Физ-е основы нагрева ПП переменным СВЧ полем

В общем смысле диэл-й нагрев вызывает перемещение заряженных частиц под воздействием временного ЭМ поля. Перемещение частиц сопровождается затратой работы, которая превращается в теплоту.

Диэл-й нагрев возможен в диэл-х веществах, пищевых продуктах и кулинарных изделиях.

При нагреве полупроводников в СВЧ поле

Р₀ = 0,556•10^-12Е’tgγfE,

Р₀ – мощность, выделяемая единицей объёма диэлектрика (удельная мощность Вт/м³)

Е’ – относительная диэлектрическая проницаемость

tgγ – тангенс угла диэл-х потерь (поглощение)

f – частота, Гц

Е – напряж. поля, В/см

Под глубиной проникновения электрического поля в диэлектрик принято принимать расстояние от пов-ти продукта, на которое мощность СВЧ поля понизилась в 2 р.

∆ = 9,55•10⁹/ftgγ√Е’

∆ - глубина прникновения электрополя, в метрах

№30

Электроконтактный нагрев.

Сущность электроконтактного нагрева состоит в том, что электрический ток, проходя через продукт, обладающий сопротивлением, вызывает его нагрев.

Электроконтактный нагрев обладает специфической особенностью. Быстрое возрастание температуры по всему объёму изделия позволяет создать новый промежуточный процесс – электрокоагуляцию – кратковременный нагрев (15-60 с) продукта в диэлектрической форме до температуры 50-70°С. При электроконтактном нагреве колбасного фарша при изготовлении колбас полученные изделия обладают упругой консистенцией и хорошо сохраняют форму при дальнейшей обработке.

Серьёзную проблему при использовании электроконтактного нагрева для обработки того или иного продукта представляет выбор частоты тока с целью предотвращения накапливания в нём продуктов электролиза.

Сегодня предлагается целая гамма разнообразных аппаратов с использованием электроконтактного нагрева для размораживания пищевых продуктов, для производства колбасных изделий, для сушки различных выжимок, для варки мясопродуктов и др.

СХЕМА ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАЗМОРАЖИВАНИЯ РЫБЫ

Ванна из диэлектрического материала;

Плоские электроды;

Блоки рыбы;

4 - транспортёр

Устройство представляет собой U-образный туннель-ванну из диэлектрического материала, внутри которого со стороны входа установлены плоские электроды. Блоки рыбы проходят через туннель транспортёром, оборудованным толкателем. Процесс размораживания блока рыбы (10 кг) продолжается около 25-30м мин.

Удельный расход энергии составляет 120-190 кВт·ч/т.

Работает аппарат на частоте 50 Гц.

СХЕМА АВТОМАТА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОИЗВОДСТВА КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ БЕЗ ОБОЛОЧЕК С ЗАВЕРШАЮЩЕЙ СТАДИЕЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЫМОВЫМИ ГАЗАМИ

1 – бункер; 2 – вакуумирующее устройство; 3 – охлаждающий сосуд; 4 – вакуум-шприц; 5 – трубопровод; 6 – ротор; 7 – державка цепного транспортёра; 8 – цепной транспортёр; 9 – разбрызгивающее устройство; 10 – раструбы для обдува горячим воздухом и дымом; 11 – омывающее устройство; 12 – участок охлаждения; 13 – ленточные транспортёры; 14 – участок упаковки

Мясной фарш из бункера поступает в устройство, создающее разрежение, а затем в сосуд, охлаждаемый жидкой углекислотой. С помощью вакуум-шприца фарш нагнетается в цилиндрические формы, размещённые на роторе. В формах в виде поршней смонтированы электроды, к которым во время варки изделий подключается переменный ток. Готовые изделия укладываются в державки цепного транспортёра, где их наружный слой омывается водой. Через раструбы изделия обдуваются горячим воздухом и дымом, а затем омываются горячей водой, охлаждаются и подаются на упаковку.

№31

Ионизация.

Состав воздуха в атмосфере: азот – 78,2%, кислород – 21,3%, СО. СО₂, NO, NO₂ – остальное.

кислород электроотрицателен.

е = 1,6*10^-19 Кл

F=1/4πεε₀*ρρ/r²

10-50 кВ

гвн

кислород проходя в пространстве создаёт отрицательную ионизацию, вследствие того, что он электроотрицательный, на иголочках (коронирующих электродах) образуются электронные облака и происходит свечение. воздух становится ионизированным.

∆φ=√Ε ³e, кДж

Е – напряженность, е-заряд электрона

№33

Сублимационная сушка.

Вакуумная сублимационная сушка

Одним из наиболее прогрессивных методов консервирования скоропортящихся продуктов является метод сублимационного о безвоживания их в вакууме. Сублимационная вакуумная сушка соединяет достоинства двух технологий: замораживания и удаления влаги.

Поскольку удаление основной массы влаги из объектов сушки осуществляется при отрицательных (-20-30 градусов) температурах, а досушивание также при щадящем, не выше +40 градусов,режиме, то достигается высокая степень сохранности всех полезных начал исходного сырья.

Наибольшее применение сушка сублимацией получила в технологиях производства лекарственных препаратов, заквасок, ферментов, экстрактов лекарственных трав и других достаточно дорогостоящих объектов, когда требуется обеспечить сохранность в сухом объекте всех полезных начал сырья в течение длительного времени. Низкая, порядка 2-5%, конечная влажность сублимационных материалов создает предпосылки для их длительного хранения в условиях нерегулируемых температур.

К достоинствам сублимированных продуктов относят:

-длительные сроки хранения (несколько лет);

-малая масса;

-сохранятеся размер, форма, цвет.

Консервирование сублимационной сушкой является прогрессивной технологией, в ряде случаев не имеющей альтернативы. Несколько десятков установок (отечественных) используются в сфере производства сублимированных пищевых продуктов

№34