ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Проведенный анализ методов и технических средств, применяемых в жироперерабатывающей отрасли мясной промышленности нашей страны для вытопки жира показал, что наиболее распространенными методами являются: конвективно-кондук­тивный нагрев (открытий колет ОПК-1,25, котел КВЖ-300, автоклав К7-ФА2-Ж, горизонтальный вакуумный котел КВМ-4,6А и др.), индукционный нагрев, воздействие ультразвуком, прессование, гидролиз и т.д. Все вышеперечисленные методы и оборудование имеют ряд существенных недостатков, основными из которых являются: большие энергозатраты, низкий термический КПД, сложность конструкции и регулирования процесса работы, большие потери сырья, сниженные органолептические показатели (вкус, цвет, запах и др.) и т.д.

В настоящее время наиболее перспективным методом, позволяющим устранить данные недостатки является обработка сырья в электромагнитном поле высокой частоты.

Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников обладает следующими специфическими особенностями:

1) обеспечивает одновременное и равномерное повышение температуры по всему сечению однородного материала;

2) при неоднородном составе материала температура отдельных компонентов изменяется пропорционально их электрофизическим параметрам, т.е. материал нагревается избирательно (селективно);

3) теплопроводность и размер материала не влияют на скорость нагрева;

4) возможно сравнительно быстро и просто осуществлять в широких пределах регулирование и контроль за режимом нагрева, а также полную автоматизацию процесса;

5) безинерционность нагрева позволяет более точно проводить дозировку нагрева, сократить энергетические затраты и повысить общий термический КПД процесса;

6) возможность организации поточного метода с максимальным использованием автоматики.

В связи с этим предлагается диэлектрическая установка, предназначенная для вытопки жира, перетопления масла, нагрева вязких пищевых продуктов и т.д. Она состоит из стандартного высокочастотного генератора и разработанного функционального модуля.

Функциональный модуль (см. рис.) состоит из загрузочного устройства 1, рабочей камеры 2, накопителя готовой продукции 3 и выгрузного устройства 4. Кроме того имеются дополнительные механизмы: очиститель 5 с приводом, устройство 6 для изменения межэлектродного расстояния, аппаратура контроля и регулирования технологического процесса. Рабочая камера выполнена в виде цилиндра, изготовленного из немагнитного материала (латуни, меди, алюминия и т.д.). Верхним основание камеры является высокопотенциальный электрод 7, выполненный в виде алюминиевого диска. Напряжение к нему подводится от стандартного высокочастотного генератора с помощью шины 8. Днищем камеры служит низкопотенциальный электрод 9. Высокопотенциальный электрод закреплен во фторопластовом изоляторе 10, который предотвращает пробой на корпус аппарата. Все остальные элементы функционального модуля (крышка 11, накопитель, патрубок и т.д.) также изготовлены из немагнитного материала для снижения радиопомех. Низкопотенциальный электрод выполнен в виде коаксиально расположенных колец 12, скрепленных между собой от центра к краю планками, установленными под углом 120 градусов друг к другу. Сечение колец трапецевидной формы. Кольца вставлены друг в друга таким образом, чтобы стороны трапеций образовывали щель, расположенную под некоторым углом к горизонтали. Такая конструкция низкопотенциального электрода улучшает процесс стекания жира через него. Под электродом для очистки зазоров между кольцами установлен очиститель 5. Он выполнен в виде крестовины 13 со щетками 14. Расстояние между кольцами и щетками очищающего механизма регулируется путем замены ограничительной втулки 15. Низкопотенциальный электрод и очиститель устанавливаются на составной шлицевой вал 16. Электрод закреплен с помощью подшипникового узла 17, а очищающий механизм установлен на валу неподвижно. Для предотвращения проворачивания в процессе работы низкопотенциального электрода на внутренней поверхности рабочей камеры имеются вертикальные направляющие 18. Электрод перемещается по этим направляющим, а вращающиеся под ним щетки очищают зазоры между кольцами. Конструкция шлицевого вала выполнена таким образом, что он имеет возможность удлинения при перемещениях днища рабочей камеры в вертикальной плоскости. Межэлектродное расстояние регулируется механизмом подъема низкопотенциального электрода. Он представляет из себя реечную передачу 19, приводимую в движение от электродвигателя 20. Обработанный в рабочей камере продукт проходит через зазоры между кольцами низкопотенциального электрода и попадает в накопитель. С целью уменьшения теплообмена вытопленного продукта с окружающей средой наружная поверхность накопителя готовой продукции покрыта теплоизоляционным материалом 21. Верхняя часть накопителя коническая, а нижняя - цилиндрической формы. Шлицевой вал и механизм изменения межэлектродного расстояния установлены в цилиндрической части накопителя. Готовый продукт выводится из аппарата выгрузным устройством, состоящим из дозатора и патрубка.

Технологический процесс происходит следующим образом. Предварительно мелко измельченной сырье подается в загрузочный патрубок модуля, далее в пространство рабочей камеры. После этого подается напряжение на высокопотенциальный электрод, в результате чего между электродами создается высокочастотное электромагнитное поле, за счет которого происходит нагрев сырья. Разогретое сырье растапливается и переходит в состояние жидкости, которая просачивается сквозь зазоры между кольцами низкопотенциального электрода. Не вытопленные частицы застревают в зазоре и проталкиваются щетками очищающего механизма обратно в пространство рабочей камеры, где подвергаются дополнительному воздействию электромагнитного поля. Обработанный и прошедший через кольца продукт собирается в накопителе готовой продукции и выводится из него по мере накопления выгрузным устройством.

Доза воздействия регулируется изменением времени нахождения материала в пространстве рабочей камеры и напряжения на электродах. Напряженность электрического поля регулируется плавным изменением межэлектродного расстояния и бесступенчатым изменением напряжения на электродах рабочей камеры.

Функциональный модуль установки для вытопки жира