Ayaklimat.ru

Климатическая техника
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Поверхностная закалка ТВЧ

Поверхностная закалка ТВЧ

Закалка сталей токами высокой частоты (ТВЧ) — это один из распространенных методов поверхностной термической обработки, который позволяет повысить твердость поверхности заготовок. Применяется для деталей из углеродистых и конструкционных сталей или чугуна. Индукционная закалка ТВЧ являет собой один из самых экономичных и технологичных способов упрочнения. Она дает возможность закалить всю поверхность детали или отдельные ее элементы или зоны, которые испытывают основную нагрузку.

При этом под закаленной твердой наружной поверхностью заготовки остаются незакаленные вязкие слои металла. Такая структура уменьшает хрупкость, повышает стойкость и надежность всего изделия, а также снижает энергозатраты на нагрев всей детали.

Закалка ТВЧ

Технология высокочастотной закалки

Поверхностная закалка ТВЧ — это процесс термообработки для повышения прочностных характеристик и твердости заготовки.

Основные этапы поверхностной закалки ТВЧ — индукционный нагрев до высокой температуры, выдержка при ней, затем быстрое охлаждение. Нагревание при закалке ТВЧ производят с помощью специальной индукционной установки. Охлаждение осуществляют в ванне с охлаждающей жидкостью (водой, маслом или эмульсией) либо разбрызгиванием ее на деталь из специальных душирующих установок.

Выбор температуры

Для правильного прохождения процесса закалки очень важен правильный подбор температуры, которая зависит от используемого материала.

Стали по содержанию углерода подразделяются на доэвтектоидные — меньше 0,8% и заэвтектоидные — больше 0,8%. Сталь с углеродом меньше 0,4% не закаливают из-за получаемой низкой твердости. Доэвтектоидные стали нагревают немного выше температуры фазового превращения перлита и феррита в аустенит. Это происходит в интервале 800—850°С. Затем заготовку быстро охлаждают. При резком остывании аустенит превращается в мартенсит, который обладает высокой твердостью и прочностью. Малое время выдержки позволяет получить мелкозернистый аустенит и мелкоигольчатый мартенсит, зерна не успевают вырасти и остаются маленькими. Такая структура стали обладает высокой твердостью и одновременно низкой хрупкостью.

Микроструктура стали

Заэвтектоидные стали нагревают чуть ниже, чем доэвтектоидные, до температуры 750—800°С, то есть производят неполную закалку. Это связано с тем, что при нагреве до этой температуры кроме образования аустенита в расплаве металла остается нерастворенным небольшое количество цементита, обладающего твердостью высшей, чем у мартенсита. После резкого охлаждения аустенит превращается в мартенсит, а цементит остается в виде мелких включений. Также в этой зоне не успевший полностью раствориться углерод образует твердые карбиды.

В переходной зоне при закалке ТВЧ температура близка к переходной, образуется аустенит с остатками феррита. Но, так как переходная зона не остывает так быстро, как поверхность, а остывает медленно, как при нормализации. При этом в этой зоне происходит улучшение структуры, она становится мелкозернистой и равномерной.

Перегревание поверхности заготовки способствует росту кристаллов аустенита, что губительно сказывается на хрупкости. Недогрев не дает полностью феррито-перритной структуре перейти в аустенит, и могут образоваться незакаленные пятна.

После охлаждения на поверхности металла остаются высокие сжимающие напряжения, которые повышают эксплуатационные свойства детали. Внутренние напряжения между поверхностным слоем и серединой необходимо устранить. Это делается с помощью низкотемпературного отпуска — выдержкой при температуре около 200°С в печи. Чтобы избежать появления на поверхности микротрещин, нужно свести к минимуму время между закалкой и отпуском.

Также можно проводить так называемый самоотпуск — охлаждать деталь не полностью, а до температуры 200°С, при этом в ее сердцевине будет оставаться тепло. Дальше деталь должна остывать медленно. Так произойдет выравнивание внутренних напряжений.

Индукционная установка

Индукционная установка для термообработки ТВЧ представляет собой высокочастотный генератор и индуктор для закалки ТВЧ. Закаливаемая деталь может располагаться в индукторе или возле него. Индуктор изготовлен в виде катушки, на ней навита медная трубка. Он может иметь любую форму в зависимости от формы и размеров детали. При прохождении переменного тока через индуктор в нем появляется переменное электромагнитное поле, проходящее через деталь. Это электромагнитное поле вызывает возникновение в заготовке вихревых токов, известных как токи Фуко. Такие вихревые токи, проходя в слоях металла, нагревают его до высокой температуры.

Индукционный нагреватель ТВЧ

Индукционный нагреватель ТВЧ

Отличительной чертой индукционного нагрева с помощью ТВЧ является прохождение вихревых токов на поверхности нагреваемой детали. Так нагревается только наружный слой металла, причем, чем выше частота тока, тем меньше глубина прогрева, и, соответственно, глубина закалки ТВЧ. Это дает возможность закалить только поверхность заготовки, оставив внутренний слой мягким и вязким во избежание излишней хрупкости. Причем можно регулировать глубину закаленного слоя, изменяя параметры тока.

Повышенная частота тока позволяет сконцентрировать большое количество тепла в малой зоне, что повышает скорость нагревания до нескольких сотен градусов в секунду. Такая высокая скорость нагрева передвигает фазовый переход в зону более высокой температуры. При этом твердость возрастает на 2—4 единицы, до 58—62 HRC, чего невозможно добиться при объемной закалке.

Для правильного протекания процесса закалки ТВЧ необходимо следить за тем, чтобы сохранялся одинаковый просвет между индуктором и заготовкой на всей поверхности закаливания, необходимо исключить взаимные прикосновения. Это обеспечивается при возможности вращением заготовки в центрах, что позволяет обеспечить равномерное нагревание, и, как следствие, одинаковую структуру и твердость поверхности закаленной заготовки.

Индуктор для закалки ТВЧ имеет несколько вариантов исполнения:

  • одно- или многовитковой кольцевой — для нагрева наружной или внутренней поверхности деталей в форме тел вращения — валов, колес или отверстий в них;
  • петлевой — для нагрева рабочей плоскости изделия, например, поверхности станины или рабочей кромки инструмента;
  • фасонный — для нагрева деталей сложной или неправильной формы, например, зубьев зубчатых колес.
Читайте так же:
Установка бытовой техники гарантия

В зависимости от формы, размеров и глубины слоя закаливания используют такие режимы закалки ТВЧ:

  • одновременная — нагревается сразу вся поверхность заготовки или определенная зона, затем также одновременно охлаждается;
  • непрерывно-последовательная — нагревается одна зона детали, затем при смещении индуктора или детали нагревается другая зона, в то время как предыдущая охлаждается.

Одновременный нагрев ТВЧ всей поверхности требует больших затрат мощности, поэтому его выгоднее использовать для закалки мелких деталей — валки, втулки, пальцы, а также элементов детали — отверстий, шеек и т.д. После нагревания деталь полностью опускают в бак с охлаждающей жидкостью или поливают струей воды.

Непрерывно-последовательная закалка ТВЧ позволяет закалять крупногабаритные детали, например, венцы зубчатых колес, так как при этом процессе происходит нагрев малой зоны детали, для чего нужна меньшая мощность генератора ТВЧ.

Охлаждение детали

Охлаждение — второй важный этап процесса закалки, от его скорости и равномерности зависит качество и твердость всей поверхности. Охлаждение происходит в баках с охлаждающей жидкостью или разбрызгиванием. Для качественной закалки необходимо поддерживать стабильную температуру охлаждающей жидкости, не допускать ее перегрева. Отверстия в спрейере должны быть одинакового диаметра и расположены равномерно, так достигается одинаковая структура металла на поверхности.

Чтобы индуктор не перегревался в процессе работы, по медной трубке постоянно циркулирует вода. Некоторые индукторы выполняются совмещенными с системой охлаждения заготовки. В трубке индуктора прорезаны отверстия, через которые холодная вода попадает на горячую деталь и остужает ее.

Закалка токами высокой частоты

Закалка токами высокой частоты

Достоинства и недостатки

Закалка деталей с помощью ТВЧ обладает как достоинствами, так и недостатками. К достоинствам можно отнести следующее:

  • После закалки ТВЧ у детали сохраняется мягкой середина, что существенно повышает ее сопротивление пластической деформации.
  • Экономичность процесса закалки деталей ТВЧ связана с тем, что нагревается только поверхность или зона, которую необходимо закалить, а не вся деталь.
  • При серийном производстве деталей необходимо настроить процесс и далее он будет автоматически повторяться, обеспечивая необходимое качество закалки.
  • Возможность точно рассчитать и регулировать глубину закаленного слоя.
  • Непрерывно-последовательный метод закалки позволяет использовать оборудование малой мощности.
  • Малое время нагрева и выдержки при высокой температуре способствует отсутствию окисления обезуглероживания верхнего слоя и образования окалины на поверхности детали.
  • Быстрый нагрев и охлаждение не дают большого коробления и поводок, что позволяет уменьшить припуск на чистовую обработку.

Но индукционные установки экономически целесообразно применять только при серийном производстве, а для единичного производства покупка или изготовление индуктора невыгодно. Для некоторых деталей сложной формы производство индукционной установки очень сложно или невозможно получить равномерность закаленного слоя. В таких случаях применяют другие виды поверхностных закалок, например, газопламенную или объемную закалку.

Должностная инструкция сварщика на установках ТВЧ

1. Сварщик на установках ТВЧ 3-го разряда относится к категории рабочих.

2. На должность сварщика на установках ТВЧ 3-го разряда принимается лицо, имеющее среднее профессиональное образование или начальное профессиональное образование и специальную подготовку и стаж работы от года.

3. Сварщик на установках ТВЧ 3-го разряда принимается на должность и освобождается от должности директором организации по представлению начальника производства (участка, цеха).

4. Сварщик на установках ТВЧ 3-го разряда должен знать:

а) специальные (профессиональные) знания по должности:

  - приемы регулирования режимов сварки;

  - свойства свариваемых материалов;

  - режим сварки в зависимости от материала и вида работы;

  - технические требования, предъявляемые к выполнению работы;

  - правила эксплуатации установки;

б) общие знания работника организации:

  - правила и нормы охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты,

  - правила пользования средствами индивидуальной защиты;

  - требования, предъявляемые к качеству выполняемых работ (услуг), к рациональной организации труда на рабочем месте;

  - виды брака и способы его предупреждения и устранения;

5. В своей деятельности сварщик на установках ТВЧ 3-го разряда руководствуется:

  - приказами и распоряжениями директора организации,

  - настоящей должностной инструкцией,

  - Правилами внутреннего трудового распорядка организации,

6. Сварщик на установках ТВЧ 3-го разряда подчиняется непосредственно рабочему с более высокой квалификацией, начальнику производства (участка, цеха) и директору организации.

7. На время отсутствия сварщика на установках ТВЧ 3-го разряда (командировка, отпуск, болезнь, пр.) его обязанности исполняет лицо, назначенное директором организации по представлению начальника производства (участка, цеха) в установленном порядке, которое приобретает соответствующие права, обязанности и несет ответственность за исполнение возложенных на него обязанностей.

II. Должностные обязанности

Должностными обязанностями сварщика на установках ТВЧ 3-го разряда являются:

а) Специальные (профессиональные) должностные обязанности:

  - Плоскостная сварка деталей и изделий с одновременным раскроем на установках ТВЧ.

  - Приварка элементов изделий и украшений.

  - Проверка отделочных линий и рисунков на деталях.

  - Подготовка и установка электродов и приспособлений для сварки.

б) Общие должностные обязанности работника организации:

  - Соблюдение Правил внутреннего трудового распорядка и иных локальных нормативных актов организации,

  - внутренних правил и норм охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты.

  - Выполнение в рамках трудового договора распоряжений работников, которым он подчинен согласно настоящей инструкции.

  - Выполнение работы по приемке и сдаче смены, чистке и мойке, дезинфекции обслуживаемого оборудования и коммуникаций, уборке рабочего места, приспособлений, инструмента, а также по содержанию их в надлежащем состоянии;

Читайте так же:
Установка сигнализации в частную квартиру

  - Ведение установленной технической документации.

Продолжение на страницах: [1] 2

Разделы по литерам:

Популярные инструкции:

Должностная инструкция обходчика водопроводно-канализационной сети

Обходчик водопроводно-канализационной сети относится к категории рабочих. На должность обходчика водопроводно-канализационной сети принимается лицо, имеющее среднее профессиональное образование или начальное профессиональное образование и специальную подготовку и стаж работы от года

Должностная инструкция оператора скороморозильных аппаратов

Оператор скороморозильных аппаратов относится к категории рабочих. На должность оператора скороморозильных аппаратов принимается лицо, имеющее среднее профессиональное образование или начальное профессиональное образование и специальную подготовку и стаж работы от года

Должностная инструкция цементатора 3-го разряда

Цементатор 3-го разряда относится к категории рабочих. Цементатором 3-го разряда принимается лицо, имеющее: (требования к образованию, стажу)

Последние добавленные инструкции:

Должностная инструкция наладчика оборудования трубного производства

Наладчик оборудования трубного производства относится к категории рабочих. На должность наладчика оборудования трубного производства 5-го разряда принимается лицо, имеющее среднее профессиональное образование и стаж работы от года

Должностная инструкция начальника участка хранения

Начальник участка хранения относится к категории руководителей. На должность начальника участка хранения принимается лицо, имеющее высшее профессиональное (техническое) образование и стаж работы на должностях специалистов с высшим профессиональным образованием не менее 3 лет или среднее профессиональное (техническое) образование и стаж работы по направлению профессиональной деятельности не менее 5 лет

Должностная инструкция аппаратчика испарительной установки

Аппаратчик испарительной установки относится к категории рабочих. На должность аппаратчика испарительной установки разряда принимается лицо, имеющее среднее профессиональное ообразование или начальное профессиональное ообразование и специальную подготовку и стаж работы 3 года.

Как работать с индукционной установкой термообработки сварных стыков?

Меняем участок паропровода из легированной стали 12Х1МФ. Участок с переходом, -диаметр от 377 мм до 159 мм, толщина стенки 18 мм- четыре стыка. С опытными термистами проблемы, для отчетной документации отучили дистанционно за «бабки» перспективного смышлёного парня. Показал ему как настроить радиационную установку для термообработки «Термо 1500». Кажется, что-то понял, но доверять самостоятельно пока «термить» рискованно, необходима практика, хотя бы как у меня (от безвыходного положения приходится познавать разные профессии)

Подготовка стыков к термообработке

Как работать с индукционной установкой термообработки сварных стыков?

В общем сварщики заварили стыки в очень неудобном месте. Мы хотели, мягко говоря, обмануть судьбу и отжечь их с помощью газовых горелок.-Нагреть до 750 градусов ( замеры пирометром) выдержать с подогревом один час, замотать в теплоизоляцию и все ОК.

Но удача в этот раз не с нами и после двух попыток такого отжига -стык не «прошел» по твердости, то есть стык закалился по причине недогрева или быстрого остывания. По правилам, стык разрешается « термить » не более трех раз, после чего он перерезается и варится вновь. Еще есть правила из РД и сроки по времени: — термообработку производить не позднее чем через 72 часа после заварки!

ТЕРМООБРАБОТКА ИНДУКЦИЕЙ

Получилось, что после заварки стыков утекло уже 60 часов! Договорились попользоваться, аппаратом подрядчиков. Аппарат индуктивного нагрева «ЭЛТЭРМ 100» стоял пока без дела, недалеко от нашей трубы. Доставить и настроить свою установку радиационного нагрева нет времени — это еще смену убить на оформление нарядов -допусков по работе с кранами в цехе. «ЭЛТЭРМ 100» изготовлена парнями из Екатеринбурга, сделана специально для наших старых котельных цеховых: пыль грязь влажность, в общем автомат Калашникова, — НЕПРИХОТЛИВ И НАДЕЖЕН.

Работать некому, остаюсь после рабочей смены. Мой ученик задержаться не смог и потому опять я на боевом посту. Дали пару помощников перекатить аппарат, электрик подключил питание, приварили термопары.

По технологии, трубу (участок стыка) необходимо обмотать слоем асбестового полотна. Наш заказчик работает по западным стандартам, а как известно асбест на западе — равноценно Чернобылю и на этом западно-российском предприятии, запрещен. По Российским законам асбест не относиться к особо вредным материалам и свободно применяется и выпускается на наших заводах.

Как же выкрутиться? — Наматываем коврик каолиновой теплоизоляции, затем на него наматываем стеклоткань на основе базальта. Получается даже удобней чем с асбестовым полотном. Заменить асбест можно безасбесовым полотном «ВАТИ.»

Настройка режимов, процесс термообработки

Все… настроил провода, теперь программа нагрева выдержки и остывания. По РД 34.17.310-96(РТМ 1 с старое название правил). Устанавливаю четыре шага режима термообработки:

1 шаг: Нагрев до 650 градусов -150 градусов в час

2 шаг: Нагрев до 740 градусов -100 градусов в час

3 шаг: Выдержка при 740 градусах -1 час.

4 шаг: Остывание 150 градусов в час до 300 градусов

Итого с настройками, термообработка одного стыка выходит на восемь часов, а стыков у меня четыре! Прикинул, что работать мне еще до следующего утра!

Два стыка рядом, диаметром 159 мм делаю за один цикл, остальные, не буду рисковать делаю поочерёдно.

ИЗОЛЯЦИЯ ПЕРЕД ТЕРМООБРАБОТКОЙ

Прикинул по опыту, что можно будет отключить аппарат на режиме остывания. Только это при условии, что не будет сквозняков снаружи и изнутри трубы, стык остынет до 300 градусов медленно, естественным путем, под слоем изоляции.

Запустил нагрев и отслеживаю процесс.

Что необходимо отслеживать в процессе термообработки и на, что обращать внимание?

  • Избегать коротких замыканий индуктора на «массу» и между витков. Для этого использовать нормальный, сухой изоляционный материал, накладывать его толщиной не менее 10 мм. Использовать нормальный провод для медного индуктора (без лохматых проволок и не пережжённый)
  • Измерить пирометром или просто рукой, разность температур по разным сторонам стыка трубы. Если, в трубопроводе сквозняк, то участки трубы будут прогреваться больше в ту или другую сторону от стыка. Прогреть такой стык сложно, необходим мощный нагреватель, и охлаждать стык следует строго по режиму, с подогревом, то есть не более 150 градусов в час. Это достигается автоматикой установки. Если тяги нет, то стык остынет медленно, естественным путем и нормализуется до нужной твердости.

Термообработка — это сложный процесс нормализации металла сварного шва Поговорим об угловых сварных швах и решении проблем с их термообработкой.Стать нормальным термистом после небольших курсов сложно. Необходимо набить много шишек, прежде чем придёт понимание как ведет себя металл при нагреве в разных условиях и разными способами. Провести термообработку трубных системЧитать дальше…

  • В случае если твердость стыка не проходит, работа бригады по сварке, коту под хвост, начинай все заново и за свой счёт. Кстати, цены в сметах на термообработку очень невыгодные, сплошной убыток. Профессиональные термисты за такой стык дерут от 5 до 10 т.р .
  • В процессе работы, мой мозг осознал, почему не получилось с термообработкой газовыми горелками?
  • От стыка, во время термообработки труба прогрелась на расстоянии трёх метров в одну сторону, а это значит, что внутри её сквозняк. Да… дошло поздно. Знал же, что на другом конце трубопровод отрезан, а турбина вскрыта. Вот Вам и «тягун»…
Читайте так же:
Установки сжигания мусора бытовые

Для настройки режимов под наши трубопроводы, и арматуру, у меня сделана выборка из разных РД, которая всегда находится на рабочем месте термиста.

Как работать с индукционной установкой термообработки сварных стыков? Как работать с индукционной установкой термообработки сварных стыков? Как работать с индукционной установкой термообработки сварных стыков? Как работать с индукционной установкой термообработки сварных стыков?

Привожу свои шпаргалки- таблицы режимы термообработки стыковых сварных соединений трубных элементов

Вот так и крутимся. Интересно узнать , как у Вас это делается?

ЧаВо — Вопросы о ТВЧ оборудовании

Ответ: Чтобы точно подобрать станок ТВЧ необходимо знать:

  • необходимую задачу;
  • материал и его толщину;
  • размер готового изделия; производительность установки ТВЧ;
  • мощность станка

Передвижной станок ТВЧ ТМ 1400 Л с двухосной вращающейся насадкой 360°

Какие материалы можно сварить с помощью ТВЧ оборудования?

Ответ: оборудование ТВЧ предназначено для сварки двух (или несколько слоев) полимерных материалов: ПВХ (PVC), полиуретана (PU), полиамида (РА), ПЭТ, (РЕТ), сополимеров фторолефинов, полиакрилатов.

Чтобы разобраться в материале, Вы можете позвонить или приехать к нам и самостоятельно опробовать.

Какую длину и ширину шва можно получить?

Ответ: Длину сварного шва ограничивает размер нижней плиты.

При смещении материала, длина может быть неограниченна.

Ширину шва ограничивает сварочная насадка (электрод).

Какую толщину пленки ПВХ можно сварить?

Ответ: начало процесса сварки на аппаратах ТВЧ происходит изнутри материала, в отличие от нагрева.

Чем выше диэлектрическая способность, тем большая мощность генерации необходима — чем больше толщина плёнки , тем больше диэлектрическая способность — придется изменить электромагнитное поле путем изменения настроек, то есть увеличить мощность станка ТВЧ.

Как правило, материалы свыше 0,5 миллиметра ПВХ не применяются из-за их высокой стоимости. Обычно свариваются пленки толщинами от 100 мкм до 500 мкм.

Какой срок службы насадки (электрода) ТВЧ?

Ответ: электрод ТВЧ одновременно может как варить, так и варить + отрезать. Режущая кромка измеряется в сотых миллиметрах, и она равномерна по всей длине. Основным фактором излома кромки является неосторожность — удар, затем пробой при неправильно отрегулированном блоке искровой защиты (если имеется), затем износ. Где будет зазубрина — там отреза не будет.

Если исключить первые два фактора, то срок службы около 1 года.

Возможные неисправности и причины их возникновения?

Происходит разрушение микропереключателей — к сожалению, в станке ТВЧ не действует теория «если не варится — надо сильнее жать на педаль», причин достаточно много, но в первую очередь достается ей.

Происходит залипание электромагнитного воздушного клапана — вследствие недостаточного обслуживания компрессора в нем собирается конденсат и затем эмульсия попадает в клапан и забивает его. Необходимо сливать воду из компрессора, сливать воду из блока подготовки воздуха или ставить осушитель. Сам клапан достаточно аккуратно разобрать и промыть.

Происходит сгорание накопившейся пыли . Кроме того, накопившаяся пыль изменяет емкость резонаторной полости и далее влияет на работу лампы, что сокращает ее срок службы.

П робой диэлектрика, возникновение дуги и как следствие выгорание электрода —

не отрегулирована чувствительность защиты. К каждой оснастке по правилам необходимо отрегулировать защиту.

Неправильное подключение — перепутаны местами фаза и ноль. Комментарии излишни, хотя как-то раз станок проработал так полгода.

Слишком высокое входное напряжение . Слишком высокий ток на аноде генераторной лампы, кстати, не рассчитанной на это, далее осыпание сетки или просто сгорание и все. выход из строя достаточно дорогостоящей детали. В случае если уж никак не возможно уменьшить напряжение, можно с помощью индукционной катушки уменьшить сеточный ток лампы — это альтернативный вариант но все-таки не равноценный.

Отсутствие заземления — во-первых — это нарушение техники безопасности, во-вторых, заземление обеспечивает адекватную работу всех приборов, в-третьих, будет в несколько раз повышен уровень электромагнитного поля, уже не говоря о том, что теряется гарантия.

Напоминаем, что подключение к шине или клемме еще не означает заземление. Должен быть контур с сопротивлением не более 4 Ом — это проверяется мегаомметром.

Читайте так же:
Установка системы инсталляции для подвесных унитазов

Перегрев генераторной лампы ТВЧ станка — она работает при высоких температурах и требует обязательного охлаждения (должен работать вентилятор) после окончания работы в течение 10 минут, до полного остывания, только затем можно полностью выключить станок. При полной одновременной остановке сетка постепенно разрушается, в итоге через некоторое время вы получите выход из строя достаточно дорогостоящей детали.

Тоже самое относится к первоначальному прогреву.

Уважаемые Дамы и Господа!

В случае заинтересованности не теряйте времени! Обращайтесь к специалистам Компании «1 ТОПМАШ» и получите дополнительную информацию или коммерческое предложение.

Оборудование для электрофизической обработки сырья и полуфабрикатов

Пищевые продукты с точки зрения поведения их в электромагнитном поле представляют собой гетерогенные системы, содержащие воду. Такие компоненты пищевых продуктов как белки, жиры, углеводы и вода можно отнести к разряду диэлектриков, а водные растворы солей – к разряду проводников.

Потенциальные возможности использования микроволновой или сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии заключается в больших качественных изменениях в области пищевой технологии. В результате бесконтактного нагрева, способности СВЧ-энергии проникать внутрь продукта на значительную глубину можно нагревать продукты до заданной температуры независимо от продолжительности процесса, объема и формы продуктов.

Стерилизация токами высокой частоты (ТВЧ).

Высокочастотный нагрев − прогрессивный технический прием, позволяющий интенсифицировать ряд термических процессов и, в частности, стерилизацию консервов.

Эффективность использования ТВЧ (103−1010 Гц) заключается в следующем:

Так как овощные изделия обладают высоким влагосодержанием, то вследствие большой величины диэлектрических потерь количество энергии, выделяющейся в продукте, велико. Таким образом, консервы могут быть нагреты до температуры стерилизации в 1012 раз быстрее, чем при стерилизации паром, причем температура будет равномерно распределена по всему объему банки.

Токи высокой частоты угнетающе действуют на некоторые виды микрофлоры, что обусловлено выделением тепла непосредственно в микробной клетке. Таким образом, суммарное воздействие температуры нагретого продукта на микроорганизмы, а также нарушение функций жизнедеятельности их под непосредственным воздействием ТВЧ, создает предпосылки к сокращению времени собственно стерилизации, а, следовательно, позволяет сохранить пищевую ценность стерилизуемого продукта.

Стерилизация консервов токами высокой частоты принципиально отличается от стерилизации путем нагрева паром или другими источниками тепла. При этом способе стерилизации тепло образуется одновременно во всем объеме продукта независимо от его теплопроводности, в результате чего значительно сокращается продолжительность нагревания. При помещении стерилизуемого продукта в поле переменного электрического тока высокой частоты заряженные частицы продукта приходят в колебательное движение и образуется тепло, под действием которого погибают находящиеся в продукте микроорганизмы.

Продолжительность стерилизации консервов токами высокой частоты в десятки раз меньше продолжительности стерилизации обычными методами, поэтому естественные свойства продуктов при этом способе стерилизации сохраняются значительно лучше. Однако продукт должен быть гомогенным (например, паштеты); при негомогенной структуре (например, рыба в заливках) равномерного прогревания продукта достигнуть не удается.

Стерилизация в электромагнитном поле сверхвысоких частот (СВЧ).

При нагревании продукта в поле СВЧ (433, 915, 2450 МГц) воздействие тепла на микроорганизмы происходит так же, как и при ТВЧ нагреве, не столько путем теплоотдачи от продукта, сколько в результате образования тепла в самом содержимом клеток под действием высокочастотного переменного электромагнитного поля. Поэтому при нагревании продукта в поле СВЧ микроорганизмы отмирают быстрее. Одновременно СВЧ нагрев обеспечивает сохранность пищевой ценности продукта. Следует отметить, что СВЧ обработка приемлема только для продуктов, упакованных в стеклянную или полимерную тару.

Стерилизация ионизирующими облучениями.

К ионизирующим излучениям относят катодные лучи поток быстрых электронов, рентгеновские лучи (частота 1018101в Гц) и гамма-лучи (1020). Все ионизирующие излучения обладают высоким бактерицидным действием и способны, не вызывая нагрева продукта, обеспечить полную стерилизацию.

Из радиоактивных излучений практическое значение имеют гаммалучи, имеющие большую проникающую способность. Время стерилизации ионизирующими облучениями составляет всего несколько десятков секунд. Герметическая упаковка консервов может быть любого вида. Необходимо, однако, иметь в виду, что высокая интенсивность облучения приводит к изменению составных частей продукта. Кроме того, учитывая то обстоятельство, что после ионизационной обработки продукт внутри банки остается сырым, необходимо вслед за стерилизацией провести доведение его до состояния кулинарной готовности одним из обычных способов нагрева.

Использование стерилизации ионизирующими облучениями позволяет организовать непрерывно-поточную обработку консервов и делает возможным максимальное сохранение вкусовых свойств и пищевой ценности продукта.

Гибельное действие ионизирующих излучений на микроорганизмы было обнаружено еще несколько десятков лет назад. Однако только при создании мощных источников ионизирующей энергии стало возможным применение этого нового метода стерилизации пищевых продуктов. Особенность его состоит в том, что микроорганизмы, вызывающие порчу пищевых продуктов, уничтожаются без нагревания продукта под действием ионизирующего излучения, полученного от радиоактивных изотопов или на машинных установках (ускорителях электронов). Гибель микроорганизмов в основном связана с ионизацией водной фазы.

Образующиеся при ионизации продукты распада воды отрицательно действуют на жизненные функции микроорганизмов.

В отличие от термической стерилизации при ионизационном облучении смерть микроорганизмов наступает через значительный промежуток времени (иногда несколько часов) после облучения их летальными дозами. В течение этого времени у микроорганизмов еще происходят процессы обмена веществ.

Одним из наиболее повреждаемых звеньев обмена веществ является нуклеиновый обмен, нарушение которого задерживает синтез нуклеопротеидов и деление ядер. Значительно изменяется углеводный обмен, который в большей степени переключается на синтез жирных кислот и стеринов. Изменение углеводного обмена оказывает влияние на энергетический баланс клетки: возникает расхождение между дыханием (брожением) и фосфорилированием.

Читайте так же:
Техника безопасности при установке конденсаторных батарей

Наряду со структурными и биохимическими изменениями микроорганизмов нарушаются функции их размножения (деление и почкование) и в меньшей степени − роста. В результате этого облученные клетки почти не размножаются, но сильно увеличиваются в размерах; споры после летальных доз облучения обнаруживают начальные признаки прорастания.

В отличие от тепловой стерилизации при облучении смертельными дозами структурные изменения микроорганизмов сравнительно небольшие. В значительной части клеток обнаруживается лишь небольшое набухание, утрированная вакуолизация и усиление контрактационных движений протоплазмы. Микроволновые вакуумные установки серии «Муссон» предназначены для обработки продуктов и материалов с использованием микроволнового разогрева, и вакуума (рисунок 1).

Область применения: Низкотемпературная сушка (биологически активные добавки, лекарственные травы и коренья, фармацевтические материалы, морепродукты); стерилизация фиточаев, пищевых добавок, специй и т.п.

Вакуумная установка «Муссон»

Рисунок 1 – Вакуумная установка «Муссон»

  • отличное качество готового продукта. Продукты, высушенные на установке «Муссон» приобретают более насыщенный цвет и аромат, по сравнению с исходным продуктом. Это связано с тем, что при сушке объем продукта уменьшается, но все компоненты ответственные за вкус, цвет и аромат практически полностью сохраняются.
  • низкая температура сушки. Сушка в вакуумной камере идет при более низкой температуре, чем при атмосферном давлении. В установках серии «Муссон» возможна интенсивная сушка при температуре 30 °С. Несмотря на низкую температуру, вода в продукте находится в состоянии близком к кипению. Такой режим сушки позволяет сохранить имеющиеся в продукте витамины и полезные вещества. Это имеет немаловажное значение при сушке лекарственных трав, фармацевтических препаратов и во многих других случаях.
  • сохранение конденсата. Влага, испаренная из высушиваемого продукта, не пропадает бесследно, а конденсируется в специальных баках. В некоторых случаях получаемый конденсат сам, по себе, является ценным и полезным продуктом.

Технические характеристики микроволновой вакуумной установки серии «Муссон» представлена в таблице 1.

Таблица 1 − Технические характеристики микроволновой вакуумной установки серии «Муссон»

Устройство и принцип действия.

Контейнеры с продуктом помещаются внутрь камер. Перемешивание продукта осуществляется вращением контейнеров. Микроволновая энергия подается от магнетронов, расположенных на торцах цилиндрических камер. Вакуум создается общим водокольцевым насосом.

Для эффективной конденсации паров предусмотрены внешние охлаждающие «рубашки». В эти рубашки подается вода или антифриз. Сбор сконденсировавшегося дистиллята осуществляется в специальных емкостях. Охлаждение магнетронов обеспечивает внешний радиальный вентилятор. Нагретый после прохождения магнетронов воздух может подаваться в конвективную камеру, где продукт располагается на поддонах.

Микроволновая установка «Бархан−3» (рисунок 2) предназначена для жарки семян и ядер подсолнечника, фисташек, миндаля, арахиса, сушка круп, сухих смесей, кормов для животных, «сухая варка» овощей, т. е. когда продукт варится в собственной влаге.

Микроволновая установка «Бархан−3»

Рисунок 2 − Микроволновая установка «Бархан−3»

При этом качество продукта заметно выше, чем при обычной варке, поскольку многие полезные ингредиенты не уходят вместе с водой. Предпосевная обработка семян, увеличивающая всхожесть и скорость прорастания на несколько процентов.

При этом производительность, будет во много раз больше, чем при жарке. Восстановление некондиционной продукции, устранение зараженности продуктов вредителями.

Описание принципа работы: сырьё по транспортеру (в состав установки не входит) подается в теплообменник, где осуществляется его предварительная подсушка. Далее, непрерывно, с заданной скоростью, продукт поступает в микроволновый модуль установки. Перемещаясь внутри модуля, он подвергается нагреву до необходимой температуры, после чего выгружается из установки. Регулировки температуры нагрева, и скорости перемещения внутри микроволнового модуля обеспечивают возможность получения готового продукта с различными степенями зажарки и конечной влажности. Технические характеристики микроволновой установки «Бархан-3» представлены в таблице 3.

Обоснование микроволнового метода.

Основной нагрев в современных установках серии «Бархан» производится с помощью микроволновой энергии. Микроволновый способ позволяет жарить одновременно различные по размеру орехи или семечки с равномерным распределением конечной влаги в продукте без предварительной калибровки и с максимальным сохранением веса продукта, т.к. главное отличие микроволнового обезвоживания от традиционных способов жарки заключается в объемности нагрева.

Таблица 2 − Технические характеристики микроволновой установки «Бархан−3»

«Бархан 3/1»«Бархан 3/2»
Количество микроволновых модулей:1 шт.2 шт.
Производительность по орехам200 кг/ч400 кг/ч
Производительность по семечкам150−180 кг/ч250−300 кг/ч
Рабочая температура:от +5 до +230 град °С
Электропитание:3ф 380В, 50-60Гц
Потребляемая мощность, max:42 кВт60 кВт
Габаритные размеры (Д×Ш×В):3600×1300×2300 мм
Вес:600 кг850 кг

Тепло проникает в продукт не с поверхности, а образуется сразу во всем объеме. Более того, поскольку поверхность продукта подвержена охлаждению, за счет испарения внутренней влаги, температура внутри продукта всегда несколько выше, чем на поверхности. Это приводит к тому, что влага стремится выйти из внутренних областей на поверхность. Этому способствует и давление пара внутри продукта.

Микроволновый способ позволяет жарить, например, орехи в скорлупе за то же время, что и ядра. Можно жарить как очищенные, так и неочищенные орехи, и семечки, соленые и несоленые. Установка обеспечивает поточную жарку сырья, поэтому её удобно использовать в качестве звена технологической линии. Во время жарки в рабочем помещении отсутствуют гарь и копоть.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector