一种可调节微波能量分布的加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及食品加工的技术领域，公开了一种可调节微波能量分布的加热装置。该装置包括微波发生器和波导系统，所述微波发生器连接波导系统，通过波导系统将微波传送到微波加热腔，所述波导系统的喇叭口通过第一法兰与盒式振荡腔连通，所述盒式振荡腔通过第二法兰和微波加热腔连通，在连通部分用工程塑料进行密封，经喇叭口扩散后的微波在盒式振荡腔内形成稳定的设定微波模式，所述盒式振荡腔的高度不小于设定微波的半波长。本发明专利技术通过在波导系统内设置微波调节器，改变了微波加热腔内部的能量分布，从而对食品的不同部位有针对性地进行加热。

Heating device capable of regulating microwave energy distribution

The invention relates to the technical field of food processing, and discloses a heating device which can adjust the microwave energy distribution. The device comprises a microwave generator and a waveguide system, the microwave generator is connected with the waveguide waveguide system, microwave system will be transmitted to the microwave heating cavity, the waveguide system through the first bell flange connected with the cassette oscillation cavity, the oscillation cavity connected by second cassette flange and the microwave heating cavity, in part connected with the engineering plastics sealed by microwave horn after diffusion into the set microwave mode stability in the oscillating cavity of the cassette, cassette oscillation cavity height not less than half the wavelength of the microwave set. In the invention, the energy distribution inside the microwave heating cavity is changed by setting a microwave regulator in the waveguide system, and the different parts of the food are targeted to heat.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品加工新
，具体涉及一种可调节微波能量分布的加热装置。
技术介绍
微波是指频率范围在300MHz—300GHz之间的电磁波。微波已经广泛应用于现代的雷达及通信
除应用于除通信外，微波对介电物质的加热特性使其成为食品热加工的新技术。传统的热加工方法是用高温灭菌锅以热水或蒸汽为热源，将包装好的食品在121.1℃的热水或蒸汽中被加热60-90分钟以灭活腐败性致病菌保证食品的安全性。在热处理过程中，伴随着致病菌的灭活，食品营养及感官品质因受热而下降。理论上，提高灭菌温度，降低加热时间可以在保证微生物致死率的前提下，提高食品品质，但是传统的热水或蒸汽加热方法是以从外至内的温度差为动力传递热量，受限于食品较低的传热系数，该方法加热不均匀且耗时较长，因此传统的热加工方法难以在保证食品安全的同时大幅提高食品的品质。随着现代生活节奏的加快，传统的加工食品已经不能满足人们对高品质、便捷食品的需求，因此各种新的科学技术被尝试应用到食品领域以生产安全、高质、长保质期的产品，其中微波加热技术被视为最具有产业化前景的加热技术。微波加热技术虽然已经在家用微波炉中广泛应用，但是在工业灭菌方面受限于技术及装备，至今没有推广。微波灭菌技术在工业应用中还存在诸多技术难题，如加热不均匀，冷点位置不固定等。
技术实现思路
本专利技术提供一种可调节微波能量分布的加热装置，解决了微波加热不均匀的问题。本专利技术可通过以下技术方案实现：一种可调节微波能量分布的加热装置，包括微波发生器和波导系统，所述微波发生器连接波导系统，通过波导系统将微波传送到微波加热腔，所述波导系统的喇叭口通过第一法兰与盒式振荡腔连通，所述盒式振荡腔通过第二法兰和微波加热腔连接，在连接部分用工程塑料进行密封，经喇叭口扩散后的微波在盒式振荡腔内形成稳定的设定微波模式，所述盒式振荡腔的高度不小于设定微波的半波长。进一步，所述微波加热腔上方和下方分别连接有盒式振荡腔，再通过盒式振荡腔连接波导系统和微波发生器。进一步，在所述盒式振荡腔内部设置微波调节器，所述微波调节器通过调节微波能量分布从而调节所述微波加热腔内的加热程度的区域分布。进一步，所述微波调节器设置在对应微波加热腔内需增强加热强度的区域的上方。进一步，所述微波调节器可拆卸地固定在所述盒式振荡腔内靠近微波加热腔的接口位置。进一步，所述微波调节器采用金属或者工程塑料材质制作。进一步，所述微波调节器根据不同的待加热食品设置为不同的尺寸和不同的形状，从而调节微波能量分布，对所述待加热食品进行集中加热，促进加热均匀性。进一步，所述微波调节器采用金属圆管或方形塑料棒。本专利技术有益的技术效果在于：通过在波导系统的喇叭口后面设置盒式振荡腔及在盒式振荡腔内设置微波调节器，改变了微波加热腔内部的能量分布，从而对食品的不同部位有针对性地进行加热。附图说明图1为本专利技术整体结构框图；图2为本专利技术加热腔体结构示意图；图3为本专利技术食品加载装置结构示意图；图4为本专利技术微波加热腔立体结构示意图；图5为本专利技术微波加热腔侧视示意图；图6为本专利技术喇叭口和振荡腔立体结构示意图；其中，1-预热腔，2-微波加热腔，3-恒温杀菌腔，4-冷却腔、5-第一出水口、6-第一进水口、7-第二出水口、8-第二进水口、9-第三出水口、10-第三进水口、11-第一水泵、12-第一热交换器、13-第二水泵、14-第二热交换器、15-第三水泵、16-第三热交换器、17-食品载体、18-伺服电机提升平推装置、19-水平链条装置、20-第一垂直链条装置、21-第二垂直链条装置、22-轴突、23-金属屏蔽板、24-链条、25-喇叭口、26-盒式振荡器、27-微波调节器、28-波导系统。具体实施方式下面结合附图及较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术整体结构示意图。一种微波加热智能化装置，包括微波发生器、波导系统、加热腔体、食品加载装置和智能微波系统，该装置以大功率微波源为能量，通过波导系统将微波源导入加热腔体，将包装食品迅速加热，灭菌。微波源的频率为890-940MHz和2400-2500MHz之间，频率波动小于2MHz。如图2所示，加热腔体分为四个部分：预热腔1，多个微波加热腔2，恒温杀菌腔3和冷却腔4。整个腔体为不锈钢材料制作。这四个部分均注满不同温度的水，包装好的食品通过食品加载装置在水中依次通过这四个部分，这四个部分均有独立的水循环系统，每个部分的水温可根据需要设置，每个部分设温度监控点，外部配热交换器以实时调节水温，并且系统内部可根据水温不同设置不同的压力，从0到0.3MPa。预热腔和第一个微波加热腔通过第一隔板隔断，恒温杀菌腔和冷却腔之间通过第二隔板隔断，第一隔板和第二隔板固定在腔体底部且和腔体顶部不接触，各个微波加热腔和恒温杀菌腔之间相通。在预热腔下部设置预热进水口5，上部设置预热出水口6，在预热进水口5和预热出水口6之间通过预热水泵11和预热热交换器12相连，水循环系统利用预热水泵11和预热热交换器12完成水在预热腔内部循环流动且保持水温稳定；在第一微波加热腔下部设置加热进水口7，在恒温杀菌腔上部设置加热出水口8，在加热进水口7和加热出水口之间8通过加热水泵13和加热热交换器14相连，水循环系统利用加热水泵13和加热热交换器14完成水在微波加热腔和恒温杀菌腔内部循环流动且保持水温稳定；在冷却腔下部设置冷却进水口9，上部设置冷却出水口10，在冷却进水口9和冷却出水口10之间通过冷却水泵15和冷却热交换器16相连，水循环系统利用冷却水泵15和冷却热交换器16完成水在冷却腔内部循环流动且保持水温稳定。预热腔是利用预热热交换器对其内的水进行加热，直至达到预热温度(一般30-60度)，然后将食品放入进行预热，静置一段时间(一般15-40分钟)使其各部分拥有均匀的初始温度。微波加热腔上下具有对称的两个加热窗口，通过波导系统28将微波从微波发生器传送到微波加热腔，先由水平功率分配器将微波分为两个部分，再将每个部分由垂直功率分配器分为上下两个部分，分别从上下透过微波加热腔的加热窗口进入微波加热腔，该加热窗口由工程塑料密封，在微波进入的同时，防止微波加热腔内水分流出。食品经过微波加热，温度快速升高到目标加热杀菌温度(90度到125度)。每个微波加热腔的设置要求内壁光滑，波腔窗口材料是耐高压的，窗口大小是可调节的。恒温杀菌腔：食品经过微波加热后，在加热灭菌温度下的水中保持一定时间(一般3-15分钟)以达到预计的灭菌效果即微生物致死率。冷却腔是利用冷却热交换器将其内的水进行加热，直至达到冷却温度(0-25度)，将已达到灭菌效果的食品在冷却腔内进行快速冷却，一般5-10分钟。本专利技术以工业化生产为目标，整个装置的食品流动通过食品加载装置实现。该装置采用非传送带设计，利用特殊设计的食品载体，一次将N个食品完成加热流程，可实现连续操作。如图3所示，该食品加载装置包括食品载体17，设置在预热腔1的伺服电机提升平推装置18，设置在微波加热腔2的水平链条装置19，设置在恒温杀菌腔3的杀菌链条装置20和设置在冷却腔4的冷却链条装置21，杀菌链条装置20和冷却链条装置21的运动方向相反的。如图4和图5所示，为了消除链条对微波分布的影响，在每个微波加热腔2内部两侧沿长度方向均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调节微波能量分布的加热装置，包括微波发生器和波导系统，所述微波发生器连接波导系统，通过波导系统将微波传送到微波加热腔，其特征在于：所述波导系统的喇叭口通过第一法兰与盒式振荡腔连通，所述盒式振荡腔通过第二法兰和微波加热腔连通，在连通部分用工程塑料进行密封，经喇叭口扩散后的微波在盒式振荡腔内形成稳定的设定微波模式，所述盒式振荡腔的高度不小于设定微波的半波长。

【技术特征摘要】
1.一种可调节微波能量分布的加热装置，包括微波发生器和波导系统，所述微波发生器连接波导系统，通过波导系统将微波传送到微波加热腔，其特征在于：所述波导系统的喇叭口通过第一法兰与盒式振荡腔连通，所述盒式振荡腔通过第二法兰和微波加热腔连通，在连通部分用工程塑料进行密封，经喇叭口扩散后的微波在盒式振荡腔内形成稳定的设定微波模式，所述盒式振荡腔的高度不小于设定微波的半波长。2.如权利要求1所述的可调节微波能量分布的加热装置，其特征在于：所述微波加热腔上方和下方分别连接有盒式振荡腔，再通过盒式振荡腔连接波导系统和微波发生器。3.根据权利要求1所述的可调节微波能量分布的加热装置，其特征在于：在所述盒式振荡腔内部设置微波调节器，所述微波调节器通过调节微波能量分布从而调节所述微波加热腔内的加热程度的区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾东磊，王易芬，程琦，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海;31