专利名称:一种微波老熟酒处理机的制作方法
本实用新型是一种食品机械。
微波技术应用于食品工业。在60年代日本将微波加热用于食品的保鲜和防腐〔见《微波加热在食品工业中的应用》1982，露木英男，首藤厚著〕，但未曾用于老熟酒，也没有微波老熟酒的机械。国内是近几年来才开始研究的一项新技术〔见《中国电子学会第二次全国微波应用技术交流会论文摘要汇编》1985，10武汉和《浓香型大
酒生产技术》陈季雅、李大和编〕。
微波老熟酒的基本原理，是基于酒中的极性分子(水、醇、醛、酸等分子)，在微波交变电场作用下产生取向性高频摆动，从而加速了缔合分子群的形成。同时，当酒中的极性分子吸收微波能后，能态发生改变，产生大量的自由基，这些活性很强的自由基能促进酒中的化学反应。以上各种作用都将加速酒的老熟过程。实验证明，经过一次(约1秒钟)微波处理的新酒，可相当于自然存坛老熟3～5个月的效果。从而加速资金周转，节省存坛设备和厂房面积，减少存坛期酒的挥发损失。
迄今为止，国内所研制的微波老熟处理机均为大功率设备，所输出的微波功率均在5千瓦至20千瓦，最小的是国光电子管厂生产的5千瓦微波老熟酒处理机，该大功率微波处理机由配有专用电磁铁的微波源及其控制电路、波导短路微波处理器、循环式水冷设备等构成。其设计原理主要根据理论计算，单位体积物质(酒)在微波场中所吸收的功率为PV＝55.56·f·E2·εr·tgδ·10－14(瓦／厘米3)……(1)式中f是微波频率，εr和tgδ分别为酒的相对介电常数和损耗角正切，E是微波在酒中的场强。
由于上述微波处理器采用波导终端短路，通过酒作为短路波导的吸收负载，在波导横截面上，微波电场基本上按正弦规律分布，电场分散。为了提高在波导处理中的电场强度，只有靠增大处理器的微波输入功率PV，只有靠增大微波源的输出功率来达到增大处理器的输入功率PV，以满足老熟酒所需的功率，未考虑到电场强度对酒老熟的关键作用，主要从提高功率着手。为此，使得大功率的微波源磁场必须配备专用电磁铁，以及为微波源配备循环式水冷设备。因而它有以下几点不足之处1.造价高(2万元以上／台)，体积大；2.耗能高，是输出功率的一倍左右；3.由于机器工作电压高，工作条件和对原件的要求高等。
为了克服上述缺点，满足中小酒厂的需要，本实用新型采用了自己设计制造的谐振式微波处理器，谐振后的场强很高，加之电场在谐振腔中分布很集中，所以只需输入500～600瓦的微波功率，就可使处理器中的场强达到5千瓦大功率处理器的场强，处理的酒质也达到同样效果。
本实用新型的关键技术在于，根据工业常用和国内生产微波管的实际情况，将(1)式中的微波频率选用f＝2450MHz±50Hz，其εr和δ由酒所决定，为了增大酒对微波的吸收功率PV，采用提高(1)式中的场强E的办法，为此，设制了缩短电容式环形谐振腔为酒的处理器。这种谐振腔在谐振时使微波电场主要集中在缩短电容部份，当输入几百瓦微波功率时，可使谐振腔中微波场强达到5千瓦以上的大功率的波导处理器的场强，从而降低了处理器的输入功率，也就降低了微波源的输出功率。
本实用新型的关键技术还在于，对缩短电容式环形谐振腔大小的设计。根据理论计算，当谐振腔中填充空气时其最低模式的波长λLO为
λLO= 2 π bh2 dl nab……(2)]]>式中a为大环半径，b为缩短电容部份的半径，d为裂缝宽度，h为腔的高度。根据式(2)，可以选择谐振腔各参量的尺寸。这种谐振腔的电场几乎全部集中在宽度为d的裂缝之中，此裂缝中的电场强度很高，要处理的酒通过插入裂缝中的套管。
当谐振腔的裂缝中通有酒时，式(2)中计算λLO的公式不能应用。实际工程上可以作如下的假设即裂缝中通过酒时，并不强烈改变谐振腔中电磁场的分布，因而仍可近似应用计算λLO的公式，但要作如下修正由于在裂缝中有酒通过，而酒的介电常数比空气的介电常数高得多，故裂缝的等效电容增加，为了保持和填充空气的λLO一致，必须增大裂缝宽度d。事实上并不是整个裂缝都通有酒，而只是插入裂缝中的套管里才有酒流过，要严格计算裂缝等效电容的增加是很复杂的，工程上仅需估算裂缝宽度的范围，然后人工调节裂缝宽度使其达到谐振。
本实用新型的谐振腔是由式(2)计算的，可以根据需要将a，b，d，h的值相应改变，但较为理想的谐振腔，其a＝25mm，b＝11mm，d＝0～20mm可调，h＝24mm。
本实用新型是由微波源和微波处理器两部份组成，并固定在长方体的机壳内。微波源采用CK－620磁控管，磁控管的电源电路及控制电路与大功率的相类似。微波处理器为缩短电容环形谐振器。其主要性能指标如下微波输出功率f＝2450±50MHz，输出功率不小于700瓦，处理酒量50公斤／小时，处理过酒的温升8～12℃，微波漏能小于1μW／cm2。
本实用新型与大功率微波老熟酒处理机相比，它具有以下优点1.耗能低。总耗能为1200瓦。处理量为5千瓦大功率处理机的 1/4 ，但能耗低于10左右；
2.不需水冷系统和不需配备专用电磁铁(因采用的磁控管为示磁式)，所以体积小(只有单缸洗衣机大)，造价低(4000元／台)；3.机器工作电压低，工作条件和对原件的要求低，且维修简单；4.处理后的酒温升低，仅为大功率的 1/4 以下，有利于保存酒中低沸点的成香物质。
图一，为缩短电容式环形谐振腔的原理图图中a为谐振腔的大环半径，b为缩短电容部份的半径，d为腔内裂缝宽度，h为谐振腔的高度。
图二，为缩短电容式环形谐振器的图。
图中有关标注列表如下
图三，为中频率微波老熟酒处理机的外形图。图中13－16为处理器面板操作、指示部件，其中13为处理器的调压盘，14为阳极电流表15为报警指示灯，16为可加高压指示灯，17为高压指示灯，18为低压指示灯，19为高压开关，20为低压开关。
权利要求
1.本实用新型是一种采用由微波源和酒的处理器组成的微波老熟酒的机械，其特征在于采用了缩短电容式环形谐振器作为酒的处理器，酒的处理器谐振腔各参量是由λLO= 2 π bh2 dl nab]]>确定，微波源的功率根据PV=55.56·f·E2·εr·tgδ·10-4(瓦/厘米2)决定，并以增大E来提高功率PV。
2.按照权利要求
1所述的微波老熟酒机械，其特征在于酒的处理器谐振腔参量a＝25mm，b＝11mm，h＝24mm，d＝0～20mm可调。
专利摘要
本实用新型是一种中功率微波老熟酒处理机，主要由微波源和缩短电容式环形谐振器构成。其缩短电容式环形谐振器的尺寸由
文档编号C12H1/00GK86205277SQ86205277
公开日1987年9月30日 申请日期1986年7月14日
发明者徐润民, 陈代珠, 阳盛宗, 葛格 申请人:四川大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan