Разработка СВЧ-установки для пастеризации отбракованного молока

Разнообразие соматических клеток и патогенных микробов в отбракованном молоке приводит к понижению его биозначения. Пастеризация отбракованного молока классическими методами не освободит его от этих проблем. В следствие этого целью данной работы считается создание сверхвысокочастотной СВЧ установки для перекачивания отбракованного молока сквозь резонаторы с высокой напряженностью электронного поля и кожухотрубчатые теплообменники, обеспечивающие в процессе неоднократного нагрева и замораживания совершенствование микробиологических характеристик.

Материалы и способы: обоснование электродинамических характеристик СВЧ-установки проведены по программе трехмерного компьютерного моделирования электронного поля СВЧ. В качестве дозирующей и перекачивающей техники использовали насос дозирующий.

Конструктивные особенности СВЧ системы для пастеризации

Микроволновый СВЧ аппарат для пастеризации отбракованного молока имеет поочередно объединенные секции, любая из которых представлена как поочередно пристыкованная с поддержкой фланца цилиндрического резонатора и цилиндрического кожухотрубчатого теплообменника с патрубками входа и выхода воды. Внутри резонатора соосно установлен цилиндрический фторопластовый распределитель. Поперечник канала распределителя и поперечник трубки теплообменника равны и меньше, чем четверть длины волны. Магнетроны поставлены с боковой стороны резонаторов.

Микроволновая разработка обеззараживания отбракованного молока выполнена в аппарате с современным конструкционным исполнением рабочей камеры, обеспечивающей перекачивание молочного сырья сквозь несколько резонаторов для возбуждения электронного СВЧ поля высокой напряженности, состыкованных с кожухотрубчатым охладителем.

Поперечник цилиндрических каналов глубины проникновения ЭМП СВЧ в отбракованное молоко. СВЧ-установка гарантирует сбережение ведущих характеристик пастеризованного отбракованного молока; угнетение жизнедеятельности болезнетворных микробов за счет неоднократного влияния ЭМП СВЧ высокой напряженности и молекулярного трения в процессе перекачивания с поддержкой насоса сквозь резонаторы.

Режимы нагрева и охлаждения при СВЧ пастеризации

Действенные режимы нагрева и замораживания обеспечивают производительность установки до 300 л /ч, при потребляемой мощности 4,35 кВт. Высокая интенсивность электронного СВЧ поля, динамика нагрева, кожухотрубчатые теплообменники, нагрев-охлаждение, обработка отбракованного молока, регрессионные модели, сверхвысокочастотная аппаратура, повторяющееся влияние, цилиндрические перфорированные резонаторы.

В свежем молоке находится 260–500 тыс. колониеобразующих единиц в мл. В случае если же корова больна маститом, то их численность растет до 10 млн. Отбракованное молоко подвергают высокотемпературной пастеризации классическим методикой. Итоги изучения множества научных работников свидетельствуют, что использование пастеризованного отбракованного молока для выпаивания бычков выгодно, в случае если размер при поголовье дойных скотин превышает 1 200 голов.

В фермерских хозяйствах эксплуатационные издержки на обеспечение пастеризации достаточно высокие, всецело снизить КМАФАнМ в сырье, не получается. Способствует микроволновая разработка пастеризации меланжа и молока. Методы пастеризации, реализуемые в техническом средстве, позволяют освободиться от патогенов при обеспечении напряженности 8–14 кВ/см. Популярен способ поочередного облучения ультрафиолетом и лучами инфракрасного диапазона, позволяющий беспрерывно дезинфицировать поток молока. Дефектом предоставленного способа считается относительно маленький срок эксплуатации ламп. Делая упор на выводы научных изучений конструкторов, нами принимается решение для увеличения калорийного значения отбракованного молока при помощи понижения числа вредоносных микроорганизмов методом многократного воздействия ЭМП СВЧ и охлаждения.

Особенности борьбы с вредоносной бактериальной микрофлорой молока

Изучение электрофизических методик борьбы с вредоносной бактериальной микрофлорой молока дало возможность обнаружить аспекты проектирования установок СВЧ с маломощными магнетронами, позволяющими воплотить в жизнь постоянный режим работы.

Длина волны ЭМП СВЧ подобрана в соответствии с системой и объемами резонатора. Проведено согласование характеристик, объем, с созданием критичной напряженности. Рассчитана радиогерметичность установки. Электродинамические характеристики резонатора были проведены в программе моделирования ЭМП СВЧ.

В проектируемой установке СВЧ источниками электромагнитных излучений на частоте 2 450 МГц являются маломощные магнетроны с воздушным охлаждением. Потребляемая мощность магнетрона ‒ 0,7…0,8 кВт. Для дозирования и перекачивания использовали насос.

Продолжительность действия ЭМП СВЧ изучали, варьируя мощность насоса. Качество молока инспектировали при поддержке ультразвукового изучения. Работа свелась к раз-работке системы СВЧ аппарата для термический обработки и перекачивания сырья сквозь некоторое количество колебательных систем, где возбуждается ЭМП СВЧ необходимой напряженности, состыкованных с кожухотрубным охладителем.

Разработка СВЧ-установки с резонатором для угнетения жизнедеятельности вегетативных форм микробов в отбракованном молоке

Целью данной работы считается создание рабочей камеры СВЧ-установки для перекачивания отбракованного молока сквозь резонаторы с высочайшей напряженностью электронного поля и кожухотрубчатые теплообменники, обеспечивающие в процессе неоднократного нагрева и замораживания совершенствование микробиологических характеристик. Аппарат имеет насос, шаровидный кран, фланцы, переходник расширительный, цилиндрический резонатор, цилиндрический фторопластовый распределитель, цилиндрический кожухотрубчатый теплообменник, патрубок входа воды, патрубок выхода воды, сужающий переходник, расходомер, магнетрон.

Микроволновая СВЧ система имеет в горизонтальной плоскости некоторое количество поочередно объединенных секций. Любая секция представлена как поочередно пристыкованная с поддержкой фланца цилиндрического резонатора и цилиндрического кожухотрубчатого теплообменника с патрубками входа  и выхода воды. Изнутри цилиндрического резонатора соосно установлен цилиндрический фторопластовый распределитель так, что его цилиндрические каналы состыкованы с трубками цилиндрического теплообменника. Теплообменник работает с цилиндрическим резонатором, т. е. цилиндрический резонатор будет с перфорированными секциями.

Поперечник канала фторопластового распределителя и диаметр трубки теплообменника равны и меньше, чем четверть длины волны. Это обеспечит радиогерметичность установки. Насос с шаровым краном установлен впереди расширительного переходника, а сужающий переходник с расходомером присоединен к последней секции установки. Магнетроны поставлены с боковой стороны цилиндрического резонатора.

Технологический процесс стерилизации в СВЧ установках

Технологический процесс происходит следующим образом. Подключить насос для перекачивания из резервуара, где хранится охлажденное отбракованное молоко. Сквозь шаровидный кран, обеспечивающий дозированную подачу молока, и расширительный переходник сырье попадает в каналы цилиндрического фторопластового распределителя. Впоследствии подключения СВЧ-генератора, электронный блок находится в особом шкафу управления, излучатель от магнетрона возбуждает ЭМП СВЧ в цилиндрическом резонаторе. Молоко, распределенное по каналам фторопластового распределителя, греется размеренно, поперечник цилиндрических каналов не превышает 2 глубины проникновения ЭМП СВЧ в отбракованное на предприятии сырье.

Методом понижения объемов колебательной системы обеспечивается необходимая интенсивность СВЧ для губительного влияния на патогенные микроорганизмы. Пробой в сырье исключен за счет применения изоляции фторопластовым распределителем. В случае если интенсивность СВЧ достигает 150–300 В/см, то издержки энергии по причине теплопередачи значительно более, чем поглощенная энергия ЭМП СВЧ, и эффект пастеризации не достигается. Для необходимого эффекта необходимо сделать интенсивность СВЧ сантиметрового спектра, равную 2–14 кВ/см.

Впоследствии нагрева молоко подлежит остыванию в теплообменнике кожухотрубного типа. Далее цикл «нагрев-охлаждение» бракованного молока повторяется многократно при перекачивании сквозь дальнейшие секции. Протекая сквозь сужающий переходник, и расходомер, продукт направляется в танк-охладитель. Способ оценки воздействия температуры нагрева на уровень понижения КМАФАнМ в сырье позволяет сравнить производительность и рабочий размер для загрузки сырья со скоростью нагрева, а еще плотностью, тангенсом угла диэлектрических утрат, теплоемкостью и диэлектрической проницаемостью.

Особенности регулирования режимов пастеризации в СВЧ аппаратах

Предлагаемый резонатор цилиндрической формы содержит перфорацию. Поперечник равен цельному количеству полуволн, что обеспечивает нагрев струи отбракованного молока. Каналы в фторопластовом распределителе имеют поперечник десятикратно меньший длины волны. С ростом протяженности каналов в фторопластовом распределителе и кожухотрубчатом теплообменнике, что легче отрегулировать длительность воздействия ЭМП СВЧ изменением производительности перекачивающего насоса.

Электрическая система управления разрешает контролировать характеристики технологии, а еще управлять нагревом и охлаждением с соблюдением скважности. Фторопластовый распределитель ликвидирует осаждение накипи при  использованию в пищевом перерабатывающем производстве.

Режимы пастеризации молока отражаются на мониторе, расположенном на панели управления. Интегрированная термическая оборона ликвидирует перегрев. Вероятно регулирование характеристик установки с пульта дистанционного управления.

В случае если удельная мощность генератора составляет 8 Вт/г, то температура нагрева отбракованного молока растет до 85 °С за полторы минуты. При расчетах учитываются надлежащие характеристики, действующие на процесс. Удельная мощность генераторов, длительность обработки, скважность процесса. Интервалы параметров определяли исходя из конструкционно-технологических параметров СВЧ-установки. При потребляемой мощности 4,35 кВт возможно добиться совершенствования микробиологических показателей до нормативных данных, в случае если температура нагрева не ниже 85‒90 ºС, производительность составит 300 кг/ч, а скважность 0,5 %.

Экономический эффект внедрения СВЧ систем

Подготовительные расчеты демонстрируют, собственно что годовой финансовый эффект от использования СВЧ- установки для обеззараживания отбракованного молока в фермерских хозяйствах составит 80–100 тыс. руб. Выработаны предложения по совершенствованию микроволновой технологии термической обработки и обеззараживания отбракованного молока и технических средств, специализированных для реализации в фермерских хозяйствах.

Для предотвращения непреднамеренного излучения СВЧ-энергии при постоянном ре- жиме работы установки обеспечивается экологическое функционирование. СВЧ установка микроволнового обеззараживания отбракованного молока применяется в аппарате, реализующей транспортировку сырья через резонаторы малого размера для возбуждения СВЧ высокой напряженности, состыкованных с кожухотрубчатым охладителем.

Технологический процесс исполняется со скважностью менее, чем 0,5. Для равномерного нагрева поперечник цилиндрических каналов не превышает 2 глубины ЭМП СВЧ в отбракованное молоко. Эксперимент показывает, что предлагаемая технология СВЧ для пастеризации отбракованного молока, гарантирует:

• сбережение ведущих характеристик пастеризованного отбракованного молока;
• достижение КМАФАнМ до величины 500 тыс. КОЕ/мл., за счет многократного цикличе-ского влияния ЭМП СВЧ напряженностью выше 2 кВ/см и молекулярного трения при транспортировке сырья насосом сквозь резонаторы;
• наращивание срока хранения продукта на 24 часа, при температуре 6 °С;
• понижение эксплуатационных расходов на пастеризацию отбракованного молока по сопоставлению с классическим методикой с внедрением пастеризационно-охладительной установки.

Производительность установки до 300 кг /ч обеспечивается режимом пастеризации за счет достаточного эффекта от нагрева и замораживания, при этом потребляемая мощность установки ‒ 4,35 кВт.

Совершенствование микроволновых СВЧ электротехнологий перспективно для обработки сырьевых материалов и продукции сельского хозяйства в радиогерметичных установках, обеспечивающих постоянный режим обработки в условиях фермерских хозяйств.

Наши контакты

Раб. тел/факс: (812) 493-20-71
Электронная почта: info@vritm.ru
Открыть контакты и реквизиты компании