RU2308827C1 - Method for treatment of arboreal green and apparatus for performing the same - Google Patents

Abstract

FIELD: forestry, in particular, stocking of arboreal green.

SUBSTANCE: method involves treating arboreal green in microwave field and separating arboreal green from branches, with arboreal green being preliminarily compressed to 300-400 kg/m³ and treatment procedure being performed in ultrahigh-frequency electromagnetic field having frequency of 2,450 MHz. Apparatus has sequentially arranged charging hopper with feeding mechanism, receptacle chamber with compacting mechanism, working chamber of dielectric material, said chamber being designed for rotation within microwave heating chamber, and separator with drive. Method and construction of apparatus allow green drying process to be substantially intensified.

EFFECT: intensified green drying process and increased biological value of resultant product.

3 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано при заготовке древесной зелени.The invention relates to forestry and can be used in the procurement of green wood.

Известен способ отделения хвои с использованием СВЧ-энергии, заключающийся в обработке ветвей в сверхвысокочастотном электромагнитном поле, рабочая частота которого составляет 2375 МГц. Отделение хвои осуществляется в результате воздействия струи сжатого воздуха со скоростью 15...17 м/с, направленной поперек побега [Торговников, Г.И. Свехвысокочастотный способ обработки древесной зелени [Текст]. / Г.И.Торговников, Т.В.Минакова // Лесной журнал. - 1983. - №2. - С.52-55].A known method of separating needles using microwave energy, which consists in processing the branches in a microwave electromagnetic field, the operating frequency of which is 2375 MHz. The needles are separated as a result of a stream of compressed air at a speed of 15 ... 17 m / s, directed across the shoot [Torgovnikov, G.I. Superhigh-frequency method of processing green wood [Text]. / G.I.Torgovnikov, T.V. Minakova // Forest Journal. - 1983. - No. 2. - S. 52-55].

Известно устройство для сверхвысокочастотной обработки древесной зелени (ДЗ), представляющее собой СВЧ-установку с максимальной мощностью 2,5 кВт, работающее на частоте 2375 МГц и включающее в себя волноводные камеры сечением 1,5×9, 4,5×9, 10,4×22 см [Торговников, Г.И. Свехвысокочастотный способ обработки древесной зелени [Текст]. / Г.И.Торговников, Т.В.Минакова // Лесной журнал. - 1983. - №2. - С.52-55].A device for microwave processing of green wood (DZ), which is a microwave installation with a maximum power of 2.5 kW, operating at a frequency of 2375 MHz and including waveguide cameras with a cross section of 1.5 × 9, 4.5 × 9, 10, 4 × 22 cm [Torgovnikov, G.I. Superhigh-frequency method of processing green wood [Text]. / G.I.Torgovnikov, T.V. Minakova // Forest Journal. - 1983. - No. 2. - S. 52-55].

Процесс отделения хвои под действием СВЧ-энергии осуществляется за счет обезвоживания древесной зелени. Обработка древесной зелени волнами СВЧ ведет к испарению влаги из обрабатываемого материала. Из-за разницы влажности основания хвоинки (в 4...6 раз меньше) и самой хвоинки основание прогревается и обезвоживается быстрее хвоинки. Интенсивная потеря влаги ведет к нарушению межклеточных связей, что резко ослабляет связь хвоинок со стеблем. Это позволяет отделить хвою от веток струей воздуха. В отличие от традиционных методов заготовки ДЗ данный способ позволяет получить чистую хвою, не содержащую древесных включений.The process of separation of needles under the influence of microwave energy is carried out by dehydration of woody greens. Processing green wood with microwave waves leads to the evaporation of moisture from the processed material. Due to the difference in humidity of the base of the needles (4 ... 6 times less) and the needles themselves, the base warms up and dehydrates faster than the needles. Intense moisture loss leads to disruption of the intercellular connections, which dramatically weakens the connection of the needles with the stem. This allows you to separate the needles from the branches with a stream of air. Unlike traditional methods of harvesting DZ, this method allows you to get clean needles that do not contain wood inclusions.

Недостатком данного способа является низкая производительность процесса сушки ДЗ, определяемая режимом обработки.The disadvantage of this method is the low productivity of the drying process DZ, determined by the processing mode.

Изобретение решает задачу интенсификации процесса сушки ДЗ и повышение биологической ценности получаемого продукта.The invention solves the problem of intensifying the drying process of DZ and increasing the biological value of the resulting product.

Это достигается тем, что в способе обработки ДЗ, включающем ее обработку в СВЧ-поле и отделение от ветвей, согласно изобретению ДЗ предварительно уплотняют до 300...400 кг/м³, а обработку ведут в сверхвысокочастотном электромагнитном поле с частотой 2450 МГц. Решение задачи достигается также тем, что устройство для обработки ДЗ, включающее камеру СВЧ-нагрева, согласно изобретению дополнительно содержит последовательно расположенные загрузочный бункер с подающим механизмом, приемную камеру с уплотняющим механизмом, рабочую камеру из диэлектрического материала, выполненную с возможностью вращения в камере СВЧ-нагрева, сепаратор с приводом.This is achieved by the fact that in the method of processing a DZ, including its processing in a microwave field and separation from the branches, according to the invention, the DZ are pre-compacted to 300 ... 400 kg / m ³ , and the treatment is carried out in a microwave electromagnetic field with a frequency of 2450 MHz. The solution is also achieved by the fact that the device for processing a remote sensing device, including a microwave heating chamber, according to the invention further comprises a sequentially located loading hopper with a feeding mechanism, a receiving chamber with a sealing mechanism, a working chamber made of dielectric material, rotatable in the microwave chamber heating separator with drive.

Обработка хвойных лапок в уплотненном состоянии путем помещения их в цилиндрический объем с малыми диэлектрическими потерями позволяет сосредоточить основной объем обрабатываемого материала в зоне максимальной эффективности действия СВЧ поля. Уплотнение ДЗ перед обработкой позволяет ускорить процесс нарушения связи хвоинок со стеблем за счет возникающих деформационных напряжений как в самой хвое, так и в местах крепления ее к стеблю. Уплотнение ДЗ позволяет предотвратить перегрев хвои и сохранить наиболее ценные биологически активные вещества. СВЧ нагрев в указанном режиме (при рабочей частоте электромагнитных волн 2450 МГц) ведет к многократному увеличению поглощения СВЧ излучения древесной зеленью и, как следствие, снижению времени обработки в СВЧ-поле.Processing coniferous legs in a compacted state by placing them in a cylindrical volume with low dielectric losses allows you to concentrate the bulk of the processed material in the zone of maximum efficiency of the microwave field. DZ compaction before processing allows you to accelerate the process of breaking the connection between the needles and the stem due to the occurring deformation stresses both in the needles and in the places where it is attached to the stem. DZ compaction allows preventing overheating of needles and preserving the most valuable biologically active substances. Microwave heating in this mode (at an operating frequency of electromagnetic waves of 2450 MHz) leads to a multiple increase in the absorption of microwave radiation by woody greens and, as a result, a decrease in the processing time in the microwave field.

Преимущества предлагаемого способа иллюстрирует таблица.The advantages of the proposed method are illustrated in the table.

ТаблицаTable Частота обработки, МГцProcessing Frequency, MHz Плотность СВЧ-мощности, Вт/смDensity of microwave power, W / cm Абсолютная влажность, %Absolute humidity,% Время обработки, минProcessing time, min Содержание каротина, мг/кгCarotene content, mg / kg начальнаяinitial конечнаяthe ultimate до обработкиbefore processing после обработкиafter processing   62,00062,000 121121 13,613.6 1,331.33 129,0129.0 105,2105,2 23752375 10,90010,900 121121 13,613.6 2,702.70 129,7129.7 107,5107.5   2,9002,900 121121 13,613.6 12,5012.50 128,8128.8 109,8109.8   0,7520.752 118118 16,516.5 2,002.00 127,9127.9 82,082.0 24502450 1,0021.002 118118 25,725.7 2,002.00 128,5128.5 132,0132.0   1,2531,253 118118 41,741.7 2,002.00 128,8128.8 150,0150.0

На чертеже представлена принципиальная схема установки для реализации данного способа.The drawing shows a schematic diagram of an installation for implementing this method.

Установка содержит загрузочный бункер 1 с подающим механизмом, приемную камеру 2, уплотняющий механизм, вращающуюся рабочую камеру 3, помещенную в камеру СВЧ-нагрева 4 и сепаратор 5. Сепаратор вращается от привода 6. Ось вращения сепаратора рассоложена под углом 10...15° к оси вращающегося барабана открытым концом вниз. Подающий и уплотняющий механизмы работают синхронно, от одного электропривода (на чертеже не показано), представляют собой поршни 7 и 8, движущиеся возвратно-поступательно с помощью шатунов 9 и 10 от вращающихся кривошипов 11 и 12. Рабочая камера 3 выполнена из диэлектрического материала и получает вращение от привода 6 с помощью установленных на внешней поверхности рабочей камеры поводков 13. Под сепаратором установлен приемный лоток для хвои 14, а под нижним открытым торцом сепаратора - приемный лоток 15 для веток.The installation comprises a loading hopper 1 with a feeding mechanism, a receiving chamber 2, a sealing mechanism, a rotating working chamber 3, placed in a microwave heating chamber 4 and a separator 5. The separator rotates from the drive 6. The axis of rotation of the separator is arranged at an angle of 10 ... 15 ° to the axis of the rotating drum open end down. The feeding and sealing mechanisms operate synchronously, from one electric drive (not shown in the drawing), are pistons 7 and 8, moving reciprocatingly using connecting rods 9 and 10 from rotating cranks 11 and 12. The working chamber 3 is made of dielectric material and receives rotation from the drive 6 with the help of leashes 13 installed on the external surface of the working chamber. Under the separator there is a receiving tray for needles 14, and under the lower open end of the separator there is a receiving tray 15 for branches.

Способ осуществляется следующим образом. Предварительно подготовленные хвойные лапки (длиной 10...15 см) загружают в бункер 1, после чего они при помощи подающего механизма проталкиваются в приемную камеру 2. Уплотняющий механизм уплотняет подаваемый материал и порционно проталкивает его в рабочую камеру 3 камеры СВЧ-нагрева 4. Обработанные СВЧ-нагревом хвойные лапки непрерывно выталкиваются через выходной патрубок в сепаратор, где при вращении ветви интенсивно контактируют со стенками сепаратора и друг с другом, в результате чего происходит процесс доотделения хвои. При этом, на периферийной части сепаратора 5 выполнены просечки прямоугольной формы, размеры которых в 1,2...1,5 раза превышают размеры хвоинок. Готовая хвоя через просечки сепаратора, а оголенные ветки через открытый его торец, попадают в соответствующие приемные лотки 14 и 15.The method is as follows. Pre-prepared coniferous legs (10 ... 15 cm long) are loaded into the hopper 1, after which they are pushed into the receiving chamber by means of a feeding mechanism 2. The sealing mechanism compresses the feed material and pushes it portionwise into the working chamber 3 of the microwave heating chamber 4. The coniferous paws treated with microwave heating are continuously pushed through the outlet pipe into the separator, where during rotation the branches are intensively contacted with the walls of the separator and with each other, as a result of which the needles are additionally separated. At the same time, on the peripheral part of the separator 5, rectangular cuts are made, the sizes of which are 1.2 ... 1.5 times the size of the needles. Finished needles through the separator’s cuttings, and the bare branches through its open end, fall into the corresponding receiving trays 14 and 15.

Выделяющаяся при нагреве ДЗ влага из рабочей камеры 3 через выполненные в ней перфорированные отверстия, поступает в камеру СВЧ-нагрева 4, а оттуда с помощью принудительной вентиляции (на чертеже не показано) выносится во внешнюю среду.Moisture released during heating of the DZ from the working chamber 3 through the perforated holes made in it enters the microwave heating chamber 4, and from there it is carried out through forced ventilation (not shown in the drawing) into the external environment.

Claims (2)

1. Способ обработки древесной зелени, включающий ее обработку в СВЧ-поле и отделение от ветвей, отличающийся тем, что древесную зелень предварительно уплотняют до 300...400 кг/м³, а обработку ведут в сверхвысокочастотном электромагнитном поле с частотой 2450 МГц.1. A method of processing woody greens, including its processing in a microwave field and separation from the branches, characterized in that the woody greens are pre-compacted to 300 ... 400 kg / m ³ and the treatment is carried out in a microwave electromagnetic field with a frequency of 2450 MHz. 2. Устройство для обработки древесной зелени, включающее камеру СВЧ-нагрева, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит последовательно расположенные загрузочный бункер с подающим механизмом, приемную камеру с уплотняющим механизмом, рабочую камеру из диэлектрического материала, выполненную с возможностью вращения в камере СВЧ-нагрева, сепаратор с приводом.2. A device for processing woody greens, including a microwave heating chamber, characterized in that it further comprises a sequentially located feed hopper with a feeding mechanism, a receiving chamber with a sealing mechanism, a working chamber made of dielectric material, rotatable in the microwave heating chamber , separator with drive.