استفاده از تسمه نوار نقاله در دستگاه گرمایش فرکانس رادیویی

مکانیسم و تجهیزات گرمایش فرکانس رادیویی فرکانس رادیویی بخشی از طیف الکترو مغناطیسی است که مناطق بین ۱ الی ۳۰۰ مگاهرتز را شامل می شود.فرکانس رادیویی توسط یک لامپ سه قطبی تولید می شود و برای انتقال آن از یک جفت الکترود استفاده می شود. ماده غذایی بین الکترودها قرار میگیرد ولی با آن دو الکترود موازی تماس پیدا نمی کند. 

قابل ذکر است که برای گرم کردن مواد ضخیم آرایش موازی الکترودها کاربرد دارد. البته در تحقیقات آرایش دیگری که شامل دسته های از الکترودهای میله ای باریک است. برای گرمایش لایه های نازک کمتر از ۱۰ میلی متر) کاربرد دارد. 

 

حرارت دهی الکتریکی

این حرارت دهی به دو دسته تقسیم می شود.

  • مستقیم (گرمایش اهمی)
  • غیر مستقیم (فرکانس رادیویی و مایکروویو ) 

در روش دوم انرژی الکتریکی ابتدا به امواج الکترو مغناطیس تبدیل شده و سپس درون ماده ی غذایی تولید حرارت میکند. روش گرمایش اهمی و فرکانس رادیویی فقط به طور صنعتی کاربرد دارند ولی امواج مایکروویو در داخل خانه ها نیز به کار گرفته می شوند. در سالهای اخیر حرارت دهی به کمک امواج فرکانس رادیویی مورد توجه بسیاری قرار گرفته که این موضوع با انتشار تعداد زیادی مقاله در این زمینه مشهود است. 

 

بخشRF الکترو مغناطیسی

این طیف از الکترو مغناطیسی یک منطقه بین ۱ تا ۳۰۰ مگاهرتز را اشغال می کنند ( Marra al ۲۰۰۷ ۲۰۰۹) این تکنولوژی در حال ظهور و پیشرفته برای استفاده از مواد غذایی به دلیل مزایای آن در ارتباط با عمق نفوذ مصرف انرژی و توزیع گرما است. 
موارد استفاده از RFاز، RF برای استریل کردن،پاستوریزه کردن، ضدعفونی کردن و حرارت دادن مواد غذایی مانند آب میوه استفاده می شود.

 

گرمایش فرکانس رادیویی

 گرمایش RF با استفاده از یک سیگنال AC با ولتاژ بالا به مجموعه ای از خازن ها الکترودهای موازی تولید می شود. یکی از این الکترودها زمین است و خازن انرژی الکتریکی را ذخیره می کند نمونه بین الکترودها قرار گرفته و جریان جریان AC از طریق رسانه پخش می شود.

در نتیجه مولکول های قطبی به هم پیوسته با میدان الکتریکی AC اعمال شده چرخش می دهند. صفحات خازن به طور متناوب از مثبت تا منفی چند بار در هر بار بسته به فرکانس ژنراتور RF به کار می روند. 

به عنوان مثال، اگر سیستم در ۲۷,۱۲ مگاهرتز کار می کند قطبش الکترودها ۲۷,۱۲ میلیون بار در ثانیه تغییر می کند. در این شرایط همان طور که قبلاً ذکر شد. مولکول های قطبی داخل غذا مجبورند با قطبیت الکترود خودشان همسو شوند و حرارت را به دلیل اصطکاک های مولکولی ایجاد می کنند. هنگامیکه مواد غذایی بین الکترودهای واحد عملیاتی مثل گرمایش RF قرار می گیرند یک امپدانس الکتریکی پیچیده به میدان الکتریکی وارد میشود (Jones and Rowley ۱۹۹۷)

 

گرمایش فرکانس رادیویی
شمای طرح گرمایشی فرکانس رادیویی

مزایای گرمایش رادیویی

گرمایشی رادیویی مزایایی را ارائه می دهد زیرا باعث می شود که زمان پخت و پز و گرم شدن کاهش یابد و حرارت به طور یکنواخت در سطح هندسی نمونه فراهم می شود. چرا که فرکانس کم تابش الکترو مغناطیسی باعث می شود عمق نفوذ بیشتری نسبت به سایر شکل های دی الکتریک گرمایی داشته باشد. ( .McKenna et al (۲۰۰۶) )

این تیمار و فرآیند نیازی به تماس مستقیم با محصول ندارد. به طوری که امکان اعمال امواج الکترو مغناطیس از بین محصولات بسته بندی شده امکان پذیر است و می توان از آلودگی های ثانویه میکروبی اجتناب نمود. در سطح نمونه هیچ گرمایی رخ نمیدهد به عبارت دیگر سطح نمونه داغ نمی شود. این روش حداقل آسیب حرارتی را دارد همچنین فضای تولید گستری نیاز دارد و با فرآیند اتوماتیک و فرآیند جریان مداوم سازگار است و کارایی انرژی بیشتری دارد.

 

تجهیزات گرمابش رادیویی

طرح های متنوعی برای تجهیزات گرمایش رادیویی وجود دارد ولی همه طرح ها بر اساس اصول مشابه کار می کنند. از سال ۱۹۹۰ در صنایع غذایی تجهیزات گرمایش رادیویی توسعه یافته است. (1990 Kock) به طوری که که می تواند در یک فرآیند مداوم و بدون اینکه سبب توقف تولید گردد،کار نماید.
تجهيزات شامل یک محفظه ای است که در آن الکترود منبع تابش (RF) سنسورهای دما و یک نوار نقاله قرار گرفته است. این فرایند توسط یک کامپیوتر کنترل می شود که به سنسور دما تسمه نقاله و ژنراتور RF متصل می شود.تجهیزات به صورت شماتیک در شکل زیر نشان داده شده است.

فرایند مداوم الکتریکی فرکانس رادیویی
نمای شماتیک یک فرآیند مداوم الکتریکی فرکانس رادیویی

نوار نقاله در دستگاه گرمایش فرکانس رادیویی

این تجهیزات برای گرم کردن یکنواخت و سریع پاستوریزه کردن و استریلیزاسیون محصولات غذایی بسته بندی شده در ظروف بسته یا باز فراهم می شود.

 ظروف غذا در یک نوار نقاله بی انتها قرار دارند که آنها را از یک محفظه ی بلند انتقال می دهد. الکترودها در بالا و پایین محفظه ی عملیاتی و در جهت عمود بر محصول قرار می گیرند. سنسورهای دما بين الکترودها تعبیه شده و همچنین به واسطه یک خط داده اطلاعاتی به منظور کنترل روند به یک کامپیوتر متصل می شوند. برنامه کامپیوتری برای مقایسه دمای اندازه گیری با ثابت های خاص محصول تنظیم شده است. به عنوان یک نتیجه از این مقایسه کامپیوتر کنترل درایو تسمه نقاله را در فواصل زمانی از پیش تعیین شده از طریق واسطه یک خط ،کنترل با عمل بر روی مکانیسم درایو کنترل می کند. 

 

مطالب مرتبط


سایش تسمه نقاله لاستیکی _ سایش نوار نقاله لاستیکی
نوار نقاله های محدب و مقعر
ریگلاژ تسمه نقاله/سیستم کشش نوار نقاله
استفاده از تسمه نقاله در فرهای پخت بیسکوییت

 

پیمایش به بالا