ряд других. СВЧ-нагрев позволяет реализовать безотходные и энергосберегающие технологии в пищевой промышленности, значительно увеличить выпуск готовой продукции без больших капитальных затрат на строительство предприятий, улучшить санитарно-гигиенические условия труда.

Однако, несмотря на преимущества СВЧ-нагрева, не следует отвергать традиционные методы; наоборот, рациональное их сочетание – наиболее плодотворный и конструктивный путь.

В процессе тепловой обработки пищевые продукты подвергаются глубоким изменениям, затрагивающим их диэлектрические свойства, что, в свою очередь, влияет на течение СВЧ-нагрева.

В настоящее время разработан целый ряд приборов для генерирования СВЧ-энергии, однако в промышленных масштабах наибольшее распространение получили магнетроны, которые наиболее полно удовлетворяют совокупности предъявляемых требований и при минимальных геометрических размерах обеспечивают мощность до десятков кВт. К настоящему времени разработаны магнетроны большой мощности, с значительным ресурсом и КПД, превышающим 75 %.

Принципиально СВЧ-аппарат состоит из следующих элементов: источника питания: преобразователя СВЧ-энергии; устройства для подачи СВЧ-энергии; устройства связи, передающего энергию к нагрузке (продукту); устройства, создающего равномерный характер распределения энергии при нагреве; собственно нагревательной камеры с транспортным устройством; системы СВЧ-ловушек и герметизирующих уплотнений, предотвращающих излучение в окружающую среду, а также системы управления с обратной связью между элементами.

Сушка является тем процессом, в котором преимущество СВЧ-энергии проявляется наиболее ярко. За последние годы предложены различные варианты сушильных установок в большинстве случаев предпочтение отдаётся установкам непрерывного действия.

Для сушильных установок непрерывного действия наиболее эффективным является нагрев в поле бегущей волны. Резонаторный способ наиболее подходит для аппаратов периодического действия. В сушилках, где используется нагрев в поле бегущей волны, изменение величины затухания прямо связано с температурой и массовой долей влаги продукта.

Сушка хрустящего картофеля в СВЧ-поле проходит на конечной стадии технологического процесса.

Сушилка мощностью 50 кВт состоит из двух параллельных туннелей из нержавеющей стали.

Микроволновый метод сушки основан на воздействии на обезвоживаемый продукт интенсивного электромагнитного поля сверхвысоких частот (СВЧ). Под действием СВЧ поля молекулы воды (диполи) начинают совершать колебательные и вращательные движения, ориентируясь с частотой поля по его электрическим линиям. Движение молекул - это и есть тепловая энергия. Чем больше воды в заданном объеме, чем больше молекул участвует в этом движении, тем больше тепловой энергии выделяется. Таким образом, разогрев происходит во всем объеме продукта, причем более влажные участки получают больше энергии. За счет этого происходит удаление влаги, сушка продукта, и, одновременно, - выравнивание влажности в объеме продукта. Причем при снижении влажности сырья процесс сушки продукта не замедляется, поскольку механизм теплопроводности не играет здесь ключевой роли. Микроволновая сушка рыбы, мяса, грибов, круп, овощей и фруктов характеризуется малым временем и относительно низкой температурой процесса, что применительно к пищевым продуктам обусловливает очень высокую сохраняемость полезных веществ и витаминов. Источником энергопотребления генераторов СВЧ энергии является только электроэнергия, что обеспечивает их исключительную экологическую чистоту. Следует отметить, что под воздействием интенсивного СВЧ поля происходит практически полное уничтожение микрофлоры (обеззараживание продукта), что многократно увеличивает срок хранения полученного сухопродукта и делает микроволновое оборудование еще более эффективным средством промышленного производства.

С помощью микроволнового оборудования действительно можно решать актуальные задачи многих производств - сушить рыбу, мясо, зерно, фрукты и овощи, лесоматериалы, кирпич и овечью шерсть, хлопок-сырец, лекарственные травы, повышать качество комбикормов, извлекать из растительного сырья соединения, альтернативные ядохимикатам (пестициды естественной природы). Микроволновая технология и созданное на ее основе микроволновое оборудование для сушки фруктов, оборудование для сушки овощей позволяет не только высушивать продукцию, но и получать пищевые красители, размораживать рыбу, мясо, овощи, ягоды и другие продукты питания, проводить бестемпературное консервирование и многое другое.

• Сушка рыбы, мяса, грибов, зерна, круп, овощей и фруктов микроволновым излучением отличается высокой скоростью и большой эффективностью.

• В настоящее время пищевые продукты, высушенные с помощью микроволновых технологий в микроволновом оборудовании, применяются в следующих пищевых производствах: производство пищевых концентратов для первых и вторых блюд, соусов и специй, производство продуктов быстрого приготовления, производство продуктов детского питания, производство продуктов диетического питания.

Микроволновая вакуумная установка Муссон-1 для сушки овощей и фруктов: Контейнеры с продуктом помещаются внутрь камер. Перемешивание продукта осуществляется вращением контейнеров. Микроволновая энергия подается от магнетронов, расположенных на торцах цилиндрических камер. Вакуум создается общим водокольцевым насосом. Для эффективной конденсации паров предусмотрены внешние охлаждающие «рубашки». В эти рубашки подается вода или антифриз. Сбор сконденсировавшегося дистиллята осуществляется в специальных емкостях. Охлаждение магнетронов обеспечивает внешний радиальный вентилятор. Нагретый после прохождения магнетронов воздух может подаваться в конвективную камеру, где продукт располагается на поддонах.

Управление – микропроцессорное с возможностью записи и коррекции введенных программ.

Продукты, высушенные на установке "Муссон«, приобретают более насыщенный цвет и аромат, по сравнению с исходным продуктом. Это связано с тем, что при сушке объём продукта уменьшается, но все компоненты, ответственные за вкус, цвет и аромат, практически полностью сохраняются.